據(jù)Wang L近日[Nat commun，2021，12（1）：5846-5846.]報(bào)道，美國康奈爾大學(xué)的科研人員開發(fā)了嵌套在細(xì)胞封裝系統(tǒng)的生物仿生支架，可解決細(xì)胞封裝系統(tǒng)氧氣輸送困難的問題。

細(xì)胞封裝是指使用具有免疫隔離作用的材料封裝治療細(xì)胞，再植入體內(nèi)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(yīng)用前景。但是封裝系統(tǒng)會(huì)阻斷血液循環(huán)系統(tǒng)為治療細(xì)胞輸送氧氣從而導(dǎo)致治療細(xì)胞的死亡。

科研人員仿照昆蟲的呼吸系統(tǒng)（完全獨(dú)立于血液循環(huán)系統(tǒng)，由遍布全身的密集網(wǎng)狀氣管構(gòu)成），設(shè)計(jì)了具有連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)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(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)不被任何液體浸濕，從而保持高效的輸氧能力。其內(nèi)部連續(xù)空氣通道的氧氣擴(kuò)散率比水凝膠高10 000倍。通過體外分析驗(yàn)證的計(jì)算模型預(yù)測(cè)，即使在厚（6.6 mm）的設(shè)備中，細(xì)胞和胰島也能保持較高的活力。

科研人員將這種仿生支架命名為“超音速”支架（speedy oxygenation network for islet constructs，SONIC），并構(gòu)建到胰島封裝器件內(nèi)。科研人員通過計(jì)算機(jī)模擬和體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)了SONIC可以滿足封裝系統(tǒng)內(nèi)氧氣快速、均勻遞送的要求，大幅改善了封裝胰島細(xì)胞的存活率。將封裝異源胰島細(xì)胞的SONIC器件移植入糖尿病小鼠體內(nèi)后，可以穩(wěn)定控制小鼠血糖達(dá)6個(gè)月以上。