人工胰的现状与发展

        糖尿病是世界范删临床常见病。全球现有患者135亿人，发病率仍在继续t升，估计到2025年全球糖尿病患者人数将达到3亿人。发展中国家糖尿病人将以200%的 倍率增加。我国糖尿病率较10年前增长了50%。糖尿痫患者只有严格控制血糖稳定至接近正常水平，才可防止或推迟，雌性合并症的发生发展。
        常规胰岛素疗法不能维持糖 尿病患者的血糖长期维持稳定地接近正常水平，也就不能防止并发症的发生发展。凼而急'锦；研制能模仿胰腺生理分泌功能的人工胰用以维持完善的咀糖调节。 20世纪60年代美国制成不锈钢原型植入式肤岛素注射泵。70年代初Clemens和 Pfeiffer制成个闭路人工胰，町自动实叫测知人体血糖水平反映到人工胰而随时调控注射所需的胰岛索，因而维持i糖接近正常水平。1979年此种装置试用于人体。80年代初各处研究工作者将不同厂商制造的电子注射泵植人人体，90年代人工胰更臻完善。

        目前，人工胰按构造可分两大类，即机械人工胰和混合型（半生物）人工胰。

        （一）机械人工胰
        组成有葡萄精传感器、微汁算机、胰岛索注射泵。葡萄糖传感器能实时的、快速 而精确的测知人体血中的葡萄糖浓度，微计算机能制定胰岛索（或葡萄糖或胰高血糖 索）的注入程序，是指令键。对传感器感知的血糖浓度以动态法精确计算出需要补充 的胰岛索（或葡萄糖）量（若血中胰岛索水平高，血糖水平低于正常时，则补充葡萄糖或胰高I札糖索）。指令输注泵将储存器中的胰岛索或葡萄精按计算得的量向患者体内 注入。这种具有完整反馈系统的人工胰，完全模拟了人体的生理反应，称为闭路人工 胰。与闭路人L胰相比较，尤传感器，只有微计算机和注射泵，不完全地模拟人体生理功能没有完整的反馈系统，称为开路人工胰。分体外型和植人型两种。

        (1)传感器。血糖连续测定装置。应能对血中葡犄糖浓度反应迅速、精确、特异 性强、长期稳定。Upidk、Bessman，Clemens、Gough等研制r酶电极传感器；Soetdner、 Bessman、Clark等研制燃料电池划葡萄糖传感器；Peterson、Schulttz研制了光学的葡萄糖传感器。各类各种葡萄精传感器各有其优缺点，但迄今尚无比较理想的满足临床应 用的传感揣。

        (2)控制部分。计算机系统需具备校正血糖值测定的延迟反应时问、血糖值预测 程序、血糖值实时控制、胰岛素注入程序、注入胰岛素后如发生低血糖则补注入葡萄 糖或胰高血糖素的程序以及参数变换程序。 (3)胰岛素泵。释放胰岛素并将之注人人体，此装置有注射器型、蠕动及活塞型等。

        (4)贮液器。贮藏胰岛素的容器，因人工胰种类，应用时间而容积不同。 闭路人工胰的安全性、准确性、稳定性尚有问题，已制成床侧型人工胰体积大， 能短期待续使用7天，町用于临床急救。体内植入型人工胰各种条件要求极高只研制了试验用装置。尚无商品。 开路人工胰有体外型和体内型两种，美国、日本和德国已制成商品出售供患者应用。开路人工胰美国制商品有Autosyringe ASC6、Autosyringe AS6MP等，日本制商品有Nikkiso K K Myfuser、Nippro KK SPS等，德国制商品有Siemens promedors El等。开路植入式人工胰美国制商品有Infusaid Corp Norwood Mass 100、Wusaid Corp Norwoddk等，德 国制商品有Simens AC Erlarigen等。 
        人工胰的给药途释有皮下、腹腔、静脉。f J脉内途径有发生血栓的危险性，尚未临床应用。皮丁输注胰岛素吸收不规则与常规胰岛素注射无异，连续输注部位可发生 皮肤结节、脂肪萎缩、脂肪增生，感染率高。腹腔输注后有一部分胰岛素为门脉所吸 收，效果与静脉输注胰岛素相似，关于腹腔内导管粘连的危险性问题，尚待进一步研究解决。有人认为静脉输注胰岛素有发生血栓静脉炎及脓毒血症的危险。但其他研究者连续使用长达3年，未曾发牛脓毒血症或帆栓形成。恒定基本注入量装置静脉内 输注胰岛素效果好。尤其对胰岛素有耐药性的极不稳定糖尿病患者更为适用。 
        机械人工胰临床应用上尚存在一砦问题。胰岛素有形成大分子及原纤维的生理化学特性，运动和体温能促进其进程，由此易致导管堵塞及在贮液器中聚积。胰岛素单 体活性大，聚合后效价降低。Fl前尚无法完全避免胰岛索形成原纤维及聚合。部分 解决的办法足政性胰岛素，如：胰岛素中加盐酸使p 7.2降至5 5（胰岛素的等电 点），使可溶性锌胰岛索迅速结晶。此种胰岛素较现有的其他胰岛素均稳定；再如：加 入表面活性剂Genapol（为环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物）可中和胰岛索的pH，能避 免酸性腐蚀胰岛素泵的金属部件。
        但少数应用中仍发现有聚积，效果不甚理想。还有 在胰岛素中添加高浓度甘油（80% - 85%），可明显减少它的聚积，临床少量病例应 用，未见不良反应。单体胰岛素用硫酸处理，虽有报道，但会降低胰岛素的生物活性，不宜推广应用。 胰岛素注射泵及导管材料必须具备良好的组织相容性，从文献及临床应用情况看 钛及硅橡胶相容性好；聚四氟乙烯、尼龙因溶剂扩散而变硬，故不宜长期使用；聚氨日自组织反应小，具有扩散特性，也不宜做胰岛素导管及贮液器；聚乙烯的缺点为张力 小、抗扭曲性差，一般极少应用。近年还开发了脉冲式注射泵，其对材料的要求更严格。

        （二）混合型（半人工型）人工胰 
        为避免移植异体或异种组织引起排异反应，以高分子半透膜将动物胰岛活组织与 宿主组织或血液隔绝。曾研制了扩散室型，是以高分子半透膜制成小扩散室，内装动物胰岛，移植入糖尿病模型动物的腹腔。20世纪80年代曾在13名糖尿病患者皮下及腹腔植入封有尸体胰和活体胰岛的扩散室。有个别患者不需再注射胰岛素。90年代开发了中空纤维型装置，它将动物胰岛细胞封人中空纤维，置于糖尿病动物的腹主动脉 或外髂静动脉间做分流管，观察到能在短期内使患病动物维持正常血糖。Lim F和SunAM用海藻酸钠一聚赖氨酸一海藻酸钠( APA)微囊包埋法制成包囊胰岛。
        APA微囊壁 是一层半透膜，抗体、淋巴细胞等高分子物质不能通过，从而避免r受体免疫系统攻 击微囊内的胰岛，因而移植包囊胰岛不带免疫抑制剂。氧、葡萄特及其他胰岛存活所需的营5物质及胰岛分泌的激索（主要为胰岛索）可以自由通过，以利于胰岛在微囊 内长期存活，并对囊外物质（如葡萄糖）浓度做出应答，根据绎包膜透八的血液中糖 浓度分泌胰岛素透至囊外，以调节血糖浓度。APA所用的材料都是无毒性的天然高分子材料，长期植入人体安全可靠。APA衷面带有负电荷，因此具有蘸好的生物相容性。 
        目前胰岛分离采用胶原酶灌注法，用火鼠、猪胰岛可制成0.25 - 0.45mm 的微囊。 体外研究交替变换培养液葡萄糖浓度，低糖( 100mg%)时，胰岛素分泌减少；高糖（300mg%）时，胰岛索分泌增加。此种微囊植入糖尿病动物（小鼠、大鼠、猴）模型，均能有效的将血糖降至正常水平，同时能测到糖化血红蛋白等牛化指标均恢复正常。 APA微囊胰岛移植仍存在一些问题有待解决，主要是胰岛分离、纯化方法有待改进，以便获得足够量的活性胰岛。其次微囊胰岛移植基础研究，如微囊膜及囊内胰岛的代谢产物投其对受体的影响；小分子免疫介质对供体胰岛的影响；移植胰岛可能存 在的病原微生物学研究等都是非常重要的课题。 
        近年提出采用犬、猪等大动物胰岛的分离、纯化和包埋试验以期解决r提供大鼙胰岛来源的问题。特别是猪和人的胰岛索分子结构大致相同，只有一个氨基酸不同， 而且不同种属来源的胰岛素生物活性很接近，用猪的胰岛包囊移植给人类从原理上讲是完全可以的，是极有希望用于临床的方法。但病原微生物学的问题有待深入研究加以明确，否则也难以推广应用。