本文研究了一种新型智能雾化递送系统，针对急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的病理机制，开发了ROS响应性水凝胶微球，装载人类脐带间充质干细胞来源的外泌体。该系统旨在通过雾化方式直接送达肺部，以缓解氧化应激和炎症反应，从而改善肺功能和组织修复。相关文献标题发表于Materials Today Bio期刊。

创新点

01

ROS响应性设计

微球中引入硫磷键，使其能够特异性响应并清除过度产生的活性氧，实现对氧化应激环境的靶向干预。

02

雾化给药策略

微球颗粒尺寸小，适合通过非侵入性雾化吸入递送，实现肺部局部高效给药，避免全身副作用。

03

多功能治疗机制

结合外泌体的抗炎和修复功能，微球能协同增强肺毛细血管屏障完整性、减少蛋白质渗出、恢复线粒体功能，并促进巨噬细胞向抗炎表型转变。

图文导图

材料开发

材料 / material

Exo@TK@CaAlg水凝胶微球，由硫磷键修饰的钙藻酸盐基质构成，装载人类脐带间充质干细胞来源的外泌体。

功能 / Function

该材料具有优异的ROS清除能力、生物相容性，以及对氧化应激的特异响应性，能通过雾化高效递送至肺部，发挥缓解氧化应激和炎症的作用。

思路延伸

类似的研究思路可从以下几个方向进行深化和拓展：

响应性材料的多元化设计：

本研究利用硫磷键实现了对ROS的特异性响应。可进一步探索其他病理微环境响应的化学键或基团，例如：

pH响应：针对肺部感染或肿瘤微环境的酸性特征，设计在低pH下降解或释放药物的材料。

酶响应：利用在炎症部位或特定细胞（如中性粒细胞、巨噬细胞）中高表达的酶（如基质金属蛋白酶、弹性蛋白酶）作为触发信号，实现更精准的释放。

多重响应：构建能同时响应ROS、pH和酶等多重刺激的“智能”材料，以应对疾病过程中复杂的微环境变化，实现更精准、分阶段的治疗。

外泌体工程化与功能优化：

本研究直接使用了UC-MSCs来源的外泌体。未来可在此基础上进行功能增强：

源头工程：通过预处理（如缺氧、炎症因子刺激）MSCs，或利用基因工程改造亲本细胞，使其分泌的外泌体富集特定的治疗性miRNA、蛋白质或脂质，从而增强其抗炎、抗氧化或组织修复的特异性功能。

表面修饰：对外泌体膜进行工程化改造，例如连接靶向肺血管内皮细胞或肺泡上皮细胞的归巢肽，进一步提升其在病灶部位的富集和摄取效率。

原文来源

期刊名称：Materials Today Bio

发布日期：2026年2月4日

DOI：10.1016/j.mtbio.2026.102868

研发团队：Chang Liu, Guoan Xiang, Yan Cao, Jianqiao Xu, Xiaoxiang Hu, Shoulong Deng, Kun Xiao, Lixin Xie