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1型糖尿病是一種由自身免疫缺陷導(dǎo)致體內(nèi)胰島素絕對(duì)缺乏的全球性慢性代謝疾病，全世界有超過(guò)3000萬(wàn)病患者。目前1型糖尿病尚無(wú)根治手段，常規(guī)的治療方法是每天定時(shí)注射外源性胰島素。然而，這種方法不但會(huì)給病人帶來(lái)痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更會(huì)因劑量難以精確控制，導(dǎo)致病人出現(xiàn)低血糖等不良反應(yīng)，長(zhǎng)期注射甚至?xí)?dǎo)致威脅生命的并發(fā)癥。近年來(lái)，將胰島包埋在生物材料中構(gòu)建“人造胰島”并移植到患者體內(nèi)是一種從根本上治療1型糖尿病的有效方法?！叭嗽煲葝u”可替代患者體內(nèi)已失去功能的胰島，動(dòng)態(tài)響應(yīng)血糖變化分泌胰島素，從而使病人徹底擺脫對(duì)外源性胰島素注射的依賴。然而，人體的天然免疫防御機(jī)制對(duì)外來(lái)移植物產(chǎn)生的排異反應(yīng)（Foreign Body Reaction，F(xiàn)BR），是限制該技術(shù)成功應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。但是，當(dāng)前能躲避免疫系統(tǒng)識(shí)別、實(shí)現(xiàn)“免疫屏蔽”的材料極為稀少。因此，開(kāi)發(fā)能夠同時(shí)躲避免疫識(shí)別并能長(zhǎng)效包埋維持胰島活性的新材料，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定血糖調(diào)控是目前該領(lǐng)域面臨的巨大挑戰(zhàn)。

天津大學(xué)化工學(xué)院生物化工系張雷教授課題組針對(duì)這一問(wèn)題，提出平衡電荷抗污原理，開(kāi)發(fā)了一種具有高效抗生物粘附和“免疫屏蔽”能力的新型水凝膠材料，使用該水凝膠構(gòu)建的“人造胰島”能夠在糖尿病小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效控糖。該研究團(tuán)隊(duì)受具有優(yōu)異抗生物粘附性質(zhì)的電中性、超親水兩性離子材料啟發(fā)，同時(shí)結(jié)合海藻酸鈉易于成膠的特性，創(chuàng)造性地提出了一種通過(guò)平衡帶有相反電荷的聚電解質(zhì)制備可快速成膠、躲避FBR水凝膠的策略。通過(guò)調(diào)節(jié)聚陰離子電解質(zhì)海藻酸鈉（Alg）和聚陽(yáng)離子電解質(zhì)聚乙烯亞胺（PEI）的比例，制備了整體呈電中性，具有優(yōu)異抗蛋白質(zhì)、細(xì)胞、細(xì)菌粘附性質(zhì)的Alg/PEI水凝膠。該水凝膠不僅能夠高效無(wú)損包埋胰島，而且能夠長(zhǎng)期維持包埋胰島的活性和正常的胰島素分泌功能。所構(gòu)建的“人造胰島”在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境下，仍能有效抵抗生物粘附及免疫識(shí)別，避免FBR及纖維囊的形成，成功實(shí)現(xiàn)體內(nèi)“免疫屏蔽”。更重要的是，將新型“人造胰島”移植到糖尿病小鼠腹腔后，糖尿病小鼠的血糖可以在2天內(nèi)快速降低到正常水平，并且在實(shí)驗(yàn)期間穩(wěn)定維持至少150天。與傳統(tǒng)的海藻酸鈉水凝膠及其衍生物相比，在降糖速度、控糖時(shí)間和穩(wěn)定性方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

該新型水凝膠不但具有優(yōu)異的生物相容性和突出的“免疫屏蔽”效果，且成本低、易制備，有利于擴(kuò)大生產(chǎn)，為細(xì)胞治療、組織工程等醫(yī)藥健康領(lǐng)域提供了新的有力手段。

該工作最近發(fā)表在Advanced Functional Materials 上，并于當(dāng)期Inside Back Cover做簡(jiǎn)要介紹。論文的第一作者為張嘉敏博士，共同第一作者為博士生朱迎男。相關(guān)研究已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利（CN2017110866841）。此研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金的資助。