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萊斯大學(xué)的生物工程師們利用3D打印和智能生物材料，為1型糖尿病患者創(chuàng)造了一種能產(chǎn)生胰島素的新型植入物。這一突破是研究人員與青少年糖尿病研究基金會(huì)之間為期三年的合作的結(jié)果。研究人員使用由人類干細(xì)胞制成的產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞，創(chuàng)造了一種能夠感知和調(diào)節(jié)血糖水平的植入物，在特定時(shí)間內(nèi)以正確的胰島素量作出反應(yīng)。
研究人員Omid Veiseh和Jordan Miller已經(jīng)在這個(gè)項(xiàng)目上工作了十多年。Veiseh說，要再現(xiàn)胰腺的正常工作，需要有血管。胰腺有很多血管和細(xì)胞，它們以特定的方式組織，研究人員希望打印出這樣與自然界中存在的對(duì)應(yīng)組織。
1型糖尿病是一種自身免疫性疾病，會(huì)導(dǎo)致胰腺停止產(chǎn)生胰島素。胰島素是一種控制血糖水平所需的荷爾蒙，在美國約有160萬人患有1型糖尿病，每天有100多個(gè)病例被診斷出來。要控制病情需要通過注射胰島素來管理，但在日常飲食、運(yùn)動(dòng)和其他活動(dòng)中穩(wěn)定管理胰島素注射一直被認(rèn)為是困難的。
研究人員的目標(biāo)是證明他們的植入物能夠正確調(diào)節(jié)糖尿病小鼠的血糖水平，至少持續(xù)六個(gè)月。要做到這一點(diǎn)，需要他們?cè)O(shè)計(jì)出能夠快速響應(yīng)血糖變化的β細(xì)胞。理想情況下，產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞距離血管不超過100微米。他們通過先進(jìn)的3D生物打印技術(shù)和宿主介導(dǎo)的血管重塑，將預(yù)血管化結(jié)合起來。
這種組合使每個(gè)植入物都有幾次與宿主融合的機(jī)會(huì)。植入物中產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞將受到一種水凝膠配方的保護(hù)，這種配方已被證明能有效地將細(xì)胞處理方法封裝在珠子大小的球體中。它們的孔隙小到足以讓里面的細(xì)胞不被免疫系統(tǒng)攻擊，同時(shí)又大到足以讓營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入和胰島素從細(xì)胞中流出。
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