《先進材料》基於圖形化支架的「迷你」胰腺

糖尿病是威脅人類健康的重要疾病之一，引起巨大的社會經濟負擔。其中一型糖尿病起因於機體自身免疫系統攻擊胰島素分泌細胞從而導致胰島素供應不足，患者因而需要長期進行胰島素注射治療。胰島移植治療可以穩定控制血糖水平，去除胰島素依賴，減少糖尿病併發症，是未來糖尿病治療的重要方向之一。2004年加拿大的「埃德蒙頓方案」通過將供體胰島注射入病人肝門靜脈，成功實現了胰島移植並使病人脫離胰島素治療，開闢了一型糖尿病胰島替代治療的先河。然而目前的胰島移植方案仍然面臨急性血液反應、胰島存活率低以及胰島功能長期功能減弱等問題，國內外研究因而迫切關注如何建立新的胰島移植技術和方案。

目前，北京大學工學院生物醫學工程系羅瑩課題組創新性地開發出一類基於納米電紡絲材料、具有微陣列結構的胰島支架材料，並報道了該支架材料在小動物糖尿病模型中支持胰島和間充質幹細胞移植治療糖尿病的功能。此研究成果目前在線發表在期刊Advanced Materials上（文章鏈接為http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201604600/abstract）。報道中的材料製備過程主要結合了電紡和微成型加工技術，獲得了既在微尺度具有微井陣列結構、又在納米尺度具有纖維結構和可控傳質功能的多功能支架。利用該支架材料，胰島或間充質幹細胞形成的微組織可以被「編織」在支架材料上。當裝載有胰島或間充質細胞的支架移植到一型糖尿病小鼠模型中的附睾脂肪墊後，胰島或間充質細胞獲得血管化，並通過胰島素分泌或促進胰腺修復達到治療糖尿病的效果。

左列、中列：電紡絲支架材料及其微井結構；右上：血管化的細胞移植體；右下：經支架組裝的胰島在體內存活並發揮功能

研究團隊評論說：「具有微井結構的支架材料可以在空間上有序組裝細胞，防止細胞壞死，優化細胞微環境；同時聚氨酯納米電紡絲有較強的力學性質，可操作性好，有望克服水凝膠等目前其它材料力學和加工性能弱的問題。」 在此之前，羅瑩團隊也報道了聚氨酯的納米電紡絲材料可以用於加工免疫隔離裝置並具有優越的生物相容性。相關研究已發表在期刊Biomaterials（鏈接為http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961216302824）。

細胞的空間定位和多層級組裝是人造器官中關鍵步驟之一。微陣列支架材料用於組裝胰島和微組織展示了通過細胞構建「迷你」器官的概念，為研製新一代功能材支架材料及建立新的細胞移植技術奠定了基礎。該工作主要參與人員包括生物醫學工程系王凱、王茜，侯文達和北京大學分子醫學所的陳良怡教授和韓成盛等。
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