治疗性细胞外囊泡制造用微流控器件：

进展与机遇

    细胞外囊泡（EVs）因其独特的介导细胞间通讯和传递生物载荷的能力，在治疗应用中正成为有前景的候选者。随着基于 EVs 的疗法的兴趣日益增加，开发可扩展、经济高效且符合监管要求的生产方法是至关重要的。微流控平台在 EV 制造中具有变革潜力，能够精确控制生产条件、提高纯度并无缝集成到质量控制系统中。

    本综述重点介绍了微流控技术在 EV 生产中的优势，包括通过精细调节剪切应力来优化产率、实现高回收率和纯度的高级纯化策略，以及用于 EV 加载和表面修饰的片上功能。同时讨论了扩大生产规模时保持无菌、免疫亲和捕获后控制 EV 释放以及解决微流控设备堵塞和污染等关键挑战，以及新兴的解决方案。 

此外，人工智能驱动的自动化集成、实时监测以及个性化外泌体制造被探索为关键创新。

未来方向强调结合基于尺寸和亲和力的外泌体分离方法，并将微流控技术与监管要求相结合，以加速临床转化。因此，我们相信用于外泌体分离的微流控平台具有巨大潜力，能够通过实现可扩展、可重复且高质量的制造系统，重新定义外泌体制造，这对于治疗应用至关重要。

图1：展示传统细胞外囊泡（EV）制造工作流程的示意图（从左到右），包括在生物反应器中培养的细胞生产 EV，随后进行澄清、使用切向流过滤（TFF）和尺寸排阻层析（SEC）进行纯化，通过电穿孔（如图所示）等系统进行加载和修饰，然后进行质量控制及配方。微流控系统（从左到右）可以通过提高 EV 产品纯度、加载和表面修饰以及在质量控制步骤中增强该工作流程的性能。

图 2： 与传统培养相比，微流控细胞外囊泡（EV）生产的优势包括：（A）通过最小化培养基和试剂的使用来降低生产成本；（B）利用集成传感器调节培养条件，实时监测温度、溶解氧和 pH 等条件；（C）应用生物物理刺激，通过控制剪切力；（D）通过生物反应器中的嵌入式膜过滤提高纯度；（E）通过灌注培养、清除废料和补充新鲜培养基实现长期培养活性；（F）通过 3D 培养模拟体内微生理环境。

图 3：可扩展的微流控细胞外囊泡（EV）纯化 (A) Exodus；(B) 负惯性；(C) 免疫磁分离；(D) Exo-disc；(E) 免疫捕获纯化

文献链接：

Hassanzadeh-Barforoushi, Sango, Johnston, Haylock, Wang (2025) Microfluidic Devices for Manufacture of Therapeutic Extracellular Vesicles: Advances and Opportunities. J Extracell Vesicles (IF: 14.5) 14(7) e70132.http://dx.doi.org/10.1002/jev2.70132