科學家開發細胞封裝系統內高效氧氣遞送的生物仿生支架

　　近日，美國康奈爾大學的科學家開發了嵌套在細胞封裝系統的生物仿生支架，可解決細胞封裝系統氧氣輸送困難的問題。相關研究成果在《Nature Communications》發表，題為：A bioinspired scaffold for rapid oxygenation of cell encapsulation systems。

　　細胞封裝是指使用具有免疫隔離作用的材料封裝治療細胞，再植入體內的治療方法，可快速取得療效且無需借助免疫抑制劑，在血液及肝臟疾病的治療方面具有廣闊應用前景。但是，封裝系統會阻斷血液循環系統為治療細胞輸送氧氣從而導致治療細胞的死亡。

　　研究者仿照昆蟲的呼吸系統（完全獨立于血液循環系統，由遍布全身的密集網狀氣管構成），設計了具有連續微孔結構的三維生物支架。該支架由聚（偏氟乙烯-co-六氟丙烯）（PVDF-HFP）制成，這種材料的超疏水性能保證支架內部的多孔結構不被任何液體浸濕，從而保持高效的輸氧能力。

　　研究人員將這種仿生支架命名為“超音速”支架（SONIC，Speedy Oxygenation Network for Islet Constructs），并構建到胰島封裝器件內。研究者通過計算機模擬和體外實驗證實了SONIC可以滿足封裝系統內氧氣快速、均勻遞送的要求，大幅改善了封裝胰島細胞的存活率。將封裝異源胰島細胞的SONIC器件移植入糖尿病小鼠體內后，可以穩定控制小鼠血糖達6個月以上。

　　該研究不僅優化了細胞封裝技術的設計思路，也極大推動了該技術的臨床應用轉化。

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26126-w