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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之間為期三年的合作的結(jié)果。研究人員使用由人類干細胞制成的產(chǎn)生胰島素的β細胞，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)在這個項目上工作了十多年。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應(yīng)組織。
1型糖尿病是一種自身免疫性疾病，會導(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、運動和其他活動中穩(wěn)定管理胰島素注射一直被認為是困難的。
研究人員的目標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)六個月。要做到這一點，需要他們設(shè)計出能夠快速響應(yīng)血糖變化的β細胞。理想情況下，產(chǎn)生胰島素的細胞距離血管不超過100微米。他們通過先進的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。
這種組合使每個植入物都有幾次與宿主融合的機會。植入物中產(chǎn)生胰島素的細胞將受到一種水凝膠配方的保護，這種配方已被證明能有效地將細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胞不被免疫系統(tǒng)攻擊，同時又大到足以讓營養(yǎng)物質(zhì)進入和胰島素從細胞中流出。
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