一種對流增強的封裝裝置增強了移植細胞的營養(yǎng)運輸，從而改善了存活和葡萄糖反應(yīng)性胰島素分泌。 圖片來源：布里格姆婦女醫(yī)院/Randal McKenzie

全世界有超過4000萬人患有1型糖尿病，這是一種自身免疫性疾病，在胰腺中產(chǎn)生胰島素的β細胞被免疫系統(tǒng)破壞。目前，有幾種新的和正在出現(xiàn)的治療1型糖尿病的方法，包括宏包封裝置（MED）——用來容納和保護胰島素分泌細胞的隔間。就像騎士身上的一套盔甲，MED保護細胞免受宿主免疫系統(tǒng)的攻擊，同時允許營養(yǎng)物質(zhì)進出體內(nèi)，使細胞得以繼續(xù)生存。

但這些醫(yī)療器械有局限性，將此類設(shè)備擴大用于人體一直是一個挑戰(zhàn)。來自美國布里格姆婦女醫(yī)院、哈佛大學(xué)和馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院等機構(gòu)的研究人員合作設(shè)計了一種對流增強MED （ceMED），它可以持續(xù)地將細胞沐浴在它們需要的營養(yǎng)中，提高細胞承載能力，同時提高細胞存活率、葡萄糖敏感性和及時分泌胰島素。在臨床前的模型中，該設(shè)備在植入后兩天內(nèi)對血糖水平迅速做出反應(yīng)。近日，研究結(jié)果發(fā)表在美國《國家科學(xué)院院刊》。

“由于最近的進展，我們越來越接近擁有無限來源的β樣細胞，它們可以通過分泌胰島素對葡萄糖作出反應(yīng)，但下一個挑戰(zhàn)是如何以一種微創(chuàng)、壽命長、功能最大的方式將這些細胞導(dǎo)入體內(nèi)?！闭撐耐ㄓ嵶髡逬eff Karp說，“我們的設(shè)備證明了移植后細胞活力的提高和最小的延遲。”

ceMED的設(shè)計目的是通過連續(xù)流動的液體向被封裝的細胞提供對流營養(yǎng)，允許多層細胞生長和生存。該團隊的原型機有兩個重點部分——一個平衡室（EqC）收集周圍環(huán)境的營養(yǎng)物質(zhì)，一個細胞室（CC）容納受保護的細胞。EqC被包裹在聚四氟乙烯中，這是一種具有允許液體進入的孔隙的半透膜。CC周圍的額外內(nèi)膜能選擇性地允許營養(yǎng)物質(zhì)運輸和保護免受免疫反應(yīng)。灌注液體流經(jīng)多孔中空纖維到達CC，其營養(yǎng)濃度與植入物周圍組織相似。中空纖維允許胰島素和葡萄糖自由通過，但不允許關(guān)鍵免疫分子攻擊被包裹的細胞。

研究人員表示，與傳統(tǒng)的胰島素泵相比，該設(shè)備有許多優(yōu)點，允許細胞按需分泌胰島素，并在血糖水平下降時迅速停止分泌胰島素。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2101258118

來源：《國家科學(xué)院院刊》