科學(xué)家成功開發(fā)出特殊的“蛋盒樣”包裝來(lái)運(yùn)輸胰島細(xì)胞成功治療糖尿病患者

如今研究人員開發(fā)出了一種特殊的蛋盒包（egg carton packages）用來(lái)運(yùn)輸并移植活的人類胰腺細(xì)胞來(lái)治療糖尿病患者，這種蛋盒包能夠提供氧氣，并且在運(yùn)輸過程中允許物理分離一面胰島細(xì)胞損傷或死亡。

除了進(jìn)行完整的胰腺移植以外，目前治療糖尿病**的方法就是進(jìn)行胰島細(xì)胞移植，對(duì)于1型糖尿病患者而言，這是一種可行的方法。盡管成千上萬(wàn)名患者都成功接受了供體的胰島細(xì)胞，如果更多的細(xì)胞在最初的遷移和運(yùn)輸過程中能存活下來(lái)，那么患者機(jī)體中胰島細(xì)胞的存活率和有效的移植率將會(huì)大大提高。而研究人員所開發(fā)的新技術(shù)正能夠解決這一問題。

胰島移植有望治療糖尿病

在1型糖尿病患者中，胰腺不能正常產(chǎn)生胰島素，而胰島素是一種負(fù)責(zé)對(duì)葡萄糖進(jìn)行代謝調(diào)節(jié)的特殊激素；因此，糖尿病患者就需要持續(xù)監(jiān)測(cè)其機(jī)體中的血糖水平，并且每天都需要調(diào)整對(duì)胰島素的注射量。

血糖水平的不穩(wěn)定性對(duì)于糖尿病患者長(zhǎng)期的健康有著明顯的影響，主要是因?yàn)榛颊邫C(jī)體血管的改變常常會(huì)誘發(fā)多個(gè)器官的疾病，比如眼睛、腎臟、神經(jīng)和心血管系統(tǒng)等。正常情況下，機(jī)體胰島β細(xì)胞能夠產(chǎn)生胰島素，β細(xì)胞存在于胰腺的胰島組織中，β細(xì)胞連同胰島中的其它細(xì)胞能夠產(chǎn)生特殊的激素，同時(shí)這些細(xì)胞在調(diào)節(jié)機(jī)體血糖水平上扮演著關(guān)鍵的角色。

20世紀(jì)80年代末期，研究人員就提出了一種設(shè)想，即將健康的胰島組織移植到糖尿病患者機(jī)體中，當(dāng)時(shí)這種設(shè)想也變成了現(xiàn)實(shí)；研究者Camillo Ricordi當(dāng)時(shí)就設(shè)計(jì)出了一種可操作的方法來(lái)分離所需數(shù)量的細(xì)胞，如今隨著抗排斥藥物療法效果的改善，胰島的移植已經(jīng)被用來(lái)治療1型糖尿病了，全球成千上萬(wàn)人都接受了胰島的移植。

胰島的移植需要一種簡(jiǎn)單的鎖孔手術(shù)來(lái)精確定位到患者腹部的胰島組織中，隨后患者會(huì)很快恢復(fù)過來(lái)。

高需求 低可利用性

與任何器官移植一樣，進(jìn)行胰島移植常常是由少數(shù)器官捐獻(xiàn)者所推動(dòng)的，而如今糖尿病患者越來(lái)越多，全球大約有4.25億以上的糖尿病患者。此外還有另外一個(gè)限制因素，一旦從胰腺中分離后，胰島組織就會(huì)變得非常脆弱，有高達(dá)35%的胰島組織在患者進(jìn)行移植前就會(huì)死亡。因此，改善胰島組織在移植前的存活率或許能夠明顯改善糖尿病患者對(duì)胰島的可利用率和臨床預(yù)后效果。

阿德雷德皇家醫(yī)院（Royal Adelaide Hospital）從事腎臟和胰島移植的研究者Patrick Coates說(shuō)道，如果我們能夠提高胰島在移植前的存活率，那么在大多數(shù)情況下，糖尿病患者或許只需要進(jìn)行一次移植即可，而如今我們常常需要多個(gè)器官捐獻(xiàn)者和多個(gè)流程的移植來(lái)治療一個(gè)糖尿病患者。

由于供體數(shù)量以及捐獻(xiàn)者與患者的免疫匹配狀況的差異，每年進(jìn)行移植的患者數(shù)量并不相同。

如何治療更多的患者？一場(chǎng)邏輯性的挑戰(zhàn)

當(dāng)胰腺?gòu)墓w機(jī)體中收集后，研究人員會(huì)利用特殊的步驟來(lái)提取胰腺中的胰島組織，這種分離過程只能在有特殊設(shè)施的無(wú)菌環(huán)境中進(jìn)行以免污染發(fā)生。

與其它國(guó)家一樣，在澳大利亞，這種分離過程主要集中于墨爾本和悉尼兩個(gè)市，隨后分離出的胰島組織就會(huì)被運(yùn)往不同的移植中心，由于胰島組織中含有大量代謝率較高的細(xì)胞，因此這些細(xì)胞需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，如果得不到上述供給，細(xì)胞就不會(huì)產(chǎn)生胰島素和其它調(diào)節(jié)機(jī)體葡萄糖水平的激素。

一旦脫離的宿主的血管營(yíng)養(yǎng)供給，胰島組織會(huì)很快變得饑餓并且“窒息”，這兩種狀況都會(huì)降低胰島組織存活的機(jī)會(huì)。

改善胰島組織的運(yùn)輸

全球很多實(shí)驗(yàn)室都想嘗試延長(zhǎng)胰島組織的儲(chǔ)存壽命，研究人員就開發(fā)出了兩種特殊的新型技術(shù)來(lái)解決運(yùn)輸過程中胰島組織死亡的問題，即提供足量的氧氣并且保護(hù)胰島組織免受物理?yè)p傷。

其中**個(gè)改善之處就是一個(gè)便宜的外部涂層，一旦該涂層與胰島組織接觸后就能夠釋放氧氣，這種特殊涂層材料能為動(dòng)物β細(xì)胞提供足夠的氧氣來(lái)促進(jìn)其在低氧水平下生存，研究人員希望該技術(shù)能盡快轉(zhuǎn)化到人類β細(xì)胞的保護(hù)和運(yùn)輸過程中去。但這似乎并不是研究人員面對(duì)的**一項(xiàng)挑戰(zhàn)，在運(yùn)輸過程中胰島組織的移動(dòng)也會(huì)致其損傷，當(dāng)前胰島組織常被置于一種特殊的袋子中，在袋子中，胰島組織能夠自由漂浮在一種由必須細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成的溶液中，隨著袋子移動(dòng)，胰島組織就會(huì)來(lái)回?fù)u晃且互相碰撞，這或許就會(huì)損傷胰島組織。

當(dāng)嘗試了不同的生物材料，并且對(duì)不同形狀的包裝進(jìn)行檢測(cè)后，研究人員就開發(fā)出了這種特殊的蛋盒樣的包裝，其能夠讓球體胰島組織相互分離，從而維持其在運(yùn)輸過程中的活力，并且免于損傷。

未來(lái)的希望

如今研究人員就能利用這種新技術(shù)來(lái)成功通過飛機(jī)在墨爾本和阿德萊德之間運(yùn)輸動(dòng)物和人類的胰島細(xì)胞，平均會(huì)花費(fèi)6個(gè)小時(shí)時(shí)間，而研究者開發(fā)出的蛋殼包裝結(jié)構(gòu)就能夠有效改善胰島組織的生存率。

將這種新技術(shù)應(yīng)用于臨床中或能有效改善胰島組織在運(yùn)輸過程中的生存率，同時(shí)還能讓胰島移植用于更多糖尿病患者的治療，研究人員表示，目前這種技術(shù)需要擴(kuò)大規(guī)模，以容納治療糖尿病患者所需的50萬(wàn)個(gè)胰島組織。

但后期研究人員還會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)，即如何自移植后改善胰島的長(zhǎng)期生存率，研究者表示，新型材料和先進(jìn)工程學(xué)技術(shù)或能幫助解決這一問題，包括開發(fā)特殊支架來(lái)增強(qiáng)胰島移植后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的提供；研究人員相信后期通過更為深入的研究或能解決這些問題。