浦項科技大學利用3D打印促進胰島素生成細胞的生長，推進糖尿病治療

2025年3月16日，南極熊獲悉，韓國浦項科技大學（POSTECH）的研究團隊成功開發(fā)出一種名為“HICA-V”的先進3D生物打印平臺。該平臺能夠模擬真實的胰腺環(huán)境，為胰島細胞的生長提供與自然狀態(tài)相似的條件。這一突破性研究工作發(fā)表在國際知名期刊《自然通訊》上。

△相關研究題目為“定制胰島特異性微環(huán)境的生物打印，以促進干細胞來源的胰島成熟”（傳送門）

浦項科技大學機械工程系、生物技術系、IT融合工程系教授Jinah Jang指出：“我們開發(fā)的定制胰島細胞平臺，通過精確復制真實胰腺的結構和功能，促進了人工胰島細胞的成熟和功能提升。該平臺不僅有望在糖尿病研究和藥物開發(fā)中發(fā)揮關鍵作用，還將在提高胰島細胞移植治療效率方面起到至關重要的作用�！�

△圖片展示了3D打印技術在醫(yī)學領域的應用，包括利用患者自身細胞和生物材料制備個性化組織或器官，用于疾病治療和藥物反應分析

利用生物打印技術創(chuàng)建一個特定的器官微環(huán)境

糖尿病是一種由于胰腺功能障礙導致血糖調節(jié)失常的慢性疾病。胰腺中包含著負責分泌胰島素的胰島細胞，一旦這些細胞受損，血糖水平就難以得到有效控制，從而增加了患病的風險。目前，科學家們正在探索如何通過干細胞技術制造胰島細胞，但要讓這些人工制造的細胞達到與自然胰腺細胞相同的生理功能，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

針對這一情況，研究人員開發(fā)了一種定制平臺，使胰島細胞能夠在與真實胰腺相似的環(huán)境中生長。研究團隊利用來自實際胰腺組織的層粘連蛋白和膠原蛋白IV等蛋白質制作出生物墨水，并使用3D生物打印技術生產出平臺HICA-V。生物墨水是一種含有細胞和生物材料的特殊墨水，用于通過3D生物打印機形成人體組織。

△對含有膠原蛋白和去細胞化細胞外基質的生物墨水進行深入的蛋白質分析

定制胰島細胞平臺精確地排列了胰島細胞和由干細胞衍生的血管，幾乎完美地復制了真實胰腺的結構。通過實驗，研究人員證實，在HICA-V平臺上培養(yǎng)的胰島細胞產生了更多的胰島素，并表現(xiàn)出與真實胰島細胞相似的功能。這些細胞通過增加有助于與周圍細胞更好連接的蛋白質，從而提高了它的功能。

此外，浦項科技大學的研究團隊還測試了該平臺在模擬糖尿病環(huán)境下的反應，成功地復制了體內的病理反應，例如炎癥相關基因表達的增加。這表明這個平臺可以作為研究糖尿病治療和疾病機制的重要工具，還能為個體化的藥物開發(fā)和疾病機制研究提供更多可能性。