细胞膜涂层技术近年来在生物医学领域掀起革命，通过仿生策略赋予材料天然细胞的生物界面功能。近日，四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心主任/生物医学工程学院院长王云兵教授团队，联合西安市中心医院心内科潘军强主任医师等在《ACS Nano》发表综述：Engineered Cell Membrane Coating Technologies for Biomedical Applications: From Nanoscale to Macroscale，系统总结了细胞膜涂层技术的制备方法、功能化策略及多元应用。综述中创新性地阐述了细胞膜涂层载体由纳米到宏观尺度的应用拓展，并展望其临床转化潜力与挑战。

  传统生物材料常因免疫排斥、毒性等问题限制其应用效果。现有表面修饰技术（如聚乙二醇、多肽涂层）虽能提升材料的生物相容性，但仍面临靶向性不足、工艺复杂等瓶颈。细胞膜涂层技术突破性地将天然细胞膜直接包覆于材料表面，赋予其免疫逃逸、靶向递送、微环境调控等“天然超能力”，成为生物界面工程的明星策略。随着细胞膜涂层技术的发展，细胞膜来源由哺乳动物细胞扩展至细菌甚至细胞器；细胞膜涂覆工艺由传统的挤压法发展为高效的超声和微流控工艺；多种工程化策略（脂质插入、膜融合、代谢工程、基因工程）可按需实现细胞膜涂层的功能强化。目前，细胞膜涂层技术在药物递送、生物成像&光治疗、癌症免疫疗法、抗感染&解毒以及植入物的表面改性等方面受到广泛研究（图1）。

  该综述创新性地提出了细胞膜涂层技术从纳米载体至宏观植入体的突破性进展和跨尺度应用（图2）。在纳米尺度上，细胞膜涂层通过包覆多种功能性纳米载体，实现高效的药物递送、精准的生物成像和光治疗应用。此外，利用膜蛋白的特异性相互作用，细胞膜包覆的纳米颗粒可通过抗原呈递激活体内癌症免疫治疗通路；以细胞膜表面蛋白作为“纳米诱饵”，细胞膜包覆的纳米颗粒可主动清除体内病原体与内毒素成分。在宏观尺度上，细胞膜的动态稳定性赋予其在1维、2维和3维尺度应用的高适应性。大量细胞膜通过相互融合在宏观材料表面构建天然的仿生界面，赋予植入物优异的免疫逃避、微环境调控和促组织修复的功能特性。

图1. 细胞膜涂层技术的多样化应用

  综述中详细总结了基于天然细胞膜界面开发的一系列细胞膜疗法、外泌体疗法和细胞疗法的临床转化进展。目前国内外已有研究机构积极推进细胞膜包覆纳米颗粒的临床转化。其中，Cellics Therapeutics专注于细胞纳米海绵（Cellular nanosponge）在中和内毒素、对抗病原体感染等方面的应用。人红细胞膜纳米海绵（CTI-005）已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的研究新药申请，未来将启动1b/2a期试验，用于研究CTI-005在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）患者中的安全性和潜在疗效。Cello Therapeutics则致力于开发癌症药物递送的细胞膜纳米颗粒（CNP）递送平台，用于增强化疗剂、免疫刺激剂或mRNA的靶向递送。

图2. 细胞膜涂层载体的跨尺度应用

  天然细胞膜具有良好的生物相容性和低免疫原性，适用于多样化的生物医学应用，具有临床转化潜力。四川大学王云兵教授团队已在Matter, 2022, 5(7): 2334-2351; ACS Nano, 2025, doi/10.1021/acsnano.4c16280; Advanced Functional Materials, 2024, 34: 2311305; Biomaterials, 2023, 302: 122288.; Research, 10.34133/20229845459; ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12 : 41113-41126; ACS applied materials & interfaces, 2021, 13(30): 35410-35421.等期刊上发表多篇论文，探索细胞膜仿生涂层技术在心脑血管疾病诊断和治疗领域的创新技术及应用前景。

  四川大学生物医学工程学院博士研究生安永琪和硕士研究生吉诚为文章共同第一作者，四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心王云兵教授、罗日方副研究员以及西安市中心医院心内科潘军强主任医师为共同通讯作者。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c16280