סוכרת משפיעה על יותר מ-500 מיליון אנשים ברחבי העולם, ועבור רבים, השגת שליטה גליקוליקמית נאותה נותרת חמקמקה למרות טיפול אינטנסיבי אינסולין.ההשתלות התא האי מציע תרופה פוטנציאלית על ידי שחזור סודיות אינסולין אנדוגנית, אבל האימוץ הנרחב שלה היה מוגבל על ידי הצורך בטיפול חיסוני שנמשך חיים כדי למנוע דחייה ועל ידי אובדן הדרגתי של תפקוד גניבת חמצן.

צילום: Islet Cell Transplantation

הרעיון של השתלת אינסולין מייצרת אינסולין של Langerhans מתוארך בשנות ה-70, אבל זה לא היה עד פרוטוקול אדנטון ציון דרך בשנת 2000 כי הצלחה מחודשת הושג.פרוטוקול זה הוכיח כי הואונים מתורמים מרובים יכול לשחזר רגולציה גלוקוז כמעט-נורמלי בחולים עם סוכרת מסוג 1, אם כי עם דיכוי חיסוני אגרסיבי.

עם זאת, שני מכשולים יסודיים מנעו השתלת הסלקציה מלהיות טיפול סטנדרטי. ראשית, אספקת הפנקיזים התורם מוגבלת מאוד.שני, לטווח ארוך immunosupupuppressiveion יש סיכונים חמורים כולל זיהום, ממאירות, רשלנות, וסיבוכים מטבוליים.יתר על כן, גם עם immunosuppression, רוב של השתלות אבד בתוך השבועות הראשונים בגלל שילוב של אובדן דם דלקתי דם ארוך, לעתים קרובות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 זמן דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 פעמים רבות, 000 פעמים רבות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות, 000 פעמים רבות, 000 פעמים רבות, 000 דלקתיות, 000 דלקתיות דלקתיות דלקתיות, 000 דלקתיות, 000

טכנולוגיית ה- Encapsulation שואפת להתמודד עם המחסום החיסוני על ידי יצירת הפרדה פיזית בין עונים התורם לבין מערכת החיסון המארחת, חיסול הצורך בדיכוי חיסוני מערכתי ובכך להרחיב את זכאותם של חולים עבור התערבות פוטנציאלית מרפאה זו.

מה זה Encapsulation Technology?

Encapsulation en Closeslet תאים בתוך קרום למחצה המאפשר את ה diffusion דו-צדדי של גלוקוז, חמצן, חומרים מזינים ואינסולין, תוך חסימת המעבר של תאים חיסוניים, אימונוגלובולין, ומולקולות גדולות אחרות שיכולות לגרום דחייה.גודל הנקבובי של membrane הוא בדרך כלל בטווח של 0.05-0.5 מיקרומטר, מספיק כדי לאגור תאים, עדיין יכול לעזור לטבולית, אבל לטבולית, כמו גם לטבולית, כמו גם למולנקמין קטן.

מכשיר מוצלח של capsulation חייב לספק כמה קריטריונים עיצוב: זה חייב להיות ביו-אי-תואמים, לקדם את יכולת התא לטווח ארוך, להתנגד פיברוזיס וחלבון מרעזים, לאפשר רטיקול קל או תחליף, ולהיות מסובב בקנה מידה.פגישת כל הדרישות האלה במקביל הוכיחה מאתגר, אבל התקדמות מתמדת בחומרים מדעיים והמכשיר ההנדסה היא בהדרגה על כל מכשול.

סוגים של מכשירים Encapsulation

מערכות קיבולת מחולקות באופן רחב למיקרו-capsulation ומאקרו-capsulation, כל אחת עם יתרונות ומגבלות נפרדים.

  • (FLT:0Microencapsulation:FLT:1) טיפות בודדות או אשכולות קטנים סגורים בדוגמות spherical, בדרך כלל 300-800 מיקרומטר בקוטר. קפסולות אלה מיוצרים באמצעות הידרוג'ינאטה הידרוג'ינים שמקורם בגלי חום, לעתים קרובות מחובר עם סידן או ברוטו.
  • (FLT:0) Macroencapsulation:FLT1 מכשירים גדולים יותר, בדרך כלל דיסקים מתכננים, סיבים חלולים, או pouchs cylindrical, מכילים מאות עד אלפי איים בתוך שתל יחיד. Macrodevices מושתים כירורגית במספר מחסנים, או אתרי בידוד, והם יכולים להיות מעוצבים עבור תאים מטבוליים יותר, כולל תאים מכניים או מטבוליים, כגון ספוגים.

התקדמות חדשה בחומרים

מחקר ביו-חומרים היה כוח מניע מאחורי שיפורים בטכנולוגיית ה-capsulation.חומר הזהב, אלג'ינאטה, מעודן באמצעות שינויים כימיים אשר משפרים את יכולת הביו-התאמה ולהפחית את תגובת הגוף הזר.לדוגמה, אלג'יננטים בעלי רמת מינון מינימלית של endotoxin, הוכחו כדי להתנגד לקפאה מופרזת באופטימיות לא אנושיות במשך שישה חודשים נוספים, ולכן הם משתמשים בחלבוןים ספציפיים.

חומרים היברידיים המשלבים alginate עם פולימרים אחרים הם גם צוברים. Alginate-PEG מקושרים בצורה שווה מיקרו-capsules התערוכה שיפור יציבות מכנית ופסולת פיברטית סביב השתל. בדומה, אלג'יננט-צ'יטוסאן מרוקדות בדיוק שימשו כדי ליצור membranes עם גודל אחיד יותר מפונקציה וגמישות מוגברת.

ננוטכנולוגיה פותחת דרכים חדשות גם. meso ⁇ silica חלקיקים ניתן להטמיע בקירות קפסולה כדי לספק שחרור מתמשך של תרופות מדכאות אימונוטיפיות או אנטי דלקתיות, כגון tacrolimus או dexamethasone, ישירות למיקרו-דלקתיים של פחמן, לאחר החיסון המקומי הזה יכול להפחית את ההשפעות המערכתיות של אימונופולציה בעוד שהוא עדיין מצורף להתפרצות חומרת אחת, כמו חומר אחד של חומר נפץ, הוא גורם חמצן או חומר אחד, כמו נוגדנים.

חידושים בעיצוב מכשירים

מעבר לחומרים, הארכיטקטורה הפיזית של מכשירי ה-capsulation התפתחה כדי לטפל במגבלות קריטיות בתחבורה המונית, חמצן ושילוב עם ה-Svasculature המארח.

מערכות אספקת חמצן

תאי האי הם פעילים מאוד מבחינה מטבולית וצורכים חמצן בשיעורים גבוהים פי עשרה מאשר רוב סוגי התאים האחרים.בסביבה פולשנית של מכשיר encapsulation, diffusion חמצן הוא מוגבל מאוד, המוביל ל-Ncrosis מרכזי ואובדן של סודיות אינסולין.מספר עיצובים של מכשירים עכשיו משלבים מערכות חמצן ייעודיות של Beta-O2 כולל תא גז שנוצר מדי יום באמצעות תת-דלקתי דם, אשר יכול לכלול כמה תאים חמצן חיצוניים אחרים.

אסטרטגיות וחילוניות

מכשירים אנcapsulation הושתלו באופן מסורתי באתרים עם אספקת דם ירודה, כגון החלל תת-קרקעי. עיצובים חדשים משלבים ⁇ affolds או microchannels אשר מעודדים כלי דם מארחים לגדול או סביב המכשיר, להביא חמצן וחומרים מזינים קרוב יותר לתאים המבודדים (למשל, ה-Scarnova Pouch הוא מכשיר מקרו-capsulation המיוצר של biocular-Fcular-to-to-to-co-co-co-to-co-to-to-to-co-co-co-co-co-co-co-co-co-iltication) אשר מאפשר שיפור דומה ל-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to

Anti-Inflammatory and Anti-Fibrotic Coatings

גם עם חומרים ביו-תואמים, התגובה של גוף זר יכולה להוביל להיווצרות של קפסולת פיברטית צפופה סביב השתל, חסימת דיפוזיה של גלוקוז ואינסולין. החוקרים ליישם ציפויים משטח כי באופן פעיל מדכא תגובה זו.לדוגמה, את הפירוק של שכבת דק של dexamethasone-relating פולימר על פני השטח המכשיר באופן מקומי מפחית דלקת ללא השפעות מערכתיות.

מכשירים חכמים וגמישות

הדור הבא של מכשירים acapsulation עשוי לכלול תכונות "חכם" המאפשרות כוונון לאחר שתל של membrane Permeability או לשחרר קינטיקה.לדוגמה, פולימרים תרמורספוניים שמשנים בגודל תגובה לטמפרטורה מקומית יכול לאפשר שחרור מבוקר של אינסולין בתגובה היפרגלימיה.

התקדמות קלינית ו קלינית

הדרך מספסל אל מיטתה ראתה מספר אבני דרך בולטות.המכשיר האנמפטרה מ- ViaCyte, המשתמש בפורמט מקרו-קטיפה של תכנון עם membrane חיצוני, היה הראשון להזין ניסויים קליניים עבור חולים מניפולציה אנושית.תוצאות ראשוניות הוכיחו בטיחות והוכחה של מושג, עם רמות C-peptide in כמה נמען, אבל גלוקוז לא הושג כדי לספק תאים פגומים של תאים מחוסנים, אשר הוביל את C-ofcepted C-aced.

מכשיר β Air של Beta-O2 הראה תוצאות חזקות יותר, עם כמה מטופלים להשיג עצמאות אינסולין או פחתות משמעותיות בדרישות אינסולין, אם כי הדורשות דמי חמצן יומיים.המכשיר הוערך בשלב I /II בניסויים באירופה, ומכשיר מעקב עם קיבולת חמצן משופרת הוא תחת פיתוח.בינתיים, ה-Scarnova Pouch נבדק בשילוב עם התורם ולאחרונה, עם יותר, עם תאים סטרומים 2, הוא דיווח על ידי ניתוחיטיס הראשון של דלקת מפרקים, לאחר ניתוחיטיס, לאחר ניתוחיסטרופט הוא תחת התפתחות.

עבור microencapsulation, Diatranz Otsuka (כיום Living Cell Technologies) ערכה ניסויים קליניים עם alginate-encapsulated porcine הואlets (DIABELL) כגישה xenotransplantation. בעוד בטיחות אימונולוגית הודגמה, יעילות בצמצום דרישות האינסולין הייתה צנועה.

כיוונים עתידיים ואתגרים

למרות התקדמות משמעותית, יש להתגבר על כמה אתגרים לפני טיפול בקטריות יכול להפוך לטיפול שגרתי. פיברוזה נשאר הבעיה המתמדת ביותר: אפילו עם חומרים משופרים, כמה תואר של קפסולה יתר מתרחשת במצע של שתלים, המוביל לכשל גניבת מתקדמים.אסטרטגיות נגזרות זה כולל שיתוף פעולה של סוכנים אנטי-פרוגניים, בחירת אתרי השתלה עם תאים דלקתיים (אופטיים מורכבים), אשר אינם מתאימים לתאים חיסוניים (אופטיים), ותאים מורכבים), אשר אינם מתאימים לתאים מורכבים).

אספקת חמצן היא עוד צוואר בקבוק קריטי.בעוד מכשירים כמו β Air להוכיח כי משלוח חמצן חיצוני פועל, הצורך של סטיות יומיות הוא הגבלה מעשית. חוקרים רודפים את הדור חמצן אוטונומי, כגון באמצעות אצות פוטוסינתזה או שכבות אלקטרוכימיות מים מתפוצות מים, אבל גישות אלה הן שנים ממוכנות קלינית.פתרון ביניים עשוי לכלול שימוש של חמצן-carrying perfluocarbons יכול להיות כרוך בשימוש של זיהומים אלקטרו-דלקתיים perfluoroפחמימים יכול להיות מעורב בתוך המכשיר לתוך הנית.

סקביליה ותעשיית עקביות הם גם הכרחי להצלחה מסחרית.הפחתת מיליוני מיקרו-קפטרולים או מאות מקרו-דקנים עם תכונות אחידות סטריליות היא אתגר הנדסי לא-טריוויאלי.התקדמות במיקרו-קלודייקים ומערכות התעלות המבוססות על זרימה משתפרות באמצעות חישוב וצמצום של אי-נוחות אצווה-ל-ל-באט-ב.

במבט קדימה, השילוב של capsulation עם אסטרטגיות immunomodulatory, כגון co-encapsulation עם תאים T רגולטוריים או תאים סטרונומי mesenchymal, יכול ליצור microenvironment tolerogenic כי עוד להגן על ה-graft. יתר על כן, ההתכנסות של encapsulation עם עריכת גנים (למשל, יצירת "תורם חד-צדדי" היא כי הם למעשה החיסמין) עבור כל צורך פיזי, אך בסופו של בסופו של דבר למנוע את הפחתת את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפונקציונליות, אך ורקמותרפיון פיזיקלציה, אך בסופו של דבר, אך בסופו של דבר, אך ורק עבור כל צורך.

המטרה הסופית היא טיפול סלולרי פונקציונלי לחלוטין, גמיש, ארוך טווח תאים כי נורמלי רמות גלוקוז ללא נטל של זריקות אינסולין יומיות או אימונוסקופיה.ההתקדמות המתוארת כאן מקרבת אותנו למטרה זו, וכמה מוצרים נמצאים על סף ניסויים קליניים מרכזיים.עם המשך השקעה ושיתוף פעולה בין-תחומי, הפחתה היא השתלה יכול להפוך את הנוף של טיפול בתוך העשור הבא.