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DOI: 10.1055/s-0038-1655189
Bioartifizielles endokrines Pankreas
Publikationsverlauf
Publikationsdatum:
25. Juni 2018 (online)

Zusammenfassung
Der Diabetes hat einen Anteil von etwa 2 bis 4% in der Bevölkerung von Westeuropa, wobei 20-25% der Patienten Insulin entweder bereits zu Beginn (Typ-I-Diabetes) oder nach Jahren der diätetischen bzw. mit Tabletten durchgeführten Behandlung (Typ-II-Diabetes) benötigen. Obgleich die Einführung des Insulins im Jahre 1922 die Lebenserwartung insbesondere der Typ-I-Diabetiker beträchtlich erweitert hat, sterben nach wie vor ca. 30% an schweren Spätkomplikationen während der Erkrankung. Der Typ-I-Diabetes, insbesondere inzwischen aber auch der Typ II, ist die Hauptursache für Erblindung und Nierenversagen, welches letztlich zur Dialysebehandlung führt bzw. eine Organtransplantation erforderlich macht. Patienten entwickeln darüber hinaus häufig Makro-und Mikroangiopathie sowie Neuropathie, also schwere Veränderungen an den großen und kleinen Blutgefäßen sowie an den peripheren Nerven, aber auch im Bereich des autonomen Nervensystems. Diese Prozesse, die auf verschiedenen pathogenetischen Mechanismen beruhen, insbesondere auf der Glykosylierung von Strukturproteinen mit entsprechender Funktionseinschränkung des Organs sowie auf Schädigungsmechanismen über den Polyol-Stoffwechselweg (osmotische Läsionen im Bereich der Retinakapillaren) , können durch eine nahe nor-moglykämische Diabeteseinstellung verhindert werden. Sie läßt sich tierexperimentell durch Inseltransplantation erreichen. Probleme der Verfügbarkeit von Inseln und der immunologischen Abstoßung führten zu der Vorstellung, einerseits auch tierisches Gewebe einzusetzen (z. B. Schweineinseln) und andererseits das Inselgewebe durch eine semipermeable Membran vor dem Angriff von Lymphozyten und Antikörpern zu schützen (sog. bioartifizielles Pankreas). Verschiedene implantierbare Modelle eines solchen bioartifiziellen Pankreas (BAP) werden beschrieben. Eine Abgrenzung der Inseln vom Blutgefäßsystem und damit vom Immunapparat des Organismus wird durch eine Ma-kroenkapsulation erreicht, andererseits kann auch die einzelne Insel durch eine sogenannte Mikroenkapsu-lation geschützt werden. Die Vor-und Nachteile der einzelnen Methoden werden kurz beschrieben.
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LITERATUR
- 1 Altman JJ. The bioartificial pancreas: Macroencapsulation of insulin secreting cells in hollow fibers. J Diabetic Complications 1988; 2, 02: 68.
- 2 Archer J, Kaye R, Mutter G. Control of Streptozotocin diabetes in Chinese hamsters by cultured mouse islet cells without immunosuppression: A preliminary report. J Surg Res 1980; 28: 77-88.
- 3 Ballinger WF, Lacy PE. Transplantation of intact pancreatic islets in rats. Surgery 1972; 72: 175-86.
- 4 Banting FG, Best CH. The internal secretion of the pancreas. J Lab Clin Invest 1922; 07: 251-66.
- 5 Calafiore R, Calcinaro F, Basta G, Falorni A, Brunetti R. Immunoprotection of islets within algin/polyaminoacid biomembranes. In: Proceedings of the »Workshop on Methods in Islet Transplantation Research« Bad Nauheim/Gießen. June 22-24, 1989 accepted for publication in Horm Metab Res 1990.
- 6 Chick WL, Like AA, Lauris V. Beta cell culture on synthetic capillaries : An artificial endocrine pancreas. Science 1975; 187: 847-48.
- 7 Constam GR. Sind die diabetische Angio-und Neuropathie vermeidbar?. Med Klin 1977; 72, 16: 695-702.
- 8 Federlin K, Bretzel RG, Schmidtchen U. Islet transplantation in experimental diabetes of the rat: V. Regression of glomerular lesions in diabetic rats after intraportal transplantation of isogenetic islets. Horm Metab Res 1976; 08: 404-06.
- 9 Hagedorn HC, Norman-Jensen B, Krakup NB, Wodstrup I. Protamine insulinate. J Am Med Ass 1936; 106: 177-80.
- 10 Helmke K, Freitag F, Schneider R, Laube H, Badenhop T, Federlin K. Islet cell transplantation in diabetic rats using diffusion chambers. In: Islet-Pancreas-Trans-plantation. Federlin K, Pfeiffer E, Raptis S. (Eds) New York: Thieme-Stratton; 1982: 45-48.
- 11 Hoffmann L, Mandel TE, Carter WM, Koulmanda M, Martin FIR, Campbell GD, McMillan N. A comparison between islet transplantation and prevention of renal complications in mice. Metabolism 1983; 32, 05: 451-56.
- 12 Kelly WD, Lillehei RC, Merkel FK, Idezuki Y, Goetz FC. Allotransplantation of the pancreas and duodenum along with the kidney in diabetic nephropathy. Surgery 1967; 61: 827-37.
- 13 Langerhans P. Beiträge zur mikroskopischen Anatomie der Bauchspeicheldrüse. Inaugural-Dissertation, Med. Fakultät der Friedrich Wilhelm-Universität. Berlin: Lange. 1869
- 14 Lauvaux JP, Pirart J. Diabetic retinopathy. A statistical study in 4400 diabetics. Relation to duration and control. Artifactual nature of »early« retinopathy. Diabetologia 1974; 10: 383.
- 15 Lim F, Sun A. Microencapsulated islets as bioartificial endocrine pancreas Science. 1980; 210: 908-12.
- 16 Mandrup-Poulsen T, Bendtzen K, Nerup J, Egeberg J, Nielsen JH. Mechanisms of pancreatic islet cell destruction. Allergy 1986; 41: 250-59.
- 17 Marble A. The natural history of diabetes. Horm Metab Res 1974; Suppl 4: 153-58.
- 18 von Minkowski O. Klin Wochenschr. 1892; 29: 90-94.
- 19 Orloff MJ, Macedo A, Greenleaf GE, Girard B. Comparison of the metabolic control of diabetes achieved by whole pancreas transplantation and pancreatic islet transplantation in rats. Transplantation 1988; 45: 307-12.
- 20 Reach G, Darqui S, Chicheportiche D. Implantations of microencapsulated islets of Langerhans into diabetic mice and rats. In: Proceedings of the »Workshop on Methods in Islet Transplantation Research« Bad Nauheim/Gießen. June 22-24, 1989; accepted for publication in Horm Metab Res 1990
- 21 Renardy M, Planck H, Trauter J, Zschocke P, Zekorn T, Siebers U, Federlin K. Membranes for a biohybrid pancreas. Int J Artif Organs 1989; 12, 09: 566.
- 22 Sibley RK, Sutherland DER, Goetz F, Michael AF. Recurrent diabetes mellitus in the pancreas iso-and allograft. Lab Invest 1985; 53: 132-44.
- 23 Siebers U, Bretzel RG, Planck H, Renardy M, Zschocke P, Zekorn T, Federlin K. Histocompatibility of artificial membranes used for immuno isolated islet transplantation. Int J Artif Organs 1989; 12, 09: 566.
- 24 Strautz RL. Studies of hereditary-obese mice (obob) after implantation of pancreatic islets in Millipore filter capsules. Diabetologia 1970; 06: 306-12.
- 25 Sun AM, O’Shea GM, Goosen MFA. Injectable microencapsulated islet cells as a bioartificial pancreas. Appl Biochem Biotech 1984; 10: 87-99.
- 26 Sutherland DER, Moudry KC, Fryd DS. Results of pancreas-transplant registry Diabetes 1989; 38 Suppl. 1: 46-54.
- 27 Tze WJ, Tai J, Wong FC, Davis HR. Studies with implantable artificial capillary units containing rat islets on diabetic dogs. Diabetologia 1980; 19: 541-45.
- 28 Tze WJ, Wong FC, Chen LM, O’Young S. Implantable artificial endocrine pancreas unit used to restore normoglycaemia in the diabetic rat. Nature 1976; 264: 466-67.
- 29 Woehrle M, Markman JF, Silvers WK, Barker CF, Naji A. Transplantation of cultured pancreatic islets to BB rats. Surgery 1986; 100: 334-41.
- 30 Zekorn T, Filip L, Mauer K, Doppl W, Bretzel RG, Federlin K. Difficulties in use of hollow fibers for a bioartificial pancreas. Diabetes 1989; 38 (Suppl 1) 298.
- 31 Zekorn T, Komp U, Bretzel RG, Federlin K. Islet transplantation in experimental diabetes of the rat. XI. In vitro tests on artificial membranes applied in islet transplantation. Horm Metab Res 1987; 19: 87-88.
- 32 Zekorn T, Siebers U, Bretzel RG, Federlin K. Protection of islets of Langerhans from Interleukin-1 toxicity by artificial membranes. Transplantation. 1990 (im Druck)
- 33 Zekorn T, Siebers U, Filip L, Mauer K, Schmitt U, Bretzel RG, Federlin K. Bioartificial pancreas: The use of different hollow fibers as a diffusion chamber. Transpl Proc 1989; 21 1: 2748-50.
- 34 Zekorn T, Siebers U, Schmitt U, Bretzel RG, Planck H, Renardy M, Trauter J, Zschocke P, Federlin K. Improvement of insulin diffusion by protein coating of membranes for use in a bio artificial pancreas. Proceedings of the 3rd International ITV-Conference on Biomaterials. Medical Textiles for Implantation. Stuttgart, June 14-16, 1989. Accepted for publication Springer, Heidelberg 1990