基于新型可注射性水凝膠包裹INS-1832-13細胞構(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)測血糖以及及時調(diào)整劑量等缺點，本文旨在通過合成一種新型可注射性葡萄糖敏感性水凝膠生物材料，包裹胰島瘤細胞INS-1832/13構(gòu)建生物人工胰腺，期望實現(xiàn)響應(yīng)周圍葡萄糖濃度水平刺激胰島瘤細胞分泌胰島素，模仿胰島素生理分泌模式與釋放行為，實現(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?；暇厶牵―ex-Ma）為交聯(lián)劑，基于過硫酸銨（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）對材料進行形態(tài)學(xué)檢測；并對材料的溶脹性，流變學(xué)特性以及體外胰島素釋放行為進行分析；通過四甲

3、基偶氮唑鹽（MTT）法評價材料的生物相容性。基于上述性能指標的評估，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細胞系INS-1832/13。利用SEM評價材料包裹胰島瘤細胞的形態(tài)學(xué)特征；吖啶橙/溴化乙錠（AO/EB）熒光雙染色對材料包裹胰島瘤細胞的形態(tài)學(xué)和生存狀態(tài)進行檢測；酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測材料包裹胰島瘤細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通過打開雙鍵交聯(lián)AAPBA和NIPAM；SEM提示三個比例材料均呈現(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；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)檢測提示三個比例材料儲存模量（G'）和損耗模量（G"）均隨溫度的升高而增加并出現(xiàn)交點，交點所對應(yīng)的溫度即相變溫度分別為25℃，18℃和14℃，剪切變稀測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；胰島素體外釋放實驗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）浸出液的細胞生存率為70%＜80%外，其余比例以及不同濃度下細胞生存率均大于等于80%，說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細胞，共培養(yǎng)一段時間后SEM提示細胞與材料融

7、合良好；AO/EB雙熒光染色提示細胞在凝膠中被染成綠色，隨時間逐漸聚集成細胞球，表明細胞生長狀態(tài)良好；ELISA法檢測材料包裹細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胰島瘤細胞的包裹并未影響細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胞對周圍葡萄糖濃度的響應(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