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传统细胞微囊含大量冗余凝胶,移植体积大、移植部位受限,囊外营养导入和囊内治疗性分泌物导出困难。本文将细胞培养在微载体上,用双水相乳化法将其包裹在海藻酸-壳聚糖-海藻酸(ACA)共形微囊中,并探索其治疗肝损伤和骨质疏松两种疾病的可行性。研究包括3个部分:(1)微载体的ACA共形微囊制备与性能表征。制备Cytodex-3微载体的ACA共形微囊,与蛋白溶液共孵育探究其囊膜对牛血清白蛋白(BSA)、免疫球蛋白IgG的透过性,用球磨法和挤压法考察其在1个月内的机械稳定性,用原子力显微镜扫描微囊的表面形貌,测定其表面粗糙度。结果表明,0.3%、0.6%及1.2%(w/v)的壳聚糖溶液制备的共形微囊均能允许BSA透过,并阻隔IgG透过;3组微囊在1个月内均能耐受球磨法中的剪切力,且在挤压实验中表现出相似的应力-时间曲线,平均最大应力约为1.7-2.2 g,与传统微囊无明显差异;共形微囊的平均偏差粗糙度和均方根粗糙度分别为6.73±1.81 nm、8.23±2.03 nm,与传统细胞微囊相近。(2)Cytodex-3微载体/L02细胞复合物(microC/L02)的共形微囊治疗肝损伤症研究。制备microC/L02的ACA共形微囊,采用水溶性四唑盐法、5(6)-羧基二乙酸荧光素琥珀酰亚胺酯/碘化丙啶(CFDA-SE/PI)染色法考察微囊化后细胞的活性;酶联免疫吸附法(ELISA)和尿素酶-谷氨酸脱氢酶动力学法分别检测其体外培养上清液中的人白蛋白和尿素水平;将细胞微囊移植至对乙酰氨基酚所致的肝损伤大鼠模型中,在60天内检测移植组、模型组、正常组大鼠的血清谷丙转氨酶(ALT)、总胆红素(TBIL)、白蛋白(ALB)的水平;肝组织苏木精/伊红(HE)染色观察肝小叶中细胞形态。结果显示,微囊化后细胞存活良好,活性可在16 h内恢复正常;共形细胞微囊在体外可持续合成人白蛋白和尿素;移植细胞微囊后大鼠血清ALT、TBIL、ALB可在60天内维持正常水平;回收的移植微囊90%以上保持完整,细胞维持存活;HE染色显示移植组大鼠肝脏细胞坏死和水肿均明显少于模型组。(3)Cytodex-3微载体/胰岛素样生长因子1基因重组中国仓鼠卵巢细胞复合物(microC/rCHO-IGF-1)的共形微囊治疗骨质疏松症研究。制备microC/rCHO-IGF-1的ACA共形微囊,采用水溶性四唑盐法、CFDA-SE/PI染色法考察微囊化后细胞的活性;ELISA法测定其培养上清液中IGF-1水平;将培养上清液与大鼠原代颅顶骨成骨细胞共同孵育,茜素红S染色法考察其促进成骨细胞分化的能力;细胞微囊移植后,在30天内测定移植组、去势组、假手术组的血清IGF-1水平;在移植30天时测定大鼠血清钙、磷、碱性磷酸酶(ALP)的水平,采用双能X-射线吸收法测定大鼠股骨的骨密度值;进行大鼠股骨HE染色,评价骨组织形态。结果显示,共形微囊化后细胞存活良好,活性可在24h内恢复正常;体外培养时,共形细胞微囊可持续分泌IGF-1,培养上清液可促进原代大鼠颅顶骨成骨细胞钙化结节形成;移植后,共形细胞微囊可在30天内提高移植组大鼠的血清IGF-1水平;移植第30天,移植组和假手术组的大鼠血清ALP和磷水平显著低于去势组,说明移植的共形细胞微囊改善了去势大鼠的血清ALP和磷水平;移植组大鼠股骨的骨密度值显著高于去势组;90%以上的回收微囊保持完整,细胞维持存活;HE染色显示,移植组的骨小梁厚度和排列紧密度要优于去势组。综上所述,本文采用双水相乳化法制备了微载体/细胞复合物的ACA共形微囊,并分别以L02、重组细胞rCHO-IGF-1作为模型细胞,分别移植进行了治疗大鼠肝损伤和去势大鼠骨质疏松的研究,发现microC/L02的共形微囊具有改善肝损伤大鼠生化指标和肝组织形态的能力,microC/rCHO-IGF-1的共形微囊具有体内持续释放IGF-1,提高股骨的骨密度,改善股骨组织形态,从而减缓骨质疏松发生的能力。本研究为实现细胞微囊的囊径微化和功能强化提供了新思路。