张雷教授课题组研发新型水凝胶 助力人类攻克1型糖尿病

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日前，天津大学张雷教授课题组成功研发了一种新型的水凝胶材料。这一新材料具有高效抗生物粘附和“免疫屏蔽”能力，其构建的“人造胰岛”糖尿病小鼠体内实现长效控糖，有望成为1型糖尿病患者的福音。相关研究成果已经在国际权威期刊《先进功能材料》最新一期发表，并申请了中国发明专利。

1型糖尿病是困扰全球3000万患者的慢性代谢疾病，目前尚无根治手段。“每天定时注射外源性胰岛素”的传统疗法不仅给病人带来痛苦和经济负担，长期甚至会导致威胁生命的并发症。植入“人造胰岛”是一种有望从根本上治疗1型糖尿病的方法。“人造胰岛”是将健康胰岛包埋在生物材料中，植入患者体内以替代失去功能的胰岛，从而彻底摆脱对外源性胰岛素的依赖。然而，人体免疫系统对外来移植物会产生强烈排异反应，目前能够躲避免疫系统“甄别”的材料极为稀少。缺乏能够躲避免疫识别、长效包埋维持胰岛活性、实现快速稳定血糖调控的新材料，是人类攻克1型糖尿病的技术瓶颈。

新型水凝胶构建的“人造胰岛”在糖尿病小鼠体内控糖机理示意图

天津大学张雷教授课题组针对这一问题，创造性地提出“平衡电荷抗污原理”，成功研发新型水凝胶材料，这种水凝胶不仅能够高效无损包埋胰岛，而且能够长期维持包埋胰岛的活性和正常的胰岛素分泌功能，其构建的“人造胰岛”在复杂的体内环境下，仍能有效抵抗生物粘附及免疫识别，最大程度降低人体免疫排异反应，如同给胰岛穿上一件“隐身衣”。据实验结果显示，将新型水凝胶制造的“人造胰岛”移植到糖尿病小鼠腹腔，小鼠血糖在2天内快速降低到正常水平，并且在实验期间稳定维持至少150天。而此前研究人员经常使用的纯海藻酸钠水凝胶组则通常需要在移植5-7天后，才能使血糖恢复到正常水平，并且仅维持约20天。“与传统水凝胶及其衍生物相比，我们的新型水凝胶在降糖速度、控糖时间和稳定性方面均具有显著优势。”张雷教授介绍道。

据了解，这种新型水凝胶成本低、易制备，有利于扩大生产，在细胞治疗、组织工程等医药健康领域具有广阔前景。

张雷，南开大学教授，博导，系主任，中组部“国家青年##”，国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”，教育部“新世纪优秀人才”、新教师基金，天津市“青年##”，天津市基金，天津大学“北洋学者-海外杰出青年人才”等。