植入式胰岛细胞有自己的氧气供应
自1960年代以来,研究人员一直在感兴趣的可能性被移植治疗1型糖尿病胰岛细胞负责产生胰岛素的胰岛细胞,当血糖浓度增加。
然而,实施这一方法已被证明具有挑战性。一个障碍是,一旦胰岛移植,他们会死,如果他们不接受足够的供应氧气。现在,麻省理工学院的研究人员,与一家名为Beta-O2技术的公司合作,开发和测试一个植入式装置提供胰岛细胞的氧的供应,通过室,可以补充每24小时。
“氧气这些细胞是一个困难的问题,”克拉克科尔顿说,麻省理工学院的化学工程教授和这项研究的资深作者。这种方法的好处是:你继续执行其功能的胰岛活着,你不需要尽可能多的组织,你减少引发一个植入物的能力免疫反应。"
这些植入老鼠的测试显示,近90%的胰岛仍然可行的几个月,和大多数的老鼠保持正常血糖在这段时间的水平。
Yoav Beta-O2技术系统是该研究的第一作者,在4月25日的科学报告。
保护胰岛
1型糖尿病的发生在患者自身的免疫系统破坏胰腺的胰岛细胞,所以病人可以不再产生胰岛素,这是必要的人体吸收糖从血液里。早期的尝试治疗病人从尸体未果,因为胰岛移植胰岛移植后没有生存。
胰岛移植失败的原因之一是,他们袭击了病人的免疫系统。保护移植细胞,研究人员已经开始开发移植胰岛的封装在一个材料如聚合物。然而,剩余的挑战是确保小岛获得足够的氧气,科尔顿说。
健康胰腺胰岛细胞接触到毛细血管,使他们能够得到富氧血液、氧气分压的大约100毫米汞柱的收缩压(毫米汞柱)。(分压是衡量个体内气体的浓度的混合气体)。当医生第一次试图胰岛移植到糖尿病患者,许多细胞没有直接接触的毛细血管,因此他们的供氧过低。
先前的研究在科尔顿的实验室发现小岛的外表面需要至少50毫米汞柱的氧气仍然可行的和正常产生胰岛素。通过一系列的实验中,麻省理工学院的团队,与Beta-O2技术研究人员合作,确定所需设备的操作条件小岛为了生存和功能很长一段时间,同时聚集在一个紧凑的形式植入人类患者足够小。
在设备测试科学报告纸,小岛是海藻酸的封装在一块,藻类产生的多糖,大约600微米厚。膜的一侧板保持蛋白质的免疫细胞和大但是允许胰岛素,营养和氧气通过。以下板是毒气室,约5毫米厚,大气气体如氮气和二氧化碳除了氧气。氧气流室,穿过半透膜,进入小岛嵌入到海藻酸板。
随着氧气扩散板,它逐渐消耗,所以氧气分压不断下降。确保分压为24小时至少50毫米汞柱,研究人员发现,他们需要从一开始氧气分压500毫米汞柱的毒气室。
24小时后,氧气供应通过a口补充设备植入皮肤下,连接到一个导管导致封装的小岛,也是植入皮肤下。
长期生存
测试在糖尿病小鼠免疫抑制的研究人员显示,近90%的整个移植胰岛存活期间,范围从11周八个月。他们还发现,这些动物的血糖水平保持正常,设备植入,然后反弹到糖尿病的水平后删除。
这种方法的另一个好处是,因为大部分的胰岛细胞仍然活着,他们不太可能引发免疫反应。细胞死亡时,分解,产生的蛋白质和DNA片段更可能吸引免疫系统的注意。
“通过保持细胞活着,你减少免疫反应,”布莱恩特说。
Beta-O2技术研究人员目前正在研发的新版本设备的氧气储存室下面植入皮肤,分离的小岛。这个版本只需要补充一周一次,可对患者更有吸引力。
