胆管是肝脏向外输送胆汁的核心通道，一旦发生堵塞或结构缺损，会直接造成胆汁淤积、肝细胞不可逆损伤，严重时还会发展为肝衰竭，成为临床肝病治疗中的一大难题。如何实现受损胆管的有效再生与功能修复，也一直是组织工程与肝病领域的研究重点。
近日，Mater Today Bio刊发了香港大学等团队的最新研究成果，研究人员借助4D制备技术开发出一款新型形状记忆聚合物支架，成功解决了传统胆管支架中类器官活力低、形态重塑难的关键问题，为胆管修复的智能支架研发开辟了全新方向。
研究团队以聚丙交酯-三亚甲基碳酸酯为基础材料，经氧等离子体处理和聚多巴胺涂层完成表面修饰，制备出的形状记忆聚合物支架在表面特性与力学性能上实现双重优化。该支架的玻璃化转变温度接近人体37℃生理体温，可在25℃时保持平面临时形态，置于生理环境中则自主恢复管状永久结构，还可制备600~5000μm不同内径的管状支架，精准匹配人体胆管的解剖尺寸，且长期渗漏测试证实其具备良好的结构稳定性。
图1 PLATMC膜的流延、表面改性与涂层制备
图2 PT-PLATMC@PDA管状支架的制备流程
为获得适配支架接种的细胞源，研究团队从鼠肝组织及人肝非肿瘤组织中分离EpCAM阳性细胞，成功培养出鼠源和人源肝源性胆管类器官。该类器官呈球形结构且可稳定增殖，不仅高表达CK-19、HNF1β等胆管细胞特异性标志物，还表达ZO-1、ECAD等上皮细胞紧密连接标志物，完全具备天然胆管细胞的核心生物学特征。
图3 鼠源和人源肝源性胆管类器官的获取与培养
支架生物相容性检测结果显示，鼠源和人源胆管类器官接种于修饰后支架表面后，细胞存活率始终保持98%以上，且能实现持续增殖；培养至35天时，类器官可在平面支架表面顺利铺展，并形成分布均匀的胆管上皮单层，上皮细胞标志物ECAD呈特异性阳性表达，证实该支架能有效支持胆管细胞的贴附、增殖与铺展。
图4 PT-PLATMC@PDA支架支持胆管细胞的存活、增殖及单层形成
该研究的核心突破在于成功实现了管状支架上胆管上皮单层的体外构建。研究团队将胆管类器官接种于平面支架后，利用其形状记忆特性，在37℃生理温度下诱导支架自主卷绕为管状结构。其中鼠源类器官培养21天、人源类器官培养37天后，均在管状支架的管腔内表面形成了连续完整的胆管上皮单层，细胞间形成结构完整的紧密连接，所构建的胆管结构与人体天然胆管高度相似。
图5 PT-PLATMC@PDA管状支架上胆管上皮单层的体外构建
胆管组织工程是修复受损胆管的重要跨学科方向，而支架的生物相容性与形态适配性一直是该领域的研究核心。此次研究开发的4D形状记忆聚合物支架，既有效解决了传统胆管支架的核心痛点，又首次成功实现人鼠源胆管上皮单层的体外管状构建，为胆管修复的智能支架研发奠定了坚实的实验基础。这一创新技术不仅为胆管组织工程领域提供了全新的研究思路，更推动了再生医学在胆管疾病治疗中的应用发展，未来有望进一步实现临床转化，为众多胆管疾病患者带来新的治疗希望，也为其他管状组织的再生修复研究提供了重要参考。
参考文献：Li J, Chen S, Chu J, et al. 4D fabrication of scaffolds facilitates the construction of cholangiocyte monolayers from human and mouse liver derived organoids. Mater Today Bio. 2026;37:102757. Published 2026 Jan 7. doi:10.1016/j.mtbio.2025.102757
