小细胞外囊泡（small extracellular vesicles，sEVs）是人体细胞旁分泌产生的纳米颗粒，直接影响生理平衡和病理发展。由于sEVs的表面标志物和内容物可调，具有各种功能的sEVs已被开发用于调节免疫反应，治疗癌症、心血管疾病，以及诱导受损组织的再生。然而，目前基于局部或全身注射的sEVs给药方法存在sEVs稳定性和保留率低的问题。支架介导的sEVs递送系统提供了一种前景广阔的策略，为了增强sEVs在靶点的局部保留和持续释放，人们开发了多种亲和涂层，包括聚多巴胺（PDA）、单宁酸（TA）、肝素、磷酸钙化合物（CaP）和聚乙烯亚胺（PEI）等。然而，由于缺乏对亲和涂层分子与sEVs间相互作用基本机制的定量了解，使得功能性sEVs功能化支架的开发在很大程度上依赖于经验优化过程。
为了定量比较不同的亲和性修饰对于多孔微支架释放sEVs行为和矿化成骨的调控，以及为进一步设计和转化具有更广泛应用的sEVs功能化生物材料提供指导，北京大学口腔医院赵玉鸣教授与合作者在ACS Nano（中科院1区，IF：15.8）上发表题为“The affinity modifications of porous micro-scaffolds impact bone regeneration by modulating the delivery kinetics of small extracellular vesicles”的文章。北京大学口腔医院高一珂博士、袁晓静助理研究员和北京大学工学院顾若衡博士为共同第一作者，北京大学工学院黄建永研究员、北京大学第三医院袁作楹副研究员和北京大学口腔医院赵玉鸣教授为文章的共同通讯作者。
sEVs与各种亲和分子相互作用的分子动力学模拟
论文首先通过文献综述和体外实验验证了人脱落乳牙牙髓干细胞（SHED）中分泌的sEVs的生物活性具有显著的浓度依赖性。然后，通过分子动力学模拟定量描述了sEVs与各种亲和分子（即PDA、TA、heparin、PEI和CaP）之间的相互作用。
不同修饰的多孔微支架对sEVs的负载/释放动力学及体外成骨的影响
基于分子动力学模拟，研究人员选择两种具有代表性的亲和分子（PDA和CaP）对PLGA多孔微支架（PLGA MS）进行改性，得到了PDA修饰的PLGA多孔微支架（PDA@MS）和生物矿化PDA修饰的PLGA多孔微支架（B/PDA@MS），分别用于递送sEVs。B/PDA@MS显示出最高的负载效率（>20 μg/mg微支架）和sEVs释放动力学。由于生物矿化涂层和缓释sEVs的协同作用，负载sEVs的B/PDA@MS显著促进BMSC的体外成骨和大鼠颅骨缺损模型的骨再生。
5 mm大鼠颅骨缺损中的骨再生效果验证
参考文献：
Affinity Modifications of Porous Microscaffolds Impact Bone Regeneration by Modulating the Delivery Kinetics of Small Extracellular Vesicles. ACS Nano. 2025 Apr 30. doi: 10.1021/acsnano.5c03297.
外泌体资讯网 ACS Nano｜赵玉鸣/袁作楹/黄建永团队：亲和涂层调控多孔微支架的小细胞外囊泡释放动力学调节骨再生速率
