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美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬布里根婦女醫(yī)院的生物工程師們開發(fā)出一種名為ceMED（對流增強(qiáng)型宏封裝）的裝置，可讓細(xì)胞持續(xù)“沐浴”在所需的營養(yǎng)中，提高細(xì)胞的負(fù)荷能力，同時提高細(xì)胞存活率、葡萄糖敏感度和及時的胰島素分泌。在臨床前模型中，ceMED在植入后兩天內(nèi)對血糖水平迅速反應(yīng)，為Ⅰ型糖尿病患者提供了更快、更有效的治療手段。相關(guān)論文發(fā)表在6日的《美國國家科學(xué)院院刊》上。
全世界有4000多萬人患有Ⅰ型糖尿病，這是一種自身免疫性疾病，患者胰腺中產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞會被免疫系統(tǒng)破壞。
該研究論文通訊作者杰夫·卡普博士說：“β細(xì)胞可通過分泌胰島素對葡萄糖作出反應(yīng)，但挑戰(zhàn)是如何以一種微創(chuàng)方式將這些細(xì)胞移植到人體內(nèi)，并讓其有較長壽命，發(fā)揮最全面的功能?！毙卵b置顯示，移植后細(xì)胞活性增強(qiáng)，反應(yīng)更快。
目前的藥物依靠擴(kuò)散，即營養(yǎng)物質(zhì)散布在裝置的外膜上，只有少數(shù)細(xì)胞可接受營養(yǎng)和氧氣，進(jìn)而分泌胰島素。而ceMED的設(shè)計是通過源源不斷的液體向被包裹的細(xì)胞提供對流營養(yǎng)，允許多層細(xì)胞生長和存活。
ceMED的原型有兩個室：一個從周圍環(huán)境中收集養(yǎng)分的平衡室和一個容納受保護(hù)細(xì)胞的細(xì)胞室。平衡室被包裹在聚四氟乙烯（一種帶孔的半透膜，允許液體流入）中。細(xì)胞室周圍有一層額外的內(nèi)膜，選擇性地允許營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，并保護(hù)機(jī)體免受免疫反應(yīng)的侵襲。灌流的液體流經(jīng)多孔中空纖維，以與植入物周圍組織相似的營養(yǎng)濃度到達(dá)細(xì)胞室。中空纖維允許胰島素和葡萄糖自由通過，但不允許其中可能攻擊封裝細(xì)胞的關(guān)鍵免疫分子進(jìn)入。
與傳統(tǒng)的胰島素泵相比，該裝置允許細(xì)胞按需分泌胰島素，并在血糖水平下降時迅速停止分泌。在Ⅰ型糖尿病嚙齒動物模型中，ceMED促進(jìn)細(xì)胞存活和胰島素分泌，在移植后兩天內(nèi)就開始降低血糖水平。
研究人員還表示，ceMED有可能成為一個自主系統(tǒng)，不需要不斷地補(bǔ)充和更換胰島素盒。此外，該裝置新穎的對流增強(qiáng)方法對脆性糖尿病患者尤其有用。
總的來說，ceMED具有多重優(yōu)勢，如提高細(xì)胞存活率、減少隨時間推移會損害功能的纖維包封，以及更快的胰島素分泌開啟和關(guān)閉速率。這種方法有可能提高β細(xì)胞替代療法的成功率，以幫助Ⅰ型糖尿病患者應(yīng)對疾病。
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該研究論文通訊作者杰夫·卡普博士說：“β細(xì)胞可通過分泌胰島素對葡萄糖作出反應(yīng)，但挑戰(zhàn)是如何以一種微創(chuàng)方式將這些細(xì)胞移植到人體內(nèi)，并讓其有較長壽命，發(fā)揮最全面的功能?！毙卵b置顯示，移植后細(xì)胞活性增強(qiáng)，反應(yīng)更快。
目前的藥物依靠擴(kuò)散，即營養(yǎng)物質(zhì)散布在裝置的外膜上，只有少數(shù)細(xì)胞可接受營養(yǎng)和氧氣，進(jìn)而分泌胰島素。而ceMED的設(shè)計是通過源源不斷的液體向被包裹的細(xì)胞提供對流營養(yǎng)，允許多層細(xì)胞生長和存活。
ceMED的原型有兩個室：一個從周圍環(huán)境中收集養(yǎng)分的平衡室和一個容納受保護(hù)細(xì)胞的細(xì)胞室。平衡室被包裹在聚四氟乙烯（一種帶孔的半透膜，允許液體流入）中。細(xì)胞室周圍有一層額外的內(nèi)膜，選擇性地允許營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，并保護(hù)機(jī)體免受免疫反應(yīng)的侵襲。灌流的液體流經(jīng)多孔中空纖維，以與植入物周圍組織相似的營養(yǎng)濃度到達(dá)細(xì)胞室。中空纖維允許胰島素和葡萄糖自由通過，但不允許其中可能攻擊封裝細(xì)胞的關(guān)鍵免疫分子進(jìn)入。
與傳統(tǒng)的胰島素泵相比，該裝置允許細(xì)胞按需分泌胰島素，并在血糖水平下降時迅速停止分泌。在Ⅰ型糖尿病嚙齒動物模型中，ceMED促進(jìn)細(xì)胞存活和胰島素分泌，在移植后兩天內(nèi)就開始降低血糖水平。
研究人員還表示，ceMED有可能成為一個自主系統(tǒng)，不需要不斷地補(bǔ)充和更換胰島素盒。此外，該裝置新穎的對流增強(qiáng)方法對脆性糖尿病患者尤其有用。
總的來說，ceMED具有多重優(yōu)勢，如提高細(xì)胞存活率、減少隨時間推移會損害功能的纖維包封，以及更快的胰島素分泌開啟和關(guān)閉速率。這種方法有可能提高β細(xì)胞替代療法的成功率，以幫助Ⅰ型糖尿病患者應(yīng)對疾病。
