再生医学作为现代医学的前沿，旨在修复或替换受损的组织和器官，尽管细胞生物学和组织工程取得了重大进展，但实现精确的组织再生仍然是一项艰巨的挑战。机械性能和生物功能之间的不平衡严重阻碍了组织再生材料的临床疗效。解决软组织再生需要重点关注两个关键维度：（i）结合天然ECM成分来复制其在组织发育中的作用，例如减轻炎症和延缓细胞衰老；（ii）调整材料的机械性能以符合目标组织的刚度。当前用于颌面软组织修复的材料主要是透明质酸钠和胶原蛋白（动物来源和重组系统），透明质酸钠凝胶可以提供合适的力学环境，但是缺乏生物活性，难以诱导组织再生。而胶原蛋白具有一定的生物活性，但是动物来源的胶原蛋白存在免疫原性等问题，重组胶原蛋白难以完全还原天然胶原蛋白的全序列和糖基化修饰，也无法提供合适的力学微环境。因此，理想的再生材料以及胶原蛋白的最佳来源仍然难以确定。
湖南美柏生物医药有限公司的肖锷博士和四川大学魏强教授（美柏生物首席科学家）长期致力于人源化胶原蛋白的量产。成功合作开发了3D培养体系，全球首次实现了人胶原蛋白的量产，相关成果发表于Biomacromolecules和Regenerative Biomaterials。最新的研究与中南大学湘雅医院合作，成功将人胶原蛋白应用于临床软组织修复，成为全球第一个用于下颌颏部填充的非动物细胞外基质蛋白。
以往的颌面软组织修复产品，通常基于天然高分子的填充作用，无生物活性，填充材料的降解与组织的再生不匹配，导致需要频繁治疗，效果难以持久。本研究制备了一种类人细胞外基质水凝胶，并成功应用于下颌后缩的临床治疗。水凝胶为组织再生提供了力学微环境，增强了抑制免疫反应、诱导细胞成脂分化和抗衰老效果。在下颌后缩的临床治疗中，该水凝胶在3个月和6个月分别实现了95.2%和76.2%的治疗效果。临床试验结果表明，水凝胶对下颌重塑和功能改善表现出进行性和持续性的效果。其独特的组织诱导能力和类似脂肪组织的模量使其在增强面部轮廓和改善结构美学方面非常有效。类人细胞外基质水凝胶在结构重塑、下颌后缩治疗和美学修复方面具有重要价值，不仅为组织再生和功能恢复提供了新的解决方案，也有望减少重复治疗的医疗负担，提升患者生活质量，推动再生医学在面部重建与抗衰领域的临床转化和社会应用。
研究亮点
本研究开发出一种新型水凝胶，模拟天然细胞外基质（ECM）的生物化学和力学属性，提供了兼具“结构支撑 + 生物信号 + 力学匹配”的再生材料平台。
1.来源于人诱导多能干细胞（CiPS细胞）诱导分化的人脂肪间充质干细胞（hASCs）进行3D培养所产生的胶原蛋白提供天然ECM生化信号，协同水凝胶力学特性，促进细胞黏附、分化、免疫调控与抗衰老。
2.水凝胶模量精确调控至~1 kPa，有利于细胞成脂分化。
3.临床应用（下颌后缩修复）：3个月修复有效率达 95.2%，6个月维持有效率 76.2%，表现出短期支撑与长期再生兼具的特点。
本研究开发出一种新型水凝胶，模拟天然细胞外基质（ECM）的生物化学和力学属性，提供了兼具“结构支撑 + 生物信号 + 力学匹配”的再生材料平台。
hCol-based hydrogels治疗下颌后缩。ACRS评分、颌唇角和Sn-Sm距离在内的综合评估强调了hCol-based hydrogels通过组织再生提供短期结构支持和长期治疗效果的能力。这些结果表明，在很长一段时间内，hCol-based hydrogels可以有效地治疗下颌后缩和改善人类面部轮廓。
论文信息
本工作主要完成单位为湖南美柏生物医药有限公司，合作单位为四川大学和中南大学湘雅医院。
E. Xiao, P. Wang, K. Zheng, H. Zhong, H. Zhou, Q. Liu, X. Liu, P. Fan, J. Yao, Q. Wei, Human Extracellular Matrix-Like Collagen-Based Hydrogels for Soft Tissue Regeneration and Mandibular Retrognathia Treatment. Adv. Healthcare Mater. 2025, 2500953. https://doi.org/10.1002/adhm.202500953
该工作被《科技日报》报道