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3D打印新应用——协助治疗糖尿病
发布:kittyll   时间:2015/6/19 10:28:12   阅读:694 
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血糖监测。图片来源:维基百科

来自荷兰的研究人员最近正在探索如何将3D打印应用于协助治疗1型糖尿病方面。其研究成果已于今年五月份发表在期刊《Biofabrication》(《生物制造》)上。
 
3D打印技术,在生物医学方面又称之为生物测绘。这项技术使得研究人员在帮助治疗那些患有严重低血糖病人方面又前进了一步,据英国糖尿病协会数据库记录,其中将近三分之一的人都是受到了1型糖尿病的影响,可见这项研究具有多么重要的意义。

该文章描述了一种特殊的细胞团是如何控制胰腺中胰岛素和胰高血糖素的分泌,这种特殊细胞就是胰岛,也被称之为兰格尔翰斯岛。现在,这种细胞已经证实能够成功的和3D打印支架结合,附着在支架表面及内部。并且这种支架材料有望移植到患有1型糖尿病的病人体内,以帮助调节体内血糖平衡。

在该项研究中,研究人员试图通过一种新方法以提高胰岛移植的成功率,即是通过制备一种生物工程支架材料以帮助释放这些移植的胰岛细胞进入病人体内,同时支架还能起到保护移植细胞的作用,使得细胞在特定区域释放时仍具有完整功能特性。胰岛细胞首先被嵌入到打印好的三维支架上,这种支架利用的是具有一种交联结构的海藻酸和明胶的混合物作为打印材料进行3D打印制备,细胞在脱离这种支架后仍然能保持很好的功能特性。这也就意味着这种支架材料能够在将来的移植体中充当一种药物释放载体。在打印这种多孔性的三维支架材料过程中,胰岛细胞一直被包含在液态的水凝胶混合物中。

在选择合适的打印材料时,研究人员必须要权衡许多因素,包括,具有很高粘度的液态混合物将使得支架材料强度更好,但是在移植到人体内后又不能损害细胞的功能特性等。最后,选择了一种疏松性的材料制备多孔性的支架,这有助于提高血糖和胰岛素之间的交换效率。同时,这种支架被设计成能够为移植细胞提供保护作用,使细胞免受人体免疫系统的攻击作用,因为人体的免疫系统能够快速的识别出外来细胞并开始攻击它们。也正是因为这个原因,目前的胰岛移植病人需要经历长期的免疫抑制治疗以避免供体组织引起的排斥反应。

这篇文章的共同作者,来自荷兰特文特大学的A A van Apeldoorn博士说道:“我们的研究试验证明一旦这种胰岛细胞从海藻酸/明胶打印的支架上脱离,它们能够产生胰岛素并且和非打印的胰岛细胞一样,以同样的方式调节血糖平衡,也就是说,采用3D打印这种工艺并不会影响到移植的胰岛细胞的活性及生理功能”。

这种利用3D打印的大孔支架同时也确保了在胰岛细胞移植到特定部位后不会在人体内随意的迁移扩散。

“如果我们想要提高这种治疗方案的成功概率,我们需要找到一种合适的移植体,使细胞能够嵌入或密封于其中,这就需要找到一种合适的材料,能够允许有效的氧气和营养物质的供应以及能使胰岛素和血糖之间有较快的交换作用,同时不让宿主细胞进入”。

该项目研究人员表示,“我们未来的研究计划将是进一步研究并开发出一个适合胰岛细胞的最优化微环境,以期为受体的胰岛组织提供更好的移植体”。

译自phys.org
来源:材料与测试
译者:vince

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