糖尿病是一種全球范圍內影響超 5 億人的復雜疾病，傳統胰島素治療無法治愈，胰島移植受供體短缺、免疫排斥等限制。同時，當前糖尿病治療面臨體外和體內模型預測能力差等問題。來自荷蘭烏得勒支大學醫學中心的 Riccardo Levato 教授團隊在《Trends in Biotechnology》上發表Bioprinting and synthetic biology approaches to engineer functional endocrine pancreatic constructs” 為題的綜述。文章總結了生物打印功能性內分泌胰腺的研究領域進展，涵蓋細胞來源、生物材料、打印技術等方面，探討了當前生物打印技術與合成生物學在該領域的進展，提出了通過生物打印與合成生物學的融合，有望開發出先進體外模型和可移植的功能性胰腺組織，為糖尿病治療帶來新希望的觀點。
 

1. 生物打印內分泌胰腺對抗糖尿病：一項古老但仍未解決的疾病難題
      糖尿病全球肆虐，傳統胰島素治療無法根治，胰島移植也因供體不足和免疫問題受限。現有治療模型缺陷明顯，而生物打印技術有望突破困境。它能精確構建復雜多細胞系統，模擬胰腺微環境，為糖尿病治療帶來曙光，開啟再生組織移植和新藥篩選的新方向。
2. 構建內分泌胰腺的生物打印方法
      3D 生物打印在胰腺構建領域潛力無限，擠出式、噴墨式、激光輔助式等方法各有優劣。擠出式應用廣泛卻受速度和剪切力制約，DLP 打印則被速度拖后腿。VBP 技術異軍突起，打印快速且應力小，還能與其他技術聯用，可構建含血管和神經的復雜胰腺模型，推動研究邁向新高度。
 

3. 胰腺生物打印和生物工程的細胞基礎模塊
胰島細胞來源是研究關鍵。原代人胰島獲取困難且有諸多弊端，永生細胞系和豬胰島也存在不足。PSCs 雖能提供充足胰島來源，但分化的細胞成熟度欠佳。胰島周圍細胞微環境對胰島功能影響重大，生物打印多細胞結構可模擬體內環境，患者特異性支持細胞能降低移植排斥風險。
 

4. 胰島培養用生物墨水 / 生物樹脂的選擇
選擇適配的生物材料對生物打印功能性內分泌胰腺起著決定性作用。水凝膠類生物墨水各有千秋，藻酸鹽有纖維化風險，GelMa 表現較好。dECM 能營造天然微環境，在多種打印技術中發揮作用。選擇生物墨水時，必須權衡免疫保護和胰島功能等多方面因素。

5. 內分泌胰腺生物打印與合成生物學：走向融合的領域
組織工程和生物打印構建的組織與體內真實組織存在差距，合成生物學可精準調控細胞行為。二者融合能精準控制細胞和類器官環境與行為，比如借助合成生物學基因電路控制細胞分化和胰島素釋放，為胰腺組織工程帶來創新性變革。
 

總結與展望
     糖尿病治療依舊困難重重，生物打印和組織工程雖前景廣闊，但 PSCs 分化、生物材料選擇、免疫排斥等問題亟待解決。未來需優化 PSCs 分化方案，深入研究組織工程對胰島的影響，推動生物打印與合成生物學融合，促使生物打印胰腺組織早日應用于臨床，為糖尿病患者帶來新希望。

文章來源：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.03.041

(責任編輯：admin)

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