Американские ученые создали 3D-печатные имплантаты для лечения сахарного диабета

Исследователи разработали искусственный аналог поджелудочной железы — устройство для доставки панкреатических клеток, вырабатывающих инсулин. Имплантаты размером чуть больше пятирублевой монеты печатаются на 3D-принтере и вживляются под кожу.

Над проектом NICHE (Neovascularized Implantable Cell Homing and Encapsulation, Самонаведение и инкапсуляция неоваскуляризированных имплантируемых клеток) работает группа ученых из Хьюстонского методистского исследовательского института, Университета Майами и Онкологического центра имени Андерсона.

При сахарном диабете первого типа доступы два вида лечения — либо инъекции инсулина, либо периодическая трансплантация клеток, вырабатывающих инсулин. Второй метод, как правило, применяется в особо сложных случаях и может приводить к осложнениям, связанным с отторжением донорского материала и вынужденным применением иммунодепрессантов. Преимущество разработанного имплантата в том, что он позволяет ограничиваться локальной иммуносупрессией вместо системной.

Имплантат NICHE представляет собой двойной резервуар c напечатанным на 3D-принтере корпусом из полиамида. Центральная емкость содержит гидрогель с клеточным материалом, сверху и снизу накрытым двойной сеткой. По периметру расположена емкость с препаратом для подавления иммунитета. Два резервуара соединены между собой мембраной из нанопористого материала. Дополнительно устройства оборудованы закупоренными силиконом портами для периодической заправки. Это позволяет пополнять запасы с минимальной инвазивностью. В опытной версии одной заправки хватает примерно на месяц, но исследователи считают, что этот показатель можно довести до одного года при использовании более эффективных составов.

Эксперименты проводились на лабораторных крысах. Имплантаты заправляли мезенхимными стволовыми клетками, вживляли, а затем оставляли на две недели для васкуляризации, то есть образования кровеносных сосудов. Затем у животных вызывали диабет инъекциями стрептозотоцина — вещества, токсичного для бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. После этого имплантаты заправляли иммунодепрессантами, а еще спустя три дня — панкреатическими клетками.

В ходе экспериментов ученые успешно подавляли диабет на протяжении пяти месяцев. После удаления имплантатов в подопытных вновь развилась гипергликемия — симптом сахарного диабета, что подтверждает эффективность NICHE. К клиническим испытаниям на людях ученые надеются приступить в течение трех лет.

С полным докладом научной команды можно ознакомиться в журнале Nature.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru