【导语】一杯普通的酸奶，在科学家们的巧手下，竟变身成为具有神奇修复功能的“再生胶”。哥伦比亚大学的研究团队从酸奶乳清中提取出外泌体，并与特制高分子材料结合，创造出一种柔软可注射的水凝胶。这种水凝胶不仅能够填补受损部位，还能发出信号促进细胞修复。在动物实验中，它已展现出促进血管生成和组织重塑的潜力，为再生医学开辟了新思路。未来，我(wǒ)们(men)或(huò)许(xǔ)能(néng)用(yòng)这(zhè)种(zhǒng)源(yuán)于(yú)食(shí)品(pǐn)的(de)低(dī)成(chéng)本(běn)材(cái)料(liào)，让(ràng)身(shēn)体(tǐ)实(shí)现(xiàn)自(zì)我(wǒ)“再(zài)生(shēng)”。
一(yī)杯(bēi)酸(suān)奶(nǎi)，平(píng)日(rì)里(lǐ)不(bù)过(guò)是(shì)早(zǎo)餐(cān)桌(zhuō)上(shàng)的(de)常(cháng)客(kè)。可(kě)在(zài)哥(gē)伦(lún)比(bǐ)亚(yà)大(dà)学(xué)的(de)实验室里，它摇身一变，成了能够帮助身体自我修复的“再生胶”。科学家们从酸奶的乳清里提取出一种叫做外泌体（extracellular vesicles, EVs）的微小颗粒，把它们与特制的高分子材料结合，制成了一种柔软、可注射的水凝胶。这种水凝胶不仅能像组织一样填补受损部位，还能发出信号，让周围细胞启动修复程序。
酸奶中的外泌体做成水凝胶促进伤口愈合示意图（图片来源：作者使用AI生成）
想(xiǎng)象一下，未来外科医生手里拿的，可能不是手术刀或化学药剂，而是一支装着酸奶修复胶的注射器——轻轻一推，就能帮助伤口长出新的血管、恢复组织功能。这听起来像是科幻小说的情节，但它的雏形，已经在小鼠实验中实现了。
酸奶外泌体与水凝胶的组合
外泌体（Extracellular Vesicles, EVs）是细胞分泌的纳米级囊泡，直径只有几十到几百纳米，却像微型快递员一样，运送着蛋白质、脂质、核酸等多种生物分子。这些快递能够精准送达邻近或远处的细胞，调节它们的行为，例如促进生长、抑制炎症、引导组织修复。正因如此，外泌体近年来在再生医学和药物递送(sòng)领(lǐng)域备(bèi)受(shòu)关注(zhù)。
然(rán)而(ér)，外(wài)泌(mì)体(tǐ)在(zài)实(shí)验(yàn)室(shì)里(lǐ)并(bìng)不(bù)好(hǎo)批(pī)量(liàng)生(shēng)产(chǎn)。传(chuán)统(tǒng)从(cóng)细(xì)胞(bāo)培(péi)养(yǎng)液(yè)中(zhōng)提(tí)取(qǔ)外(wài)泌(mì)体(tǐ)的(de)方(fāng)法(fǎ)，产(chǎn)量(liàng)低(dī)、成(chéng)本(běn)高(gāo)，很(hěn)难(nán)满(mǎn)足(zú)构(gòu)建(jiàn)功(gōng)能(néng)性(xìng)材(cái)料的需求。哥伦比亚大学团队的灵感来源于一个日常食品——酸奶。酸奶发酵后会产生大量乳清，这里面蕴含着丰富且稳定的牛奶外泌体，而且这些外泌体天然具有良好的生物相容性和组织修复潜力。通过切向流过滤（Tangential Flow Filtration, TFF）和冻干技术，研究人员能够一次性从1升乳清中获得约10¹³个高质量外泌体，规模比细胞培养方法高出百倍。
接下来，科学家将这些外泌体与疏水改性的羟丙基甲基纤维素（HPMC）结合。HPMC分子链上带有不同长度的碳链，如C14、C16，这些疏水尾部可以像锚一样插入外泌体的脂质膜中，使外泌体在聚合物网络中充当交联点。这种连接并非一次性的化学键，而是可逆的疏水相互作用，就像尼龙粘扣一样，在受到外力时能暂时分开，之后又自动结合。这种动态交联赋予了水凝胶可注射性和自愈能力，它在针管中会变得流动，推入组织后又迅速恢复成稳固的三维网络。
细胞外囊泡交联可注射水凝胶的设计（图片来源：参考文献[1]）
更重要的是，这些外泌体并不只是“支架”，它们自身还携带着天然的生物信号。在材料植入体内后，这些信号分子会逐渐释放，指导周围细胞进行修复，既提供结构支撑，又能发出指令。相比传统依赖化学修饰的水凝胶，这种酸奶外泌体水凝胶能同时满足结构和功能两方面的需求。
在活体中长出血管的修复胶
科学家的第一步验证，是看这种酸奶外泌体水凝胶在动物体内是否安全。研究团队将其注射到健康小鼠皮下，并与单纯注射外泌体的对照组比较。结果显示，两组小鼠在一周内体重稳定，没有出现毛发蓬乱、行动迟缓等炎症反应的迹象，说明材料具备良好的生物相容性。
接下来，真正令人惊喜的地方出现了，在注射水凝胶的一周后，取出的样品中已经可以肉眼看到细密的新生血管。这些血管并非只停留在材料表面，而是穿插在水凝胶内部，与周围组织融为一体。组织切片的三色染色进一步证实，这些血管有成熟的胶原层和完整的内皮细胞结构，不是简单的毛细管样突起，而是功能化的微血管。
将酸奶EV水凝胶皮下注射小鼠体内，一周后可见明显的血管化现象（图片来源：参考(kǎo)文献(xiàn)[1]）
更(gèng)深(shēn)入(rù)的(de)免(miǎn)疫(yì)荧(yíng)光(guāng)染(rǎn)色(sè)结(jié)果(guǒ)显(xiǎn)示(shì)，水(shuǐ)凝(níng)胶(jiāo)内(nèi)同(tóng)时(shí)存(cún)在(zài)CD31阳(yáng)性(xìng)（成(chéng)熟(shú)内(nèi)皮(pí)细(xì)胞(bāo)）和(hé)CD34阳(yáng)性(xìng)（内(nèi)皮(pí)前(qián)体(tǐ)细(xì)胞(bāo)）的(de)血(xuè)管(guǎn)。这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)材(cái)料(liào)不(bù)仅能促进已有血管的延伸，还能刺激新血管从零开始生成。与此同时，大量免疫细胞和基质细胞渗入水凝胶内部，沉积新的胶原蛋白并参与组织重塑，没有形成典型的纤维囊包裹，这与许多合成材料在体内引发的排斥反应截然不同。
值得注意的是，这一修复过程并不依赖额外添加的化学生长因子，完全由外泌体本身携带的天然信号驱动。这种自带说明书的特性，让水凝胶在植入后能够主动营造一个有利于愈合的微环境——抗炎细胞聚集、血管生成启动、细胞外基质重塑同步进行，从而为后续的组织功能恢复打下基础。
总结
从酸奶乳清中提取外泌体，并与特制的高分子材料结合，科学家们创造了一种既柔软可注射、又自带修复指令的水凝胶。在动物实验中，它不仅表现出优异的生物相容(róng)性(xìng)，还(hái)能(néng)在(zài)短短一周内促进血管生成、组织重塑。这种源于食品的低成本、高生物活性材料，展示了再生医学的新思路——未来，麻豆影片色欲在线观看或许可以用更简单、更安全的方式，让身体自己“长”好。
参考文献：
[1] Margaronis, Artemis, et al. "Extracellular vesicles as dynamic crosslinkers for bioactive injectable hydrogels." Matter 8 (2025): 102340.
[2] Correa, Santiago, et al. "Translational applications of hydrogels." Chemical reviews 121.18 (2021): 11385-11457.
[3] Welsh, Joshua A., et al. "Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches." Journal of extracellular vesicles 13.2 (2024): e12404.
[4] Herrmann, Inge Katrin, Matthew John Andrew Wood, and Gregor Fuhrmann. "Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform." Nature nanotechnology 16.7 (2021): 748-759.
作者丨邵文亚 福建医科大学副教授；杨超 中国科普作家协会会员
审核丨赵宝锋博士 辽宁生命科学学会
