An intravascular bioartificial pancreas device (iBAP) with silicon nanopore membranes (SNM) for islet encapsulation under convective mass transport.
An intravascular bioartificial pancreas device (iBAP) with silicon nanopore membranes (SNM) for islet encapsulation under convective mass transport.
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血管内生物人工胰腺器件（IBAP），带有硅纳米孔膜（SNM），用于对流质量运输下的胰岛封装。
DOI：
10.1039/c7lc00096k
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发表时间：
2017-05-16
期刊：
影响因子：
6.1
通讯作者：
Roy S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Song S;Blaha C;Moses W;Park J;Wright N;Groszek J;Fissell W;Vartanian S;Posselt AM;Roy S
基于扩散的生物人工胰腺（BAP）设备受到胰岛活力差和功能差的限制，因为质量传递不足导致胰岛缺氧和延迟葡萄糖-胰岛素动力学。虽然基于血管内超滤的BAP设备具有增强的葡萄糖-胰岛素动力学，但这些设备中使用的聚合物膜提供的超滤液流速不足，导致过度血栓形成。在这里，我们报道了硅纳米孔膜（SNM），与聚合物膜相比，它具有更大的水力渗透性和更好的孔径选择性，可用于BAP应用。具体来说，我们证明了基于snm的血管内BAP具有~10和~40 nm孔径的膜，在体外对流条件下，在临床相关的胰岛密度（5,700和11,400 IE/cm2）下，支持高胰岛活力（bbb60 %）和功能（对葡萄糖刺激的胰岛素反应<15分钟）。在猪模型中使用~10 nm孔径的SNM进行体内研究，结果显示，在临床相关的胰岛密度（5,700 IE/cm2）下，胰岛存活率（>85%）较高，流出超滤液中c肽浓度为144 pM，对流下血液相容性良好。这些有希望的发现为未来治疗T1D患者的下一代全尺寸血管内装置的发展提供了见解。我们在猪模型中展示了基于硅纳米孔膜（SNM）的血管内生物人工胰腺（iBAP），该模型在对流运输下的临床相关细胞密度和血液相容性下显示出高胰岛活力和功能。
Diffusion-based bioartificial pancreas (BAP) devices are limited by poor islet viability and functionality due to inadequate mass transfer resulting in islet hypoxia and delayed glucose-insulin kinetics. While intravascular ultrafiltration-based BAP devices possess enhanced glucose-insulin kinetics, the polymer membranes used in these devices provide inadequate ultrafiltrate flow rates and result in excessive thrombosis. Here, we report the silicon nanopore membrane (SNM), which exhibits a greater hydraulic permeability and a superior pore size selectivity compared to polymer membranes for use in BAP applications. Specifically, we demonstrate that the SNM-based intravascular BAP with ~10 and ~40 nm pore sized membranes support high islet viability (>60%) and functionality (<15 minute insulin response to glucose stimulation) at clinically relevant islet densities (5,700 and 11,400 IE/cm2) under convection in vitro. In vivo studies with ~10 nm pore sized SNM in a porcine model showed high islet viability (>85%) at clinically relevant islet density (5,700 IE/cm2), c-peptide concentration of 144 pM in the outflow ultrafiltrate, and hemocompatibility under convection. These promising findings offer insights on the development of next generation of full-scale intravascular devices to treat T1D patients in the future. We present the silicon nanopore membrane (SNM) based intravascular bioartificial pancreas (iBAP) in a porcine model that demonstrates high islet viability and functionality at clinically relevant cell density and hemocompatibility under convective transport.
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影响因子：
--
作者：
Buchwald P
通讯作者：
Buchwald P
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作者：
Kim A;Miller K;Jo J;Kilimnik G;Wojcik P;Hara M
通讯作者：
Hara M
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Conlisk, A. T.;Datta, Subhra;Fissell, William H.;Roy, Shuvo
通讯作者：
Roy, Shuvo
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作者：
Gibly, R. F.;Graham, J. G.;Luo, X.;Lowe, W. L., Jr.;Hering, B. J.;Shea, L. D.
通讯作者：
Shea, L. D.
DOI：
10.1115/1.3108400
发表时间：
1988-02-01
影响因子：
1.7
作者：
JAFFRIN, MY;REACH, G;NOTELET, D
通讯作者：
NOTELET, D