糖尿病是一种十分常见的代谢类疾病，会严重影响患者的生活质量。近年来，随着器官移植技术的兴起，胰岛移植也成为糖尿病治疗的新选择。但与此同时，有关胰岛移植术式也遇到了难题，那就是胰岛细胞在移植术后很快便会失去生理活性。

　　再生医学网获悉，近日，来自斯坦福的研究者们在Science子刊上发表题为：《Localized drug delivery graphene bioscaffolds forcotransplantation of islets and mesenchymal stem cells》的文章，报道了关于三维支架用于胰岛细胞移植的最近工作进展。研究者们开发了一种可植入的石墨烯生物支架，这种支架具有良好的生物相容性并且可以携带地塞米松(Dex)，使其成为局部消炎药传递平台，避免常规静脉注射地塞米松的全身性的副作用，同时能够精确地调节移植微环境中的炎症反应。

　　另一方面，这种生物支架含有可以容纳细胞的孔隙，可以用来移植胰岛细胞，也可以容纳其他细胞。在此研究中，研究者们就通过共移植胰岛和间充质干细胞(AD-MSCs)来提高胰岛细胞的存活率。之所以采取共移植的原因是，AD-MSCs能够分泌可溶性因子到其周围的微环境中，促进血管生成，减少炎症，并调节固有和适应性免疫系统，从而帮助胰岛移植、存活以及恢复移植后的功能，使胰岛具有更好的结构组织、血管重建和减少炎症。

　　在本研究中，研究者们使用化学气相沉积(CVD)方法合成了三维石墨烯生物支架，然后通过聚多巴胺(PDA)纳米层用Dex涂层对其功能化，优化Dex的浓度，使其具有抗炎作用而不影响细胞功能。这种石墨烯生物支架由相互连接的大孔组成，足以在其晶格中均匀容纳胰岛和AD-MSCs，这也能防止细胞聚集，确保胰岛的更均匀分布，提高它们生存率的同时保留其功能性。

　　由于其孔径分布(100-400 m)与胰岛细胞大小(通常在100-400 m之间)匹配，所以在本研究中选用了薄石墨烯生物支架。此外，通过优化的DEX的浓度为0.5 w/v%。首先，研究者们在体外环境中，把胰岛细胞与石墨烯-DEX生物支架共育，探究胰岛细胞的生存状态。实验表明，石墨烯-DEX生物支架可以明显减少胰岛细胞的聚集并提高生存率。

　　石墨烯-DEX成功制备和表征后，它的效果如何？是否能使高血糖小鼠的血糖含量回归正常范围？研究者们就用石墨烯-DEX生物支架和石墨烯支架（没有DEX）分别对高血糖模型小鼠进行了移植胰岛细胞的手术（分别移植单独的胰岛细胞或者共移植胰岛细胞和AD-MSCs）。研究者们利用链脲佐菌素(STZ)处理后，所有动物模型都出现高血糖状态。通过胰岛移植后并检测30内的血糖变化，实验结果表明，利用石墨烯-DEX生物支架共移植胰岛细胞和间充质干细胞(AD-MSCs)的实验组的血糖最低，也就是移植效果最好，利用石墨烯-DEX生物支架只移植胰岛细胞，效果次之；石墨烯生物支架移植胰岛细胞，效果再次之；单独胰岛细胞移植最差。

　　相比之下，糖尿病小鼠，无论是单独接受胰岛或不使用Dex的石墨烯生物支架的胰岛，都无法在整个研究过程中恢复血糖控制。石墨烯-Dex生物支架移植单独的胰岛的糖尿病小鼠最初无法恢复血糖控制；然而在第14天，血糖得到了有效控制，并维持到研究的第30天结束。在评估对葡萄糖刺激的动态反应时，利用石墨烯-DEX生物支架共移植胰岛细胞和间充质干细胞(AD-MSCs)的实验组与其他所有组相比，30分钟空腹血糖值的峰值变化最小。葡萄糖负荷后120分钟，血糖值恢复到与基线(0分钟)相似的正常范围，表明糖耐量正常。在小鼠体内的生物支架提取出后，发现在脂肪组织内移植良好，没有粘连/纤维带。

　　此外，研究者们还发现，当胰岛细胞被移植到生物支架中时，胰岛与AD-MSCs共移植的数量显著高于单独移植的胰岛细胞。在单独移植胰岛细胞的动物模型中，几乎看不到完整的胰岛，胰岛素染色细胞分散在胰岛周围，而不是分布在离散的胰岛结构中。相比之下，石墨烯-DEX生物支架中单独移植的胰岛，或与AD-MSCs一起移植的胰岛细胞，可以保持其原有大小和球形形态，并保持其固有结构。在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中培养12周后，石墨烯-DEX生物支架的生物降解度为5.4%。植入后3个月，石墨烯-DEX生物支架与皮下组织融合良好。并且移植后，3个月的动物模型的血液分析显示：血糖没有显著升高仍在正常范围内。

　　综上，石墨烯-DEX生物支架能大大提高胰岛细胞的存活率，明显减弱移植手术后的炎症反应，使手术成功率更上一个台阶。这可能是未来的发展方向，不仅仅是胰岛细胞，在其他移植手术上也可以有更广泛的应用，促进了器官移植技术的进步。

　　炎症反应是导致移植胰岛细胞失去生理活性的主要原因，而如何对抗炎症反应就成为摆在科学家面前的头号难题。对此，再生医学网表示，该项研究成果的问世，就很好地解决了上述的难题。因此，从这一观点来看，该项研究成果的问世具有划时代的意义。