Bioactive Materials
基于动态皱褶电活性基底的预启动细胞片疗法用于肌肉重建
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该研究开发了一种近红外响应的动态皱褶电活性基底，实现细胞片的非侵入性收获与生物活性预启动，显著提升细胞密度和肌肉修复效果，为体积性肌肉缺损治疗提供了新策略。
文献概述
本文《Pre-priming cell sheet therapy enabled by dynamic wrinkled electroactive substrate for muscle reconstruction》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了通过构建一种近红外（NIR）响应的动态皱褶电活性基底，实现高密度、电机械生物活性细胞片的可扩展制备、非侵入性收获及移植前的功能预启动，用于体积性肌肉缺损（VML）修复。研究系统展示了该平台在促进成肌细胞分化、钙信号传导和体内肌肉再生方面的优越性能，强调了调控界面动力学对先进细胞疗法开发的关键作用。整段通顺、有逻辑，结尾用中文句号，段落结尾使用背景知识
体积性肌肉缺损（VML）是一种严重的创伤性或手术后骨骼肌组织丢失，导致肌肉功能永久性丧失。由于内源性再生能力受限，VML难以通过自然修复恢复功能，目前临床标准治疗——功能性自由肌移植存在供区并发症、手术时间长和神经再支配不可靠等问题。细胞悬液注射和脱细胞基质支架等再生策略虽被探索，但存在细胞滞留率低、存活时间短、功能成熟不足等瓶颈。细胞片技术可保留细胞间连接和细胞外基质，提高移植后存活率，但传统收获方法如酶消化或温敏表面常破坏基底膜结构，影响功能。电活性材料如聚吡咯（Ppy）可模拟肌肉的电生理微环境，促进细胞电耦合和功能成熟，而动态基底通过外部刺激（如光、热）调控细胞-材料相互作用，实现可逆粘附切换。本研究结合电活性、动态形貌调控与近红外远程控制，提出“预启动”细胞片疗法，即在收获前通过电-机械双模刺激增强细胞功能，从而实现高效、功能性肌肉组织重建。该策略突破了静态材料设计局限，为电激活性组织工程提供了新范式。
研究方法与实验
研究人员构建了一种双层结构的近红外响应动态皱褶电活性基底，由嵌入碳纳米管（CNTs）的聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为光热层，表面原位聚合导电聚吡咯（Ppy）形成微皱褶结构。通过近红外光照引发PDMS/CNTs层热膨胀，产生机械应力，动态调控Ppy表面皱褶形貌，从而改变细胞-基底界面粘附力，实现细胞片的非侵入性远程释放。使用C2C12成肌细胞和原代心肌细胞评估基底的生物相容性、细胞增殖、成肌分化及电生理功能。通过免疫荧光染色、qPCR、钙成像和RNA-seq分析细胞功能状态。在大鼠VML模型中移植预启动细胞片，通过组织学、肌纤维再生和功能恢复评估治疗效果。关键结论与观点
研究意义与展望
该研究创新性地将动态形貌调控与电活性材料结合，实现了细胞片的“预启动”功能化，为组织工程提供了更接近生理状态的构建策略。其非侵入性收获方式避免了传统方法对细胞外基质的破坏，提高了移植后细胞存活率。平台的远程光控特性便于操作，具有良好的临床转化潜力。
未来研究可进一步优化材料参数，拓展至其他电激活性组织如心肌、神经组织的工程构建。结合患者特异性iPS来源细胞，有望实现个性化肌肉再生治疗。此外，集成多模态刺激（如电、光、机械）可进一步模拟复杂组织微环境，推动功能性组织构建的发展。
结语
本研究成功开发了一种基于近红外响应动态皱褶电活性基底的预启动细胞片疗法，用于体积性肌肉缺损的修复。该平台通过近红外光远程调控基底表面形貌，实现细胞片的非侵入性、完整收获，同时利用Ppy的电活性特性在培养阶段对细胞进行电-机械双模预启动，显著促进成肌分化与功能成熟。在VML大鼠模型中，移植预启动细胞片显著促进肌纤维再生与功能恢复。该策略突破了传统细胞疗法在细胞滞留与功能成熟方面的瓶颈，强调了动态界面调控在先进细胞治疗中的核心作用。该技术不仅为肌肉组织工程提供了高效解决方案，也为其他电激活性组织的再生提供了可推广的技术平台，具有广阔的再生医学应用前景。
