受蜘蛛網啟發，糖尿病治療有了重要突破
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1型糖尿病（Type 1 Diabetes ，T1D）是一種自身免疫性疾病，患者體內產生胰島素的胰島細胞被自己的免疫系統是錯誤地摧毀。目前對T1D的治療措施是：每日注射或輸注外源性胰島素，來控制血糖（blood glucose ，BG）水平，但該方法需要患者持續不斷地關注和嚴格的依從性。這種方法不能治癒T1D，或預防與糖尿病有關的許多嚴重的併發症，如失明，高血壓，腎臟疾病和血管炎。
胰島移植提供了治療T1D的潛在替代療法，並且能恢復正常血糖。但是為了避免移植胰島帶來的免疫排斥，需要長期服用免疫抑制性藥物進行壓制，與此同時也帶來了免疫抑制性藥物的副作用。
在美國，100多萬患有1型糖尿病的美國人每天注射胰島素來控制血糖（blood glucose ，BG）水平。來自康奈爾大學的一個研究小組最近研發出一種革命性的裝置，能避免胰島移植的免疫排斥和長期服用免疫抑制性藥物帶來的副作用。
為了避免在1型糖尿病中，產生胰島素的胰腺細胞團（胰島）被人體免疫系統破壞。幹細胞來源的胰島細胞移植是胰島素治療的替代方案，但是這種方法需要長期服用免疫抑製藥物。一個經過深入研究的方法是：將細胞包裹在一個幾百微米直徑的微小膠囊中。然而，這些膠囊並不那麼容易地從身體中取出，因為它們不相互連接，而且數目有成千上萬。由康奈爾大學生物與環境工程系助理教授馬明林領導的研究小組設計了一種將數十萬個胰島細胞植入患者體內的巧妙方法。這些胰島細胞外面有一層纖薄的藻酸鹽凝膠塗層保護，包裹著細胞的藻酸鹽凝膠附著到一種聚合線上，當這種聚合線失效時可以很容易地被去除或替換。
移植物要能簡便地取出才行，因為移植物長期放置有可能誘發腫瘤的形成。
「當移植物沒有作用的時候，我們需要把它們取出來，」 馬明林說。 「再說人們也不想把個東西放進身體再也取不出來，而我們設計這個裝置就能輕易地從人體內取出來。」
馬明林和他的團隊說他們是從凝結在蜘蛛網上的水珠中獲得的靈感。之前我們嘗試過用一條細細的絲線連接含有胰島細胞的膠囊，後來經過我們的摸索，意識到將藻酸鹽凝膠層均勻地放在一根絲線周圍會更好。這種納米多孔聚合絲線可以釋放鈣離子能促使原位交聯的一致性和對藻酸鹽凝膠的強粘附性。
在一個短期（1個月）研究中，平滑的藻酸鹽凝膠能給C57BL/6小鼠的胰島提供免疫保護作用。由於對操作和取出都有苛刻要求，納米多孔聚合絲線中中央強化型的的藻酸鹽凝膠比平滑的藻酸鹽纖維線的機械性能更好。馬明林和他的團隊在狗的身上得到進一步證明這種納米多孔聚合絲線的可擴展性和可回收性。
這種被稱為TRAFFIC（Thread-Reinforced Alginate Fiber For Islets enCapsulation，應用於胰島包封的螺紋增強型海藻纖維）的絲線雖然受到蜘蛛網的啟發，但是由於一層藻酸鹽凝膠均勻地覆蓋了整條絲線，所以這種絲線比蜘蛛網絲更好。整條絲線上的膠囊之間沒有空隙。如果這種絲線像蜘蛛絲上的水珠一樣之間有間隙的話，對疤痕組織等方面的影響會很大。
這條大約6英尺（約182.88 cm）的藻酸鹽凝膠塗抹絲線可以用微創的腹腔鏡手術植入患者的腹腔中。
TRAFFIC已經在丹麥製藥巨頭諾和諾德公司的幫助下獲得專利保護，該公司在80多年前開發了注射用胰島素。
文 |醫谷 無天
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