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Adv. Mater., Sep 23 2024, | https://doi.org/10.1002/adma.202408329
High-Efficiency, Prevascularization-Free Macroencapsulation System for Subcutaneous Transplantation of Pancreatic Islets for Enhanced Diabetes Treatment
Seunggyu Jeon 1, Jun-Ho Heo 1, Noehyun Myung 1, Ji Yeong Shin 1, Min Kyeong Kim 1, Hyun-Wook Kang 1
1Department of Biomedical Engineering, Ulsan National Institute of Science and Technology, 50, UNIST-gil, Ulju-gun, Ulsan, 44919, South Korea.
S.J., J-H.H., and N.M. contributed equally to this work.
Corresponding Author : Hyun-Wook Kang
Abstract
Pancreatic islet macroencapsulation systems for subcutaneous transplantation have garnered significant attention as a therapy for Type I diabetes due to their minimal invasiveness and low complication rates. However, the low vascular density of subcutaneous tissue threatens the long-term survival of islets. To address this issue, prevascularized systems are introduced but various challenges remain, including system complexity and vascular-cell immunogenicity. Here, a novel prevasculature-free macroencapsulation system designed as a multilayer sheet, which ensures sufficient mass transport even in regions with sparse vasculature, is presented. Islets are localized in top/bottom micro-shell layers (≈300 µm thick) to maximize proximity to the surrounding host vasculature. These sheets, fabricated via bioprinting using rat islets and alginate-based bio-ink, double islet viability and optimize islet density, improving insulin secretion function by 240%. The subcutaneous transplantation of small islet masses (≈250 islet equivalent) into diabetic nude mice enable rapid (<1 day) recovery of blood glucose, which remain stable for >120 days. Additionally, antifibrotic drug-loaded multilayer sheets facilitate blood glucose regulation by rat islets at the subcutaneous sites of diabetic immunocompetent mice for >35 days. Thus, this macroencapsulation system can advance the treatment of Type I diabetes and is also effective for islet xenotransplantation in subcutaneous tissue.
논문정보
- Research article
- 2024년 09월 (BRIC 등록일 2024-10-08)
- 국내 연구진
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