研究背景:胰岛移植是目前治疗糖尿病的最佳办法之一,由于其具有永久替代胰岛素注射、安全以及并发症较少的优势,被认为是未来能够彻底治愈糖尿病的主要方式。皮下位点的胰岛移植由于操作简便、术后检测方便而备受关注。但由于胰岛分离纯化过程中破坏了其内部的微循环系统,导致移植后无法立即恢复血运,同时由于皮下血运及供氧的不良,造成了术后早期胰岛细胞大量死亡。本实验拟设计一种可预先植入皮下组织的生物材料支架,形成充分血管化的移植位点,同时通过缓慢的氧气释放减少因早期缺氧而造成的胰岛死亡。本研究应用3D打印技术及具有生物相容性的L-丙交酯和D,L-丙交酯共聚物材料,设计制造了可用于皮下胰岛移植的生物材料支架,利用EDC/NHS/肝素静电吸附血管内皮生长因子（VEGF）、聚己内酯（PCL）包封过氧化钙（CPO）等方法使支架稳定释放VEGF和氧气。我们分析了 VEGF-CPO支架在体外的理化性质,并探索了在皮下预先植入3D打印VEGF-CPO支架对移植胰岛早期存活及功能的影响。研究方法:通过3D打印自主设计、制造适宜纳入移植胰岛的生物材料支架,支架经EDC/NHS/肝素处理后可静电吸附并释放VEGF,同时利用PCL包封CPO材料使支架缓慢释放氧气。体外实验中,我们通过扫描电镜（SEM）分析了肝素化支架的表面特征,并使用甲苯胺蓝法定量分析支架上所结合的肝素的量,明确了肝素化支架结合VEGF的能力。同时利用Elisa法分析每日释放的VEGF的量,并通过低氧培养分析支架的氧气释放能力。此外,我们还评估了支架的血管化能力及对胰岛细胞的影响。我们使用胶原酶P分离、提纯大鼠胰岛并进行胰岛移植,体内实验分组包括:（1）VEGF-CPO支架组（VEGF-CPO组）;（2）普通支架组（Scaffold组）;（3）单纯皮下移植组（Subcutaneous组）;（4）假手术组（Sham组）;（5）正常大鼠组（Naive组）。连续15日监测各组大鼠的每日非禁食血糖值并进行腹腔糖耐量实验（IPGTT）,最后取材进行移植物组织病理分析。结果:支架在体外的分析结果表明,支架为直径10 mm的圆柱,中部为孔径0.2 mm的网状结构。电镜下对比显示未经肝素化处理的支架表面光滑,与肝素化的支架有显著的差异,甲苯胺蓝染色后肝素化支架呈深蓝色,定量分析EDC/NHS结合的肝素平均为34.82±0.91 μ9,约为自然吸附的6.5倍。VEGF定量分析表明支架每日释放VEGF约2224.24±151.44pg,持续14天。此外,0.25%的CPO支架稳定释放氧气10日,并且显著改善胰岛细胞的活性。糖尿病大鼠胰岛移植后,VEGF-CPO组在第2日开始降低血糖,平均11.17±2.04天降至正常范围,同时糖耐量实验与正常大鼠组基本趋同,表明植入的胰岛细胞能够改善糖尿病大鼠的血糖水平。Scaffold组及Subcutaneous组未达到正常血糖水平,糖耐量试验欠佳。Sham组和Naive组的血糖水平较之前无明显变化。HE染色、CD31及胰岛素免疫组化分析显示,VEGF-CPO组支架内部有明显的血管生成,并且能够观察到支架内的胰岛细胞团。结论:利用3D打印技术设计、制造的VEGF-CPO生物材料支架具有相对稳定的特性,能保持持续的VEGF和氧气释放,有助于改善皮下移植位点的血管化不足,同时减少因缺氧造成的移植胰岛早期死亡。通过在糖尿病大鼠体内预先植入VEGF-CPO支架,可以有效的促进糖尿病大鼠皮下的血管化,同时降低大鼠的血糖水平。