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HWJ-MSCs×HA水凝胶:开启膝关节软骨再生的新通道

发布时间:2025-08-28       来源:中新康明


在软骨组织工程领域,膝关节骨关节炎(OA)是常见且难治的慢性退行性疾病。关节软骨因缺乏血管和神经,几乎无自我修复能力,临床治疗多停留在缓解症状。庞永华等学者尝试将人脐带 Wharton’s Jelly 来源间充质干细胞(HWJ-MSCs)与透明质酸(HA)水凝胶结合,评估其在兔膝关节软骨缺损修复中的可行性,为组织工程修复提供新思路。

理论基础与研究切入点

HWJ-MSCs 来源方便、免疫原性低,具备多向分化及免疫调节能力,尤其善于向软骨方向分化。HA 是关节软骨基质重要成分,生物相容性好,可提供三维支撑与润滑,调节细胞黏附、增殖和分化。已有动物实验表明,MSC 与 HA 水凝胶复合可显著改善软骨修复质量,修复组织更接近天然软骨,这为本研究提供了理论支撑与应用基础。

在这一类复合材料研发中,中新康明可为科研与企业合作伙伴提供定制化水凝胶材料的开发,包括药物修饰型水凝胶,通过在基质中引入特定化学基团或功能分子,提升材料与生物活性物质的结合效率,从而实现精准释放和靶向作用。

研究设计与关键发现

本研究采用兔自身对照设计,一侧膝关节填充 HWJ-MSCs(1×10^7/mL)+ 4% HA 水凝胶,另一侧填充单纯 4% HA 水凝胶。术后 3 个月和 6 个月分别评估大体形态与组织学表现。结果显示,实验组修复面光滑、透亮、整合良好,组织学染色接近透明软骨,细胞分布均匀,且无感染或排斥反应。对照组则表现为表面不平整、细胞稀少、基质染色浅。评分体系(ICRS、Wakitani)在两时间点均显示实验组明显优于对照组。

结合这类软骨修复材料的特点,中新康明还可提供水凝胶在药物包裹方向的技术支持,例如利用物理包埋或化学交联手段,将小分子药物、蛋白质、多肽等有效负载至水凝胶内部,实现稳定释放和活性保持,适合组织修复和再生领域的前期验证与后续转化。

机理推测与研发价值

HWJ-MSCs 修复作用可能不仅来自细胞替代,更包括旁分泌效应,分泌生长因子、基质因子和外泌体,促进宿主细胞增殖与基质合成;HA 水凝胶作为三维支架,有助于维持细胞表型、促进 ECM 合成并提供润滑保护。两者结合构建了适宜微环境,增强了软骨样组织的形成与长期稳定性,这为软骨再生策略研发提供了可复制的模式。

在相关医药研发链条中,中新康明能够开展水凝胶与抗体偶联的定制化服务,通过化学交联或生物偶联技术,将抗体功能化加载于水凝胶网络中,适用于免疫治疗、靶向药物递送及局部病灶干预,帮助科研团队在疾病模型中进行验证。

面向临床转化的考量与挑战

尽管结果积极,临床应用仍需解决长期安全性与免疫反应等问题。进一步研究应扩展到更接近人体力学环境的大型动物模型,并优化 HA 水凝胶的物理性能与可注射性。此外,还需建立 MSCs 分离纯化标准和 GMP 生产流程,确保批次一致性和质量可控,为后续临床试验奠定基础。

中新康明在水凝胶产品中试放大和 GMP 级生产方面具备成熟能力,可将实验室配方放大至公斤级或更高产能,并满足医药研发、临床前及注册申报环节的法规要求,为合作伙伴的成果转化提供全流程支撑。

小结展望

本研究首次验证了 HWJ-MSCs 与 HA 水凝胶复合在兔膝关节软骨缺损修复中的有效性,修复组织在宏观和组织学层面均优于单纯 HA,且无明显安全风险。该策略兼具干细胞与组织工程材料的优势,符合再生医学发展趋势。未来通过机制深化、材料优化与工艺规范,有望推动这一方案从实验室走向临床,成为 OA 软骨再生的重要候选技术。

 


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