一个国际研究团队利用创新生物墨水成功3D打印出具有完整功能的人类胰岛,并在2025年欧洲器官移植学会(ESOT)大会上公布了这一突破性成果。该技术有望为1型糖尿病(T1D)患者提供更有效且微创的治疗选择。
研究人员使用了一种特制生物墨水,其主要成分是海藻酸盐和脱细胞人胰腺组织。通过这种墨水,他们精确打印出了负责胰岛素生产的人类胰岛细胞团。打印出的胰岛结构致密稳定,在培养中存活超过三周,并展现出对葡萄糖刺激的持续响应能力和胰岛素分泌功能,显示出巨大的临床应用潜力。
与传统胰岛移植需要复杂手术不同,3D打印的胰岛组织可以通过小切口结合局部麻醉的方式,轻松植入患者皮下。由于墨水直接使用了真实人类胰岛细胞,这一技术为糖尿病患者,尤其是1型患者,提供了更有效、侵入性更小的潜在治疗方案,未来有望显著减少对外源胰岛素注射的依赖。
克服生物打印瓶颈: 为了保护脆弱的胰岛细胞在打印过程中的完整性,团队开发了精密可控的打印工艺:采用低压(30 kPa)和慢速(20毫米/分钟)设置,显著降低了机械应力,成功保留了胰岛的原始结构和功能,解决了早期生物打印的关键难题。
实验室实验显示,生物打印胰岛存活率超90%且状态良好,其在响应葡萄糖时释放的胰岛素量优于传统胰岛制备;至第21天,打印胰岛对血糖水平的敏感性和反应性增强,表明移植后潜在有效性;打印结构保持形状稳定,避免了凝结或分解。
此外,3D打印结构的多孔设计增强了氧气和营养向胰岛的输送;该结构不仅维持细胞健康,还促进血管化。
Perrier博士指出:“这是首批在生物打印中使用真人胰岛(非动物细胞)的研究之一,结果极具前景;意味着我们更接近开发出‘即用型’糖尿病疗法,未来或可消除胰岛素注射需求。”
团队正在动物模型中测试生物打印结构,并探索冷冻保存等长期存储方案以使疗法普及;同时致力于将该方法应用于其他胰岛素来源(如干细胞衍生胰岛或猪源异种胰岛),以解决供体短缺问题。