研究人员开发出一种技术，可将含有分泌胰岛素的胰腺细胞的线状装置植入皮下。这种装置能逆转小鼠的1型糖尿病，而且不需要服用抗排斥药物。有朝一日，这种装置可以替代胰岛素注射。
1型糖尿病患者体内的免疫系统会攻击并破坏胰腺中产生胰岛素的细胞，即胰岛细胞，从而阻止胰岛素的分泌，导致患者必须终生注射胰岛素或使用胰岛素泵。
康奈尔大学和阿尔伯塔大学的研究人员合作创造了一种皮下植入物，既能分泌胰岛素，又能避免植入设备可能产生的免疫反应。
该研究的通讯作者之一马明麟（音译）说："多年来，我收到了很多家长和患者的电子邮件和求助，1型糖尿病是一种非常糟糕的疾病，很多儿童都患有这种疾病。因此，我们真的很认真地想把它推向临床应用，推向有影响力的领域。"
2017年，康奈尔大学农业与生命科学学院（CALS）的Ma开发出了"胰岛植入藻酸盐纤维线"（TRAFFIC），这是一种可拆卸的尼龙线植入物，内含数十万个胰岛细胞，由一层薄薄的藻酸盐水凝胶涂层保护，并插入腹腔。2021 年，该植入物的更强大版本问世，可有效控制小鼠血糖长达六个月。
马的植入物吸引了美国加州大学糖尿病研究员詹姆斯-夏皮罗的注意，他创造了一种方法，将胰岛细胞植入皮下通道，然后应用免疫抑制来保护它们。
这项研究的另一位通讯作者夏皮罗说："我对Ma的方法的优点很感兴趣，因为它避免了免疫抑制的需要，我想知道我们是否可以把我们的两种创新策略结合起来，提高细胞的存活率。事实上，它成功了！通过将两者结合起来，它确实改善了移植细胞的皮肤部位，而无需使用抗排斥药物。"
由此产生的合作成果就是SHEATH，即皮下寄主藻酸盐线。
SHEATH 植入过程分为两步。首先，将一根医用尼龙导管插入皮下，并在皮下停留四到六周。导管会引发受控的异物炎症反应，导致导管周围形成密集的血管网。移除导管后，基于藻酸盐的胰岛细胞播种装置就会插入已经形成的口袋或通道，周围的血管会为胰岛细胞提供所需的氧气和营养。
"这条通道非常适合我们的设备，"马说。夏皮罗打了个比方："这就像一只戴着手套的手。把东西放在皮下比放在腹部要容易得多，创伤也小得多。它可以在门诊进行，所以你不必住院。它可以在局部麻醉下完成"。
在糖尿病小鼠体内植入 SHEATH 系统后，病情得到了逆转，而无需使用免疫抑制剂。实验表明，该系统具有长期逆转糖尿病的强大能力，一些小鼠的高血糖纠正时间超过了190天。此外，该系统还可以根据血糖水平的升高，取出并更换失效的植入物。换上新的植入物后，血糖水平恢复正常。
为了证实该系统的可扩展性，研究人员成功开发了在迷你猪体内实施 SHEATH 方法的程序，包括植入物的插入、移除和更换。
研究人员承认，尽管SHEATH系统的功能很有前途，但在临床应用方面还需要克服更多的挑战。具体来说，需要确定可接受的导管长度，并确定解剖学上合适的植入部位。
Ma说："我们面临的挑战是，要让这些胰岛细胞在体内长期保持功能是非常困难的，因为装置会阻塞血管，但众所周知，体内的原生胰岛细胞会与提供营养和氧气的血管直接接触。该装置的设计方式使我们可以最大限度地进行营养物质和氧气的大量交换，但我们可能需要提供额外的手段来支持细胞在大型动物模型和最终患者中的长期功能。"
这些'额外手段'可能包括在设备中加入持续的氧气供应。Ma已经成立了一家新的康奈尔分拆公司Persista Bio，开发一种单独的装置，为细胞提供额外的氧气。
尽管面临这些挑战，研究人员仍希望未来版本的植入装置能使用两到五年才需要更换。
这项研究发表在《自然-生物医学工程》杂志上。