想避免诱发免疫反应，植入物表面的脂肪类型是关键？

医疗植入物的发明解决了许多疾病长期治疗上的难题，然而所有植入物都还得通过被免疫系统审视的环节，一旦被判定为入侵者，就可能产生异物反应（foreign body reaction）影响治疗成效。

在《Advanced Materials》发表的新研究中，莱斯大学（Rice University）团队发现，免疫系统判断是敌是友的关键与植入物表面的脂质沉积有关，这项研究结果将提供生物材料及涂层新的开发方向，协助降低相关植入性医学设备的故障率。

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免疫反应与植入物表面的脂质沉积有关

作为对抗病原体的重要防线，当身体受伤或遭到入侵时免疫细胞便会动员前往察看情况，一旦植入物如果被判定为外来物质，免疫系统就会将其封装在一个纤维化胶囊中，破坏它们的功能使其不再起作用。

植入物引发纤维化反应已知与表面的蛋白质沉积有关，但莱斯大学生物工程师 Omid Veiseh 意识到除了蛋白质，脂质同样也能调节免疫活性，也可能导致生物材料诱导产生的纤维化和异物反应。Veiseh 为此进行了小鼠研究，发现免疫细胞在植入物表面爬行时，会留下脂质囊泡（lipid vesicles）来向免疫系统发出信号，通知植入物究竟是该被忽略的“客人”还是需要被隔离的外来者。

在进一步研究中，研究团队更确定了脂肪酸（fatty acids）和磷脂（phospholipids）这两种脂质谱在其中的重要作用，前者会刺激促发炎基因的表达，导致免疫反应更可能被引发，后者则会调节转录，让植入物更有机会避开免疫系统的关注。

研究人员认为，这些知识未来将能协助改进生物材料与医疗设备的设计，科学家将能透过化学表面修饰（chemical surface modification）等相关技术来改变植入物表面；虽然植入物表面沉积的厚细胞可能会阻止正常运作，但如果只是在原子尺度上有一层脂质，将不会造成相同程度的影响。

脑机接口技术也将受益？

医疗植入物能正常发挥作用对许多治疗来说至关重要，以脑积水（hydrocephalus）为例，许多患者目前唯一有效的管理策略就是放置脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）分流器将多余液体转移到不同体腔，然而 CSF 分流器的植入在小儿脑积水患者中失败率明显较高，如能优化性能提高成功率将会成为治疗关键。

除了攸关生命的疗程，其他用于改善生活质量的植入物也能从降低先天免疫反应中获益，像是近年蔚为话题的脑机接口（brain-computer interface）技术，尽管在长达 20 年的发展中已获得概念验证，但针对植入物的免疫反应也让技术发展受到诸多限制，这项研究正好为生物材料诱导的异物反应和纤维化提供了进一步见解。

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参考资料：
1. Advanced Materials, 2023, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202205709
2. https://news.rice.edu/news/2023/fats-help-tag-medical-implants-friend-or-foe