可植入的胰岛细胞带有自己的氧气供应

自20世纪60年代以来，研究人员一直对通过移植胰岛细胞治疗1型糖尿病的可能性感兴趣。胰岛细胞是当血糖浓度升高时产生胰岛素的胰腺细胞。

然而，事实证明，实现这种方法具有挑战性。其中一个障碍是，一旦胰岛被移植，如果它们得不到足够的营养，就会死亡氧。现在，与德拉奥斯技术公司合作的公司的研究人员已经开发并测试了一种提供的可植入设备伊斯兰特通过每24小时通过腔室提供氧气供应的细胞。

“让氧气对这些细胞来说是一个难题的问题，”化学工程系的麻省理工学院教授和该研究的高级作者“克拉克·科尔顿说。“这种方法的好处是：你让胰岛活着来执行它们的功能，你不需要尽可能多的组织，你可以减少植入物挑起的能力免疫反应。"

大鼠这些植入物的测试表明，近90％的胰岛仍然可行，几个月，大多数大鼠保持正常血糖关卡贯穿整个时间。

Beta-O2技术公司的Yoav Evron是这项研究的主要作者，该研究发表在4月25日出版的《科学》杂志上科学报告。

保护胰岛

当患者自己的免疫系统破坏胰腺的胰岛细胞时，会发生1型糖尿病，因此患者不能再产生胰岛素，这对于身体吸收血液中的糖是必要的。早期尝试通过移植来自尸体的胰岛患者进行治疗患者是不成功的，因为胰岛在移植后没有存活。

移植胰岛失败的原因之一是它们受到了患者免疫系统的攻击。为了保护移植的细胞，研究人员已经开始开发植入物，将胰岛封装在聚合物等材料中。然而，科尔顿说，仍然存在的一个挑战是确保这些小岛获得足够的氧气。

在健康的胰腺中，所有胰岛细胞都与毛细管接触，允许它们在约100毫米汞（mm Hg）的氧分压下接受富含氧的血液。（分压是气体混合物内单个气体浓度的量度）。当医生先试图移植到糖尿病患者中时，许多细胞没有与毛细管直接接触，因此它们的氧气供应过低。

以前的Colton实验室的研究发现，胰岛的外表面需要暴露于至少50mm Hg的氧气以保持可行并通常产生胰岛素。通过一系列实验，MIT团队与Beta-O2技术的研究人员合作，确定了胰岛所需的设备的操作条件，以便长时间保持活力，同时以足够小的小型组装成足够小的形式来植入在人类患者中。

在测试的设备中科学报告纸张，胰岛封装在藻酸盐板中，通过藻类产生的多糖，约600微米厚。板坯一侧的膜保持免疫细胞和大蛋白质，但允许胰岛素，营养素和氧气通过。板块下方是气室，除氧气外，还携带大气气体，如氮气和二氧化碳。氧气从腔室流过腔室，穿过半透膜，并进入嵌入藻酸盐板中的粟粒。

由于氧气通过板扩散，因此逐渐消耗，因此氧气分压连续下降。为了确保部分压力保持至少50 mm Hg 24小时，研究人员发现他们需要从一个开始氧气分压500毫米汞柱在毒气室。

24小时后氧气供应通过植入皮肤下方的端口和连接到导管的端口来补充，该导管导致封装的胰岛，其也植入皮肤下。

长期生存

在没有免疫抑制的糖尿病小鼠的测试中，研究人员结果显示，近90%的胰岛在整个移植期间(从11周到8个月)存活了下来。他们还发现，大多数这些动物的血糖水平在设备被植入时保持正常，然后在设备被移除后恢复到糖尿病患者的水平。

这种方法的另一个好处是，因为大多数胰岛细胞保持活力，它们不太可能引起免疫反应。当细胞死亡时，它们分解，并且所得蛋白质和DNA的碎片更可能吸引免疫系统的注意。

“通过保持细胞活着，你最大限度地减少免疫反应，“冒号说。

Beta-O2技术的研究人员现在正在研究新版本的装置，其中氧气储存室植入皮肤下方，与胰岛分开。此版本只需要每周补充一次，这可能对患者进行更具吸引力。

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