1型糖尿病（T1D）是由于机体的防卫系统攻击胰腺中产生胰岛素的β细胞所引起的一种自身免疫性疾病,常见治疗手段如胰岛素注射易引起血糖异常波动,而全胰腺移植则存在供体短缺及免疫排斥等问题。近年来,利用可渗透隔离的半透膜将外源性β细胞封装保护的生物人工胰岛已成为新的研究热点,过去已有的封装膜材包括基于水凝胶的微囊以及基于聚合物、无机微纳孔膜的封装大胶囊等。纳米多孔金作为一种新型材料,其生物惰性、独特的微纳连通孔结构特性,在生物医学应用中脱颖而出,但很少有研究报道其作为生物人工胰岛的渗透隔离膜材料的相关应用。本研究利用脱合金法制备的纳米多孔金,组装了一种基于其渗透隔离效应的细胞封装装置。通过体外细胞实验证明了封装装置能够维持内部胰岛细胞的活力和功能正常;建立数学模型模拟装置内细胞的代谢反应与扩散过程,探究免疫隔离胶囊对细胞胰岛素分泌的影响,通过改变膜材特性及细胞排布等方案指导优化生物人工胰岛的设计。具体开展工作下:1.通过脱合金法获得纳米多孔金,使用扫描电子显微镜、纳米CT扫描仪对其形貌、孔特性进行表征,得到平均孔径678.4 nm,孔隙率37%的开孔结构np-Au薄片。通过波尔兹曼格子法推导得到微纳孔材料的相对扩散系数RD,用于描述np-Au的渗透效果。2.将纳米多孔金作为渗透隔离膜设计组装成可容纳活细胞生存的封装装置,验证该细胞封装装置具有维持细胞活力和胰岛素分泌功能的能力。选用小鼠胰岛瘤β细胞及小鼠胰岛,将细胞装载于封装装置内,活-死细胞双色荧光染色法表明,包封装置内细胞能够实现在7天内维持生存活力;酶联免疫吸附法（ELISA）测量体外静态葡萄糖刺激胰岛素分泌响应实验表明,被封装的细胞能够正常地响应外界刺激并分泌胰岛素。3.基于葡萄糖和氧浓度的胰岛素分泌的细胞模型,构造装载此特性细胞的渗透隔离封装装置,使用有限差分法构建静态的溶质扩散场,模拟体外条件下葡萄糖刺激被封装细胞的胰岛素释放特征。模拟结果显示,构建的细胞封装装置能够达到控制血糖和胰岛素水平的目的。通过调整封装材料膜参数,及装载细胞的密度等条件探究细胞封装装置的优化设计方向,表明应设计具有取向性的孔结构以及紧贴渗透膜壁的细胞分布以改善细胞封装装置的生理响应效果。