3D 打印人类胰岛成功植入，糖尿病或告别胰岛素注射

一项新的 3D 生物打印技术有望彻底改变 1 型糖尿病的治疗方式，通过重建功能性人类胰岛，实现微创植入。

一个国际科学家团队利用一种新型生物墨水成功 3D 打印出功能性人类胰岛，在糖尿病研究方面取得了重大突破。

一个国际研究团队利用创新型生物墨水 3D 打印出功能齐全的人类胰岛，在糖尿病研究领域取得了重大进展。这项进展在 2025 年欧洲糖尿病与糖尿病学会（ESOT）大会上公布，或将为 1 型糖尿病 (T1D) 患者带来更有效、侵入性更低的治疗策略。

该团队使用由海藻酸盐和脱细胞人类胰腺组织组成的特殊配方生物墨水，成功打印出人类胰岛（负责胰岛素产生的胰腺细胞簇）。打印出的胰岛形成致密稳定的结构，在长达三周的时间内保持活力并对葡萄糖产生反应，显示出持续的胰岛素产生能力，为临床应用提供了良好的前景。

传统的胰岛移植手术需要将细胞注射到肝脏中，这种方法通常会导致大量细胞损失，并且长期疗效有限。在这项研究中，研究人员设计了 3D 打印的胰岛，将其植入皮下，整个过程简单易行，只需一个小切口和局部麻醉即可。这种微创技术可以为患者提供更安全、更舒适的替代方案。

“我们的目标是重建胰腺的自然环境，以便移植的细胞能够存活并更好地发挥作用，”该研究的主要作者昆汀·佩里耶（Quentin Perrier）博士说：“我们使用了一种特殊的生物墨水，可以模拟胰腺的支撑结构，为胰岛提供生长所需的氧气和营养。”

为了在打印过程中保护脆弱的人类胰岛，该团队通过调整关键参数开发了一种更可控的方法。他们采用低压（30 kPa）和低打印速度（20 mm/min），这有助于减少机械应力并保留胰岛的天然结构——克服了早期生物打印研究中的一大障碍。

实验室实验表明，生物打印的胰岛仍然保持活力且状态良好，细胞存活率超过 90%。它们在葡萄糖刺激下释放更多胰岛素，优于传统的胰岛制剂。到第 21 天，生物打印的胰岛表现出对血糖水平的敏感性和响应性有所提高，这预示着它们在移植后的潜在有效性。值得注意的是，打印的结构保持了其形状和稳定性，避免了结块或崩解——这是以往方法中常见的挑战。

此外，3D 打印结构具有多孔结构，增强了氧气和营养物质流向嵌入的胰岛。这种设计不仅有助于维持细胞健康，还能促进血管形成，这两者对于移植后的长期存活和功能都至关重要。

“这是首批使用真实人类胰岛而非动物细胞进行生物打印的研究之一，其结果令人振奋，”佩里耶 博士指出：“这意味着我们距离研发出一种现成的糖尿病治疗方法越来越近，有朝一日，这种治疗方法或许可以消除对胰岛素注射的需求。”

该团队目前正在动物模型上测试生物打印的结构，并探索长期储存方案，例如冷冻保存，以使该疗法能够广泛应用。他们还在努力改进该方法，以适应其他胰岛素分泌细胞来源，以克服供体短缺的问题，包括干细胞来源的胰岛和异种胰岛（来自猪）。

佩里耶博士总结道：“虽然仍有许多工作要做，但这种新的生物打印方法标志着我们朝着个性化、可植入的糖尿病治疗迈出了关键一步。如果临床试验证实其有效性，它将改变全球数百万人的治疗方案和生活质量。”

该研究由突破性 1 型糖尿病组织（Breakthrough T1D），前身为青少年糖尿病研究基金会（JDRF）（首席研究员：Giuseppe Orlando）资助。

参考文献：

Amish Asthana、Amanda Gallego、Quentin Perrier、Tamara Lozano、Lori N. Byers、Jun Ho-Heo、Wonwoo Jeong、Riccardo Tamburrini、Arunkumar Rengaraj、Deborah Chaimov、Alice Tomei、Christopher A. Fraker、Sang Jin Lee 和 Giuseppe Orlando 合著的《人体胰腺衍生生物材料的综合生物相容性分析》，2025年4月14日， 《生物工程与生物技术前沿》。DOI：10.3389/fbioe.2025.1518665

“胰腺β细胞移植最佳基质设计”，作者：Nikita Rajkumari、Ibrahim Shalayel、Emily Tubbs、Quentin Perrier、Clovis Chabert、Sandrine Lablanche、Pierre-Yves Benhamou、Capucine Arnol、Laetitia Gredy、Thibaut Divoux、Olivier Stephan、Abdelkader Zebda 和 Boudewijn van der Sanden，发表于2024年11月《生物材料进展》。DOI：10.1016/j.bioadv.2024.213980