有效控制I型及中晚期II型糖尿病的关键在于实时的监测血糖浓度并适时的注射胰岛素,这种方式不仅降低病人的生活质量而且不能精准控制胰岛素的剂量。与之相比,能快速响应血糖升高并持续性释放胰岛素的人造闭环系统是一种更好的选择,这种系统被称为人工胰腺。然而,对于生物相容性良好的可植入人工胰腺装置来说,做到快速响应性和持续性释放依然是一项巨大的挑战。本课题将以伴刀豆球蛋白体系(Con A)为基础的葡萄糖响应性胰岛素载药微球与可降解壳聚糖水凝胶集成在一起设计构建基于药物支架形态的人工胰腺,目标是保持载药微球的快速葡萄糖响应性基础上实现持续性胰岛素递送。主要研究内容:(1)通过等温滴定量热法分析Con A,葡萄糖以及改性右旋糖酐(Dex-GMA)间的亲和性,计算出载药微球中ConA和Dex-GMA的合适配比,以实现葡萄糖响应性;(2)基于乳液交联的微流控法或高速剪切搅拌法制备胰岛素载药微球,对比研究载药量,制备速度,固化程度等因素而最终选择高速剪切搅拌法;(3)基于3D打印或模具法制备人工胰腺,通过研究壳聚糖浓度,支架结构,支架载药量等因素而最终选择模具法。结果表明:(1)通过葡萄糖响应性刺激释放和持续性释放实验,证明人工胰腺具备载药微球的葡萄糖响应性且持续性释放胰岛素12天后仍然保持葡萄糖响应性,释放出的胰岛素具备活性;(2)人工胰腺在溶菌酶作用下一周内降解15%,快于未负载载药微球的壳聚糖支架;(3)人真皮成纤维(HDF)细胞在人工胰腺上培养7天中表现出良好的细胞相容性。因此本课题设计制备的人工胰腺在胰岛素的递送方面有很大的应用前景。