[發明專利]一種人工胰腺及其構建方法

在審

• 申請號: 202110795355.4
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113564099A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 李宸;周志敏;郭傳家;湯江海
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院生物醫學工程研究所
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 劉志剛

本發明公開了一種人工胰腺及其構建方法，該構建方法包括：將功能細胞置于含有PLGA微球的培養基中進行培養，得到種植有功能細胞的PLGA微球，其中，功能細胞選自血管內皮細胞、神經細胞、淋巴管細胞以及可分化為血管內皮細胞、神經細胞或免疫細胞的干細胞中至少一種；將胰島細胞或可分化為胰島細胞的干細胞置于含有種植有功能細胞的PLGA微球的培養基中進行培養，得到所述人工胰腺；本發明人工胰腺的構建方法以多孔微球作為支撐，使可形成血管/神經網絡的細胞以及胰島細胞或可分化成為胰島細胞的干細胞在微球內程序化種植生長，構建得到的人工胰腺即具有胰島生理結構的細胞團，又具有天然胰腺中豐富的血管神經網絡結構。

技術領域

本發明涉及人工胰腺技術領域，具體涉及一種人工胰腺及其構建方法。

背景技術

糖尿病是慢性代謝類疾病，近年來，糖尿病在全球兒童中的發病率也以每年平均3％的速率增加，而作為糖尿病治療金標準的胰島素作為主要治療手段用于治療代謝速率高、活動量較大且處于生長發育其的兒童患者人群中的副作用以及風險仍然較高。因此尋求新型糖尿病治療手段非常必要。

胰島移植是目前治療嚴重糖尿病的最佳方案，然而供體短缺與移植物的失活和功能喪失嚴重制約其臨床治療。胰腺主要由外周胰腺組織(外周胰腺細胞以及細胞外基質物質)、胰島以及血管、淋巴管和胰腺內神經等等組成。其中胰島中包含不同種類的細胞，可根據外周葡萄糖變化以及神經遞質刺激等分泌包括胰島素、胰高血糖素等胰島激素。更重要的是，體內胰島的血流與神經網絡十分豐富，目前的人工胰島再造無法完成胰島血管化，導致再造的胰島功能不穩定。因此，無論是在胰島移植、人工胰島/人工胰腺構建中，胰島/胰腺器官血管化的問題至關重要，不僅直接關系到移植后器官的活力與功能，也是人工器官構建中的一大難點。

聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)是一種被美國FoodDrug Association(FDA)認可的可用于人類藥用輔料的高分子聚合物。研究發現，PLGA具有良好的生物降解性和生物相容性，作為生物材料在臨床應用中有廣泛的用途。利用多孔微球具有低密度特性，常作為吸入式肺部給藥研究(Science 1997，276，1868)；而利用其多孔結構物質轉運特性和細胞負載功能，在可注射細胞載體方面受到關注(Biomaterials 2012，33，4069)。同時，利用多孔微球作為組分形成復合凝膠在植入式胰島素長效緩釋方面具有應用前景(專利申請201610493506.X，一種葡萄糖敏感的多孔微球/聚合物復合凝膠及其制備方法和應用)。此外，也可利用多孔球近似的胰腺“網兜”狀結構，特異性負載胰島細胞構建人工胰島或人工胰腺(專利申請201910924259.8)。然而以上均未能解決所構建的人工胰島的血管化、神經化等生理化問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種人工胰腺及其構建方法，該構建方法得到的人工胰腺不僅具有胰島生理結構的細胞團，還具有天然胰腺中豐富的血管、神經網絡結構。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

本發明第一方面提供一種人工胰腺的構建方法，所述構建方法包括如下步驟：

(a)將功能細胞置于含有PLGA微球的培養基中進行培養，得到種植有功能細胞的PLGA微球，其中，功能細胞選自血管內皮細胞、神經細胞、淋巴管細胞以及可分化為血管內皮細胞、神經細胞或免疫細胞的干細胞中至少一種；

(b)將胰島細胞或可分化為胰島細胞的干細胞置于含有種植有功能細胞的PLGA微球的培養基中進行培養，得到所述人工胰腺。

優選地，所述步驟(a)中，PLGA微球的粒徑為50～500μm，孔徑為5～50μm。

優選地，所述步驟(a)中，功能細胞與PLGA微球的數量比為(10⁴～10⁷)∶1。