细胞封装系统内快速氧气递送的生物仿生支架

据Wang L近日[Nat commun，2021，12（1）：5846-5846.]报道，美国康奈尔大学的科研人员开发了嵌套在细胞封装系统的生物仿生支架，可解决细胞封装系统氧气输送困难的问题。

细胞封装是指使用具有免疫隔离作用的材料封装治疗细胞，再植入体内的治疗方法，可快速取得疗效且无需借助免疫抑制剂，在血液及肝脏疾病的治疗方面具有广阔应用前景。但是封装系统会阻断血液循环系统为治疗细胞输送氧气从而导致治疗细胞的死亡。

科研人员仿照昆虫的呼吸系统（完全独立于血液循环系统，由遍布全身的密集网状气管构成），设计了具有连续微孔结构的三维生物支架。该支架由聚（偏氟乙烯-CO-六氟丙烯）（PVDF-HFP）制成，这种材料的超疏水性能保证支架内部的多孔结构不被任何液体浸湿，从而保持高效的输氧能力。其内部连续空气通道的氧气扩散率比水凝胶高10 000倍。通过体外分析验证的计算模型预测，即使在厚（6.6 mm）的设备中，细胞和胰岛也能保持较高的活力。

科研人员将这种仿生支架命名为“超音速”支架（speedy oxygenation network for islet constructs，SONIC），并构建到胰岛封装器件内。科研人员通过计算机模拟和体外实验证实了SONIC可以满足封装系统内氧气快速、均匀递送的要求，大幅改善了封装胰岛细胞的存活率。将封装异源胰岛细胞的SONIC器件移植入糖尿病小鼠体内后，可以稳定控制小鼠血糖达6个月以上。