骨髓间充质干细胞(MSC)具有多种功能，因为它们可以自然补充构成骨骼，软骨和脂肪组织的细胞类型。但是，它们具有更广泛的再生潜能，这取决于它们迁移和植入受损组织的能力以及分泌因子，这些因子可增强新血管的形成，抑制炎症和细胞死亡并促进愈合，从而使其成为基于细胞疗法的精妙候选者适用于各种疾病，例如心血管，肝脏，骨骼和软骨疾病，肺和脊髓损伤，自身免疫性疾病，甚至癌症和皮肤病。

MSC从健康的供体那里引起的患者中不会引起不良反应，或者可以忽略不计，并且可以很容易地从人体组织中分离出来，扩展到临床规模，进行生物保存，并可以存储用于即时交付。这种制备医用级MSC的效率与目前无法将其递送至患者靶组织的相对效率低下相反。临床医生通常需要高精度地管理大量MSC，以使足够数量的细胞成功植入并随时间推移保持功能。

为了克服这一瓶颈，研究人员开发了基于材料的方法，其中将MSC嵌入生物材料支架中，然后可以将其作为“补丁”以微创程序植入受损的组织中。但是，这些细胞的迁移能力，克服组织障碍以及成功植入最需要其作用的组织微环境的能力通常受到限制。原则上，注射方法可以通过皮下注射针以更有针对性的方式将MSCs引入组织，但是任何直接注射到组织中都是侵入性的，并且可能导致组织意外损伤和副作用，例如形成疤痕组织。

现在，洛杉矶Terasaki生物医学创新研究所和加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究小组在《高级功能材料》中报道了一项新研究，该研究开发出了一种微创方法，该方法采用了可提供生物活性的“微针”。 MSC仓库。通过将相对较少数量的MSCs嵌入可延长其生存能力和功能的凝胶状材料中，并以高空间精度靶向受损组织，研究人员展示了他们的方法可在具有切除的皮肤节段的小鼠模型中加速伤口愈合。

“过去，微针已成功用于无痛地将药物无痛地输送到皮肤，血管和眼睛等目标组织。在这里，我们通过“可拆卸微针头药库”证明了类似的方法可以在目标部位部署治疗性细胞。”通讯作者，寺崎研究所所长兼首席执行官Ali Khademhosseini，曾任加州大学洛杉矶分校微创治疗中心主任。“为实现这一目标，我们开发了一种全新的微针贴片，可支持干细胞的活力，对伤口刺激的反应能力以及加速伤口愈合的能力。”

在研究开始时，Khademhosseini及其同事假设，将MSC嵌入生物相容性和可生物降解的生物材料基质中可以帮助创造一种具有干细胞所需的机械特性的水合环境，以使其长期存活并发挥功能。研究人员从设计明胶纤维基质开始，这些基质彼此交联成一个可以容纳MSC的网络。这种生物材料模仿了MSC通常所处的正常组织的细胞外环境，并以允许MSC吸收营养并通过它们通常接收和分配的可溶性因子与受损组织进行通讯的方式帮助重塑了特定的基质环境。

挑战的另一部分是将字面上的“针头”质量引入细胞输送装置中，从而使其能够轻柔地穿透组织以到达其靶位。为了这个目标，研究人员用第二种硬得多的生物材料包裹了柔软的含MSC的明胶基质，这种材料称为聚乳酸-乙醇酸，简称PLGA。一旦将针头放置在伤口床上，“ PLGA壳”(也具有生物相容性和可生物降解性)会缓慢降解，但是在此过程中，将含MSC的明胶基质保持在适当的位置，从而使MSC通过以下方式释放其治疗因子贝壳中出现的缝隙进入受损组织。研究小组表明，在复合微针中90%的MSC可以存活24小时，并且，

最后，研究小组着手在小鼠皮肤伤口模型中研究其微针概念，该模型在表皮组织层中进行了明确的切除。为了能够策略性地将单个微针放置在伤口床中，通过将一排微针连接到一小条透明胶带上，并设计了一种简单有效的部署机制，使它们的尖头端远离胶带。精确地将带子及其带图案的微针表面放置在伤口上，使单个微针可以穿透伤口床。然后，将胶带剥离，使微针分离并保留在伤口组织中。Khademhosseini和他的同事通过将设备命名为“可分离式混合微针长效制剂”(d-HMND)，总结了该设备的主要功能。