基于新型可注射性水凝膠包裹INS-1832-13細(xì)胞構(gòu)建生物人工胰腺的初步研究.pdf

1、目的:
　　隨著糖尿病患病率的增加，為有效避免目前臨床“外源性”胰島素治療頻繁注射、必須反復(fù)監(jiān)測(cè)血糖以及及時(shí)調(diào)整劑量等缺點(diǎn)，本文旨在通過(guò)合成一種新型可注射性葡萄糖敏感性水凝膠生物材料，包裹胰島瘤細(xì)胞INS-1832/13構(gòu)建生物人工胰腺，期望實(shí)現(xiàn)響應(yīng)周?chē)咸烟菨舛人酱碳ひ葝u瘤細(xì)胞分泌胰島素，模仿胰島素生理分泌模式與釋放行為，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)控制血糖。
　　方法:
　　以3-丙烯酰胺基苯硼酸（AAPBA）和N-異丙基丙烯酰胺（

2、NIPAM）為原料，馬來(lái)?；暇厶牵―ex-Ma）為交聯(lián)劑，基于過(guò)硫酸銨（APS）和四甲基乙二胺（TMEDA）氧化還原體系，于37℃溫和條件下合成乳白色水凝膠。通過(guò)調(diào)整AAPBA和NIPAM單體投料比，交聯(lián)劑量以及氧化還原催化體系濃度，合成低溫下呈液態(tài)，37℃下呈凝膠狀的溫敏性水凝膠。利用紅外光譜（FT-IR）分析材料的分子結(jié)構(gòu)；掃描電鏡（SEM）對(duì)材料進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢測(cè)；并對(duì)材料的溶脹性，流變學(xué)特性以及體外胰島素釋放行為進(jìn)行分析；通過(guò)四甲

3、基偶氮唑鹽（MTT）法評(píng)價(jià)材料的生物相容性?；谏鲜鲂阅苤笜?biāo)的評(píng)估，選取出生物相容性良好，材料性能較佳的投料體系，包裹一種克隆性分泌胰島素的β細(xì)胞系INS-1832/13。利用SEM評(píng)價(jià)材料包裹胰島瘤細(xì)胞的形態(tài)學(xué)特征；吖啶橙/溴化乙錠（AO/EB）熒光雙染色對(duì)材料包裹胰島瘤細(xì)胞的形態(tài)學(xué)和生存狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)；酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測(cè)材料包裹胰島瘤細(xì)胞在不同葡萄糖濃度刺激下胰島素的分泌情況。
　　結(jié)果:
　　通過(guò)固定引發(fā)劑

4、濃度為20 mmol/L，調(diào)整單體總質(zhì)量濃度和交聯(lián)劑占單體總質(zhì)量的比例，篩選出單體總質(zhì)量濃度為70 mg/mL，交聯(lián)劑占單體總質(zhì)量1.5％這一配比組合。進(jìn)一步在單體總質(zhì)量濃度和交聯(lián)劑量固定的情況下，調(diào)整單體投料比，篩選出AAPBA與NIPAM質(zhì)量比分別為2:68，4:66，6:64（分別命名為A2N68，A4N66，A6N64）的三個(gè)比例水凝膠，具有良好溫度敏感性，低溫下呈液態(tài)而37℃迅速凝固成凝膠狀。FT-IR提示材料合成完成，Dex

5、-Ma通過(guò)打開(kāi)雙鍵交聯(lián)AAPBA和NIPAM；SEM提示三個(gè)比例材料均呈現(xiàn)多孔狀態(tài)，孔洞大小在幾微米到幾十微米之間，三者孔徑有逐漸增大趨勢(shì)；材料溶脹性在10~30 min內(nèi)迅速增至最大，溶脹倍數(shù)為2~4倍，溶脹性能隨AAPBA含量的增加而減弱；流變學(xué)檢測(cè)提示三個(gè)比例材料儲(chǔ)存模量（G'）和損耗模量（G"）均隨溫度的升高而增加并出現(xiàn)交點(diǎn)，交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即相變溫度分別為25℃，18℃和14℃，剪切變稀測(cè)試提示三者均隨切應(yīng)力的增加而出現(xiàn)粘度先

6、增加后逐漸下降；胰島素體外釋放實(shí)驗(yàn)提示三者釋放曲線相似，12 h內(nèi)累積釋放量逐漸增加而后趨于平緩，48 h后三者累積釋放百分比分別為66.87%，72.1%和80.21%；MTT結(jié)果提示除外高濃度A6N64（15 mg/mL）浸出液的細(xì)胞生存率為70%＜80%外，其余比例以及不同濃度下細(xì)胞生存率均大于等于80%，說(shuō)明材料具有良好生物相容性；選取三者生物相容性良好的濃度包裹INS-1832/13細(xì)胞，共培養(yǎng)一段時(shí)間后SEM提示細(xì)胞與材料融

7、合良好；AO/EB雙熒光染色提示細(xì)胞在凝膠中被染成綠色，隨時(shí)間逐漸聚集成細(xì)胞球，表明細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好；ELISA法檢測(cè)材料包裹細(xì)胞后不同糖濃度下胰島素的分泌功能，結(jié)果提示水凝膠材料對(duì)胰島瘤細(xì)胞的包裹并未影響細(xì)胞本身的葡萄糖刺激胰島素分泌功能，但水凝膠糖敏感材料AAPBA含量的多少可能影響被包裹胰島瘤細(xì)胞對(duì)周?chē)咸烟菨舛鹊捻憫?yīng)。
　　結(jié)論:
　　本文合成兼有溫度敏感性和葡萄糖敏感性的水凝膠材料，具備低溫與37℃之間可逆性相轉(zhuǎn)變