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定制生物墨水3D打印出人類胰島

  科普中國   2025-07-02 18:23:08

美國維克森林大學領銜的國際研究團隊在生物打印領域取得重大突破：他們利用一種新型生物墨水，3D 打印出功能性人類胰島，顯示出巨大的臨床應用潛力，為治療 Ⅰ 型糖尿病帶來了新希望。這項成果在 2025 年歐洲器官移植學會大會上首次發(fā)布，被視為再生醫(yī)學領域的重要成果。
研究團隊此次采用由海藻酸鹽與脫細胞人類胰腺組織制成的定制生物墨水，打印出高密度、結構穩(wěn)定的胰島組織。這些 3D 打印的胰島在體外實驗中表現(xiàn)出良好的活性和功能，在長達三周的時間內(nèi)持續(xù)對葡萄糖刺激作出強烈反應，釋放胰島素的能力優(yōu)于傳統(tǒng)方法獲得的胰島組織。
與傳統(tǒng)的將胰島注入肝臟的方法相比，這項新技術采用皮下植入方式，操作更為簡便，僅需局部麻醉和微小切口，是一種更安全、侵入性更小的治療選擇。研究的目標是模擬胰腺原有的微環(huán)境，使移植的胰島能夠更好地存活并發(fā)揮功能。通過使用特制的生物墨水，研究團隊為胰島提供了類似天然胰腺的支持結構，確保其獲得充足的氧氣和營養(yǎng)。
為了保護脆弱的人類胰島在打印過程中不受損傷，團隊優(yōu)化了打印參數(shù)，采用了低壓（ 30 kPa ）和低速（ 20 毫米/分鐘）的溫和打印工藝，有效減少了機械壓力，保持了胰島的完整形態(tài)。
實驗室測試顯示，打印后的胰島存活率超過 90% ，并且在第 21 天仍能靈敏地感知血糖變化并釋放胰島素，表明其具備良好的生理響應能力。此外，這種 3D 打印結構具有多孔特性，有助于氧氣和營養(yǎng)物質輸送，并可促進血管生成，從而提升移植后的長期生存能力。
團隊表示，這是少數(shù)幾項使用真實人類胰島進行生物打印的研究之一，避免了動物細胞模型可能帶來的轉化障礙。這一進展不僅加深了人們對胰島功能重建的理解，也為未來開發(fā)“即用型”糖尿病療法奠定了基礎，有望最終實現(xiàn)無需依賴胰島素注射的治療方式。

責編：張春祥

一審：張春祥

二審：楊丹

三審：楊又華

來源：科普中國

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