基于微纤维支架的可注射自修复水凝胶在糖尿病胰岛移植中的创新应用

为解决胰岛移植中血管化不足和手术创伤大的问题，研究人员开发了负载胰岛-微纤维支架的可注射自修复水凝胶系统。通过微流控技术制备含气泡短纤维模拟胰岛微环境，结合氧化海藻酸钠(OSA)/羧甲基壳聚糖(CMCS)的希夫碱动态键合实现自修复功能，并整合血管内皮生长因子(VEGF)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)促进血管化。动物实验证实该系统可延长移植物存活时间并改善血糖控制，为糖尿病细胞治疗提供了新策略。

　　

糖尿病(DM)是全球范围内威胁人类健康的慢性疾病，传统胰岛移植面临免疫排斥和缺血缺氧导致的移植物失活等挑战。尽管微囊化技术能改善胰岛存活，但现有水凝胶系统存在移植过程复杂、血管化不足等问题。受胰岛天然细胞外基质结构的启发，东南大学附属中大医院的研究团队在《Science Bulletin》发表研究，开发了一种集成微纤维支架的可注射自修复水凝胶系统，为胰岛移植提供了创新解决方案。

研究采用三项关键技术：1) 微流控气泡模板法构建含胰岛的短纤维支架；2) 基于氧化海藻酸钠(OSA)醛基与羧甲基壳聚糖(CMCS)氨基的希夫碱动态交联形成自修复基质；3) 共载VEGF和HUVECs促进血管网络形成。

结果部分显示：

1. 材料制备：通过三轴毛细管微流控装置生成含气泡的藻酸盐(Alg)/甲基丙烯酰化透明质酸(HAMA)微纤维，气泡破裂后形成长度可控的短纤维，为胰岛提供机械支撑。
2. 性能表征：OSA/CMCS水凝胶在37°C下30分钟内完成自修复，剪切稀化特性使其可通过26G注射针头实现微创输送。
3. 功能验证：体外实验证实HUVECs在复合系统中形成管状结构，移植后7天糖尿病大鼠模型皮下出现显著新生血管，血糖控制时间较非血管化系统延长3倍。

结论与意义：该研究构建的多功能移植平台实现了三大突破：1) 微创注射避免手术创伤；2) 微纤维支架模拟天然ECM增强机械保护；3) 动态交联网络促进血管再生。这种分层设计的系统不仅为糖尿病治疗提供了新范式，其"微纤维增强自修复基质"的设计理念还可拓展至其他细胞治疗领域。研究获得国家自然科学基金等项目的支持，标志着我国在生物材料与再生医学交叉领域取得重要进展。