
目前,全美有超过 1 万名慢性肝病患者在肝移植等待名单上,但由于供体器官严重短缺,许多患者在等来生机前就已病重。更令人遗憾的是,部分肝衰竭患者因身体条件极差,根本无法耐受复杂的肝移植手术。
近日,来自麻省理工学院(MIT)的工程师们在《细胞生物材料》(Cell Biomaterials)杂志上发表了一项突破性研究。他们开发出一种可注射的“迷你肝脏(Mini livers)”,通过微创注射方式进入人体,即可代偿受损肝脏的部分功能。这种被称为“卫星肝脏(Satellite livers)”的技术,有望成为肝移植的有效替代方案或过渡手段。
技术核心:构建“剪切稀化”的工程化微环境
肝脏承担着人体约 500 种基本功能,主要由肝细胞(Hepatocytes)执行。以往直接向体内注射肝细胞往往会导致细胞流失且存活率极低。
由 MIT 教授 Sangeeta Bhatia 领导的研究团队利用微流控与生物材料技术解决了这一难题:
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水凝胶微球(Hydrogel microspheres): 团队利用微流控设备生成了基于 GelMA(光交联促成膜)的水凝胶微球。这些微球具有类似液体的物理特性,可通过注射器针头推进;而一旦进入体内,它们会重新排布并锁合成固体结构。
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工程化生态位(Engineered niche): 这些微球为肝细胞提供了物理支撑,形成了防止其扩散的局部环境。此外,注射液中还加入了成纤维细胞(Fibroblast cells),这些支持性细胞能分泌生长因子,诱导宿主血管快速长入。
实验进展:在脂肪组织中安家落户
研究团队在小鼠实验中,利用超声引导技术将这套细胞与微球的混合物注射到了小鼠腹部的附睾脂肪垫(Perigonadal adipose tissue)中。
实验结果显示:
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血管化成功: 新生的宿主血管迅速与植入物集成,为肝细胞提供了直接的养分递送通道。
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长期稳定性: 这些注射的肝细胞在体内保持活性长达 8周(研究全程),并能持续向宿主循环系统分泌肝脏特有的酶和功能蛋白质。
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非侵入监测: 团队证实了利用超声影像实时监控植入物长期稳定性的可行性,极大降低了术后随访的复杂度。
临床愿景:不仅是移植的“桥梁”
第一作者、MIT 博士后 Vardhman Kumar 指出,对于绝大多数肝脏代谢障碍,植入物并不需要位于原位肝脏附近。只要拥有充足的空间和血供,它们在脂肪组织、脾脏或肾脏附近同样能发挥代偿作用。
该技术具有双重临床价值:
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过渡疗法(Bridge to transplantation): 为等待供体的患者提供功能支撑,争取生存窗口。
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低门槛替代: 对于无法耐受手术的患者,通过注射提供“补给功能(Booster function)”的门槛远低于传统移植手术。如果需要增加剂量,再次注射的成本和风险也极低。
目前,研究团队正致力于开发具备“免疫逃逸(Stealthy)”能力的肝细胞,以减少患者对免疫抑制剂的依赖,并探索利用微球在局部缓释药物的可能性。
参考文献:Vardhman Kumar et al, Image-guided injectable niche for hepatocyte transplantation, Cell Biomaterials (2026). DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100378
编辑:王洪
排版:李丽





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