מדענים בוחנים דרכים חדשניות לקדם את חידוש הרקמות ותיקון.גישה מבטיחה אחת כרוכה בשימוש חלקיקים מגנטיים לשלוט בצמיחה ובארגון של תאים vascular. טכנולוגיה זו יכולה להפוך את הרפואה רגנרטיבית על ידי מתן הדרכה מדויקת של היווצרות כלי דם, מענה לצרכים קריטיים בריפוי הפצע, תיקון איברים וטיפול במחלות איסכמיות.

הבנה של חלקיקים מגנטיים

קומפוזיציה ונכסים

חלקיקים מגנטיים מורכבים בדרך כלל של ליבות תחמוצת ברזל, כגון מגנטיט (Fe3O4) או maghemite ( ⁇ -Fe2O3), אשר מציג התנהגות סופר-פרמגנטית חזקה בטמפרטורת החדר. חלקיקים אלה, לעתים קרובות החל מ 10 עד 100 חלקיקים בקוטר, יכול להיות מדבק עם פולימרים ביולוגיים לא מתאימים, סיליקה, או זהב כדי לשפר יציבות, למנוע הדבקה, ומאפשרים תגובה מגנטית עם תאים קטנים עם גודל מגנטיים.

כמה חלקיקים מגנטיים ננו-חלקיקים אינטרקט עם תאים

כדי להנחות תאים פולשניים, החוקרים בדרך כלל פונקציונליים חלקיקים מגנטיים עם ligands כי נקשר קולטנים ספציפיים על המזכר התא.לדוגמה, נוגדנים מיקוד חלקיקים רירית vascular endotal Growth factors או integrins יכול להיות דחוס על פני השטח nanoparticle. לאחר המצורף, התאים הופכים מגיבים לשדות מגנטיים. כאשר שדה מגנטי הוא מיושם בדיוק על ידי תאים לא יציבים או מופעלים זה מופעלים של תאים לא יציבים.

בימוי התנהגות תאים וחילונית

תאים אנדלוסיאליים ורשתות אנדרוקולאריות

תאים וחילוניים, במיוחד תאים נוסטליים שתואמים את הקירות הפנימיים של כלי דם, הם היסוד אנגיגוגנזה - היווצרות של כלי דם חדשים מן הקיימים.בהנדסת רקמות, יצירת רשתות vascular פונקציונליות נשאר צוואר בקבוק גדול כי תאים חייבים להיות מסודרים בדפוסים מדויקים כדי ליצור פטנט, צינורות מתפתלים. nanoparticles מציעים פתרון: על ידי טעינה תאים של קצה עם חלקיקים אלה החליקטיביים החליקים מגנטיים, מאפשר שיפור מסלולי בנייה ישיר ומכוונים.

מכניזם של מגנטיות

המנגנון הבסיסי מסתמך על הכוח המגנטי של מגנטית המופעל על תאים ננו-חלקיק-מבולדים.כאשר שדה מגנטי ⁇ מוחל, חלקיקים - ובכך התאים הנושאים אותם - ניסיון כוח תרגום לעבר אזורים של צפיפות פלוקס מגנטית גבוהה יותר, על ידי עיצוב השדה המגנטי באמצעות מערךים של מגנטים קבועים או אלקטרומגנטים, מדענים יכולים ליצור רמזים מורכבים לדוגמה, צורך בתאים מגנטיים כגון קירור, יכול לגרום לתאים מגנטיים כגון מתכתיים.

יתרונות על שיטות מסורתיות

ביקורת ו- Spatiotemporal control

גישות מסורתיות להובלת צמיחת תאים פולשנית מסתמכות על ⁇ ביוכימיים, רמזים טופוגרפיים מפסלים, או גירוי מכני.בעוד יעיל, שיטות אלה לעתים קרובות חסרות את היכולת להתאים באופן דינמי את ההכוונה בזמן אמת. חלקיקים מגנטיים מאפשרים שליטה לא מגע, תצורה מחדש: הכיוון והעוצמה של השדה המגנטי ניתן לשנות באופן מיידי, ומאפשרים לחוקרים לשנות את ה-Crejectortretretretretretretsy-re-re-retre-re-reperic-expreperic-reperic-repera-reperreperatrics-repertreperatrics כדי ליצור תבניות מורכבות במיוחד עבור תבניות זה הוא צורך ייחודי.

מניפולציות לא פולשניות

מכיוון ששדות מגנטיים חודרים לרקמות ביולוגיות ללא העצמה משמעותית, הדרכה תא nanoparticle-מתווך ניתן ליישם מחוץ לגוף באמצעות מגנטים חיצוניים. in vivo, זה אומר כי בניית תאים מושתלים עם חלקיקים מגנטיים ניתן לנווט מחוץ לגוף באמצעות מגנטים חיצוניים.אין צורך התערבות כירורגית לתאי הדבקה, צמצום טראומה וסיכון זה הוא קריטי עבור יישומים מינימליים כגון תאים פולשניים כגון אלה הם אלה.

Agiogenesis

על ידי מדריך פעיל תאים פולשניים לאזורים ספציפיים, חלקיקים מגנטיים יכולים להגביר אנגוגנזוגנזיס שבו הוא נחוץ ביותר. במחקרים פרה-קליניים, החל שדות מגנטיים לתאי אנדלוליים של חלקיקים-חלקיים מובלים על ידי חלקיקים, הביא לרשתות צמיגים צפופות יותר מאורגן יותר מאשר פקדים לא מודרך.הצמיחה מבטיחה כי כלי שיט חדשים להתחבר עם המארחת, ביעילות רבה יותר חמצן ואספקה ללידה זו, כדי להפחית את הרקמות משופרות, לאחר פגום.

מחקר ויישומים נוכחיים

ריפוי מדהים

פצעים כרוניים, כגון סרטן חולי סוכרת ופצעי לחץ, סובלים לעתים קרובות מאספקת דם ירודה.חוקרים פיתחו תלבושות פצע מבוססי חלקיקים מגנטיים המשחררים תאים נואוליים כאשר שדה מגנטי מוחל חיצוני. במודלים של בעלי חיים, גישה זו מואצת באופן משמעותי סגר הפצע והגבירה את צפיפות של קפסולות פונקציונליות בתוך הרקמות החיסרון.

חידוש איברים

ברפואה רגנרטיבית, יצירת איברים שלמים במעבדה דורשת רשתות פולשניות מורכבות כדי לקיים את הדרישות המטבוליות של כרכים גדולים רקמות. חלקיקים מגנטיים מציעים כלי כדי לעצב תאים נוטלאליים בתוך הפיגפיים איברים מאוישים או מבנים bioprinted. לדוגמה, על ידי הטמעת חלקיקים מגנטיים ביו-חרקים ושימוש בשדות מגנטיים כדי לארגן אותם במהלך הדפסה, החוקרים יצרו vascular ו-Birated-aveyated-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to- ⁇ s-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to- ⁇ s- ⁇ -to-to-to- ⁇ כדי לשפר את היכולת לשחזר כלי- ⁇ s- ⁇ - ⁇ - ⁇ - ⁇ - ⁇ - ⁇ - ⁇ - ⁇ -to- ⁇ - ⁇ -to- ⁇

טיפול פסיכולוגי

מעבר להתחדשות, nanoparticle הדרכה נחקרת לטיפול במחלות פולשניות כמו מחלת עורקים היקפית ו Ischemia איבר קריטי. בתנאים אלה, זרימת דם מופחתת מובילה למוות רקמות.אספקת תאים פרו-אנגיוגניים המתווים עם חלקיקים מגנטיים לאזור האנכימי והחזקתם במקום עם מגנטי חיצוני יכול לקדם צמיחה מקומית, שיקום תאים מוקדמים-שלביים הם מעצימים את הטיפול התרופתי עם יעילות תאים אלה עם טיפול מגנטיים.

אתגרים וניסיונות מתמשך

זמינות ושקיפות

הבטחת כי חלקיקים מגנטיים הם בטוח לשימוש אנושי נשאר אתגר עיקרי. בעוד תחמוצת ברזל נחשבת בדרך כלל ביו-אי לא עולה בקנה אחד, חומרים ציפוי ותפקוד פני השטח יכול להשפיע על תגובות החיסון וניקוי לטווח ארוך. nanoparticles חייב להיות מתוכנן להימנע ggregation, מצמצם את phagocytosis, ובסופו של דבר להיות מפורץ או מטבולית ללא גרימת מתח חמצון.

עריכת סקרים ותרגום קליני

המעבר מספסל מעבדה ועד מיטת השינה כרוך בהגדלת הייצור של חלקיקים עקביים, סטריליים ופיתוח מערכות אספקה מגנטיות אמין שדה מגנטית שדה.כיום, רוב הניסויים משתמשים אלקטרומגנטים מותאם אישית או מגנטים קבועים שיוצרים ⁇ שדה מספיק עבור מחקרים קטנים בעלי חיים.עבור חולים אנושיים, מגנטים גדולים וחזקים יותר נדרשים ליצור כוחות יעילים בתוך הגוף.בנוסף, חששות לגבי חימום חלקיקים תחת שדות מעוקלים אלה הם טיפול קפדני של חומרים מגנטיים (מדומים) הם צורך לטפל בחומרים (מדומים (מתאים) ומדענים).

אופטימיזציה של מערכות שדה מגנטיות

כדי להשיג הדרכה מדויקת תאים בשלושה ממדים, תצורה מגנטית מתוחכמת נדרשים.חוקרים מפתחים מערך של מגנטים קבועים או אלקטרומגנטים עם משוב מבוקר מחשב לתאי היגוי לאורך מסלולים מתוכנתים. הדמיה בזמן אמת (למשל, MRI) יכול להיות משולב עם מניפולציה מגנטית לעקוב אחר תאים מחוסנים חלקיקים ולהתאים את ההכוונה לסביבה תגובה.

פרספקטיבה עתידית

השדה של nanoparticle-Mosciated גידול תאים הוא מתקדם במהירות. הדור הבא חלקיקים עשויים לשלב מיקוד, הדמיה, פונקציות טיפוליות - מה שנקרא סוכניםranostic - המאפשר הדרכה תא בו זמנית ניטור של vascularization. מערכות רב-ממדיות המשלבות חלקיקים מגנטיים לתוך פיגומים חכמים או הידרוגלס יכול לספק הן הנחיות מבניות והן רמזים פעילים, בנוסף לטכניקות גירוי מגנטיות אחרות.

כמו פרופילי בטיחות לשפר וטכנולוגיות שדה מגנטיות בוגר, יישומים קליניים צפויים להתרחב מעבר לריפוי הפצע ואיזומיה לכלול טיפולים עבור דלקת קרום Myocardial, שבץ, ומחלות vascular היקפית. בטווח הארוך, היכולת לזמר במדויק את ההרכבה של תאים vascular יכול לטעון את הבנייה של איברים bioengineerated כולו, צמצום ההסתמכות על התורמות בעוד אתגרים, נשאר החידושים האנרגטיים, ישארגנטיים פוטנציאל הנדסה, ישארגנטית, ישאר, ישאר את המגנטיות, יש פוטנציאל הנדסה, ישארך, יש פוטנציאל הנדסה, ישאר, יש פוטנציאל הנדסה, ישארך, ישאר, ישאר.

לקריאה נוספת, ראה ביקורות עדכניות על חלקיקים מגנטיים באנגוגנזה (FLT:0(Nanoטכנולוגיה) NLT:1, יישומים קליניים של טיפול סלולרי מודרך מגנטית:2 (התקדמות בדיקות אספקת תרופות) , איור 3, ועקרונות עיצוב עבור מעדנים מגנטיים שדה מגנטיים של ®FLT:4(Physics in Medicine &)Falture:5:5: