DOI: 10.1002/jbm.a.36854
在當前的研究中,通過兩步電紡方法制造了孔徑在24-250μm和24-190μm范圍內的三維(3D)納米纖維支架,以克服使用常規電紡獲得具有大孔徑的用于胰島培養的三維支架的局限性。該支架支持脂肪間充質干細胞向胰島樣細胞團(ILCs)的生長和分化。發現支架的孔徑對分化胰島細胞的團簇大小、活力和胰島素釋放均有影響。因此,可以開發出所需大小的胰島簇進行移植,以克服由于缺氧而對大腸胰島造成的損失,缺氧會對移植的結果產生不利影響。胰島樣細胞直徑為50μm的組織工程化構建體在植入糖尿病大鼠的網膜袋后3-4周內血糖值下降。對植入大鼠血清中胰島素的檢測表明,該組織工程結構可有效控制高血糖。研究結果證明,在分化過程中,支架的3D結構和孔大小可調節胰島的形態和大小,這對于體外和體內胰島樣細胞團的存活和功能至關重要。
圖1生產(b)大晶格、(c)小晶格膜和(d)常規電紡支架的靜電紡絲工藝的示意圖。
圖2(a,f)分別是小晶格支架和大晶格支架的照片。(b,g)是小晶格支架和大晶格支架的ESEM。(c,h)是小晶格和大晶格支架的單個晶格的放大ESEM圖像。(d,i)在小晶格和大晶格支架的間隔中形成的纖維。(e,j)小晶格和大晶格支架中纖維直徑的直方圖
圖3(a)大和(b)小晶格支架的顯微CT圖像。(c,d)代表大、小晶格支架的間距分布圖,(e,f)是大、小晶格支架的孔徑范圍的直方圖
圖4 ESEM顯示第2天、第4天和第20天,分別在(a-c)2D細胞培養處理的平板,(d-f)常規電紡支架,(g-i)小晶格支架和(j-l)大晶格支架上,間充質干細胞分化為胰島樣細胞團的過程
圖5(a-d)在分化為胰島樣細胞團的過程中,間充質干細胞顯示在2D培養、常規電紡絲支架、小晶格和大晶格支架上的外周肌動蛋白凝集,(e-f)在2D培養、常規電紡支架、小晶格和大晶格支架上形成的胰島樣細胞團活力染色的熒光顯微照片。雙乙酸熒光素將活細胞染成綠色,碘化丙啶將死細胞染成紅色,(i-l)免疫熒光染色,用于二維培養、常規電紡絲支架、小晶格和大晶格支架上胰島樣細胞團的C肽表達。核被碘化丙啶染成紅色。
圖6(a)響應葡萄糖刺激,支架上分化的胰島樣細胞團的胰島素釋放。(b)植入后的糖尿病大鼠模型中的血糖水平。(c)植入后IPGT測試期間的血糖測量。(d)植入后血清中的胰島素濃度。