將單個細胞包裹于薄層水凝膠可以對復雜的模仿組織組裝進行微米級精確控制，并實現細胞在體內的多途徑輸送，因而在生物醫藥領域引起廣泛關注。雖然微流體和表面化學的發展已經能夠實現微凝膠對細胞的成功包裹，但是，仍然存在以下問題：
1）凝膠包裹效率不高，需要進行二次提純，增加了臨床前和臨床實驗中的工作量。
2）一包多的情況嚴重，缺乏一對一包裹的技術，難以知悉細胞的表面改性以及包裹層的特性對于細胞生物功能有什么影響。
有鑒于此，Mao等人報道了一種利用海藻膠高效率包裹細胞的微流體技術，凝膠對細胞的包裹效率高達90%以上，使含有細胞的凝膠濃度提高了十倍，并實現了對骨髓基質細胞的單一包裹。
圖1.包裹方法
圖2. 預處理對包裹效率的影響
研究人員首先將細胞浸泡于含有碳酸鈣納米顆粒的溶膠中進行預處理，碳酸鈣納米顆粒根據濃度高低被動吸附到細胞表面，將多余納米顆粒分離。然后將帶有碳酸鈣納米顆粒的細胞和具有生物兼容性的高分子海藻膠混合并置于微流體交聯裝置，得到油包水乳液。油相中穩定乙酸促進鈣離子從納米顆粒釋放出來，由于鈣對海藻膠的交聯輔助作用，最終得到高產率的6μm海藻膠包裹的細胞體系。
在4℃和25℃包裹得到的結果類似，而且，在可檢測范圍內，4℃條件下沒有發現納米顆粒被細胞吞噬的明顯跡象。三天體外實驗表明這種微凝膠包裹層的力學性能優異，細胞存活率較高。
總之，本工作除了提高細胞包裹效率之外，還實現了對骨髓基質細胞的單一包裹，對組織工程和再生醫學等領域的研究有所借鑒！
圖3. 靜脈注射凝膠包裹的單細胞用于體內治療
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Angelo S. Mao, David J. Mooney et al. Deterministic encapsulation of single cells in thin tunable microgels for niche modelling and therapeutic delivery. Nature Materials 2016.
