סיבי אלקטרוספרון הופיעו כפלטפורמת שינוי בטיפול בפצע, המציעה רכב טונובל בדיוק לשחרור מבוקר של סוכנים טיפוליים.על ידי חיקוי מטריצה חוץ סלולרית Native ואספקת שטח משטח גבוה להטעינה לסמים, אלה ננופיברווס מזרקות מאפשרות אספקה מתמשכת של אנטיביוטיקה, גורמי צמיחה, ותרכובות נגד דלקתיות ישירות באתר הפצע.

מה הם סיבים אלקטרוספניים?

אלקטרוספינינג הוא תהליך תכליתי, מונע על ידי שדה חשמלי שמייצר סיבים רצופים עם קוטרים החל מעשרות ננומטרים לכמה מיקרומטרים.במבנה טיפוסי, שדה חשמלי גבוה מתח גבוה מוחל על פתרון פולימרי או להמיס באמצעות מדמ"ג טבעי חזק (לעתים קרובות) המדבקים על גבי אספן מוגן, עובר במהירות מתיחה מהירה ונצנצנצנצנצוץ אווירינית כדי ליצור נפח אווירי דם גבוה (אורד) באופן קבוע 10 גרם לעתים קרובות גבוה יותר (מ"ל) גבוה יותר).

יתרונות של אלקטרוספנס סיבים ב Wound Healing

תלבושות אלקטרוספנס מציעות מספר יתרונות ייחודיים על מוצרי טיפול פצעים מסורתיים כגון gauze, hydrogels, או כיפוף לחביות:

  • (FLT:0) שטח פני השטח גבוה ו porosity:FreaLT:1) רשת ננופיברווס ממקסימה את יכולת הטעינה של תרופות ומאפשרת החלפת גז יעילה (oxygen ופחמן דו חמצני) תוך קליטת הפצע עודף.
  • (FLT:0Mimicry of the תוספת cell matrix:BuildFLT:1) הפיברנוס טופוגרפיה מעודדת קריטרוציטים וגירסת fibroblast, אנגוגנזה, ושיקום מחדש של ההשתלה.סביבה ביומטית זו מאיצה את המעבר מן השלב הדלקתי לשלב הפרו-חיים של הריפוי.
  • (FLT:0) ביו-דידה ואמינות: אנדרט 1:1 מגוון רחב של פולימרים טבעיים וסינטטיים ניתן לעבד, שרבים מהם מחלחלים לא-toxic מוצרים שהם מטבוליים או מפורחים.
  • (FLT:0) שחרור מתמשך וממושך:FreaLT:1 (בניגוד לממשל הבולוס (למשל, משחות נושא), סיבי אלקטרו-ספאון יכולים לספק תרופות בקצב מוגדר מראש במשך ימים או שבועות.זה שומר ריכוזים טיפוליים במיטה תוך צמצום תדירות ביצוע.
  • (FLT:0) תכונות מכניות וגופניות: היערכות סיבית: היערכות סיבית, קוטר, עובי, וקומפוזיציה כימית ניתן להתאים כדי להתאים לסוגים מסוימים של הפצעים - למשל, מזרונים גמישים עבור מפרקים, פיגומים עבים יותר לפצעים כרוניים עמוקים, או מבנים מעוכבים עבור שחרור עצום של תרופות מרובות.

שוחררה ב Wound Healing

היכולת לתכנן קינטיקה שחרור סמים היא ככל הנראה התכונה המשכנעת ביותר של בגדי סיבים אלקטרוספניים.שליטה משחררת טיפול מקומי, מפחיתה רעילות מערכתית, ומשפרת את תאימות המטופל.עיצוב פרופילים שחרור כזה תלוי בתכונות פולימרים, מאפייני סמים וסיבים מורפולוגיה.

מכניזם של סמים משחרר

שחרור תרופות מ סיבי אלקטרו-ספאון מתרחש באמצעות אחד או יותר מהמנגנונים הבאים:

  • (FLT:0)Diffusion מבוקר שחרור: FLT:1 מולקולות התרופות מתמוססות או מפוזרות בתוך מטריקס פולימרי ממטריקס diffuse דרך רשת הסיבים לתוך הסביבה שמסביב (החומרה) עבור פולימרים שאינם מורדים, שחרור לאחר הזמנה ראשונה או קינטינים Fickian. Core-shellspinning יכול לייצר מאגר (מרכז סמים) כי לאט פיזור ומוצרים קצרי אפסיים.
  • (FLT:0) שחרור מבוקר:FLT:1 כמו פולימרים ביו-דידלדיים - כגון חומצה פולי (חומצה פולית-co-glycolic) או פוליcaprolactone (PCL) - hydrolyze או לעבור נזימטית cleavage, matrix s ושחרר תרופות מלכדות.
  • (FLT:0) שחרור מבוקר מבוקר:FLT:1 hydrophilic פולימרים (למשל, ג'לטין, אלג'ינאטה) סופג נוזל פצע, swell, ויוצר שכבת הידרוג שפועלת כמחסום דיפוזיה, להאט את שחרור טרנסנדנט.
  • (FLT:0) ,Stimuli-responsive שחרור: Elementph1 למערכות סיבים מתקדמות משלבות פולימרים או תוספים מגיבים לסימנים מיקרו-סביבה כגון pH (פצעים כרוניים הם לעתים קרובות אלקליין), טמפרטורה, פעילות אנזים (למשל, מאטריקס מתכתלופרוטמינים), או ריכוז גלוקוז.

גורמים המשפיעים על פרופילים

עיבוד ופרמטרים חומריים רבים יכולים להיות מותאם כדי להשיג קינטיקה שחרור הרצוי:

  • סיבים סיבים (סיבים קטנים יותר יש שטח פני השטח גבוה יותר ושחרור מהיר יותר)
  • שיטת טעינה לסמים (הופנה מהדף Coaxial לעומת מודעות משטח)
  • Polymerקומפוזיציה (hydrophilic /hydrophobicמאזן)
  • צפיפות קרוסלינקינג (Higher crosslinking) מפחיתה נפיחות ושחרור איטי)
  • שטף וסיבים ( סיבים מזוינים עשויים לאפשר שחרור כיוון)

חומרים המשמשים אלקטרוספנינג עבור ריפוי ound

בחירת הבסיס הפולימריא הוא קריטי כי הוא קובע ביו-תחרותיות, שיעור ההשפלה, השלמות המכנית, והתאמה לסמים. הן פולימרים טבעיים וסינטטיים משמשים באופן נרחב, לעתים קרובות בשילוב כדי למנף את התכונות המשלימות שלהם.

פולימרים טבעיים

  • (FLT:0)Collegenve:FLT:1; החלבון המבני העיקרי של ה- ECM. אלקטרוספגנדנדנדנדזאן מקדם את החתך התאי, הגירה, ו- Hemostasis. עם זאת, השפלה מהירה וכוח מכני גרוע לעתים קרובות דורשים צומת (למשל, באמצעות EDC / HS) או ערבוב עם פולימרים סינתטיים.
  • (FLT:0) צ'יטוסאן: 1.10 דרבירד מצ'יטין, שינטוסאן הוא ביו-אי-תואמים, ביו-דידנטי, ובעל פעילות אנטימיקרוביאלית פנימית פנימית נגד חיידקים ופטריות.טבעו הלשוני מאפשר אינטראקציות אלקטרוסטטיות עם תרופות או גורמי צמיחה , מתן שחרור מתמשך.
  • (FLT:0)Gelatinigtin: 1FLT:1 Denatured קולגן, ג'לטין הוא מים soluble ואלקטרוספגון בקלות.זה מציג תאימות תאים מעולה אבל מתפתל במהירות; חצה עם גלוטאראלדה או genipin מרחיבה יציבות.
  • (FLT:0) אלג'ינראט: 1FLT:1 Anionic פוליsaccharide מן הים כי צורות הידרוג'ל בנוכחות של cations די שווים (למשל, Ca2+). סיבי אלקטרוספגון אלט ג'ין משמשים לניהול exudate וכנושאות עבור תרופות הידרופיליות וגורמי צמיחה.
  • (FLT:0)Silk fibroin:FLT:1 חלבון טבעי מ cookons משי עם כוח מכני יוצא דופן, השפלה איטית, ודלקת מינימלית. סיבי סיבי סיביר הועסקו בלבושות ארוכות טווח וכדפוסים עבור התחדשות רקמות.

פולימרים סינתטיים

  • (FLT:0) חומצה פולית (PLAura): 1 A degradable polyester נגזר משאבים מתחדשים.PLA סיבים מציעים תכונות מכניות טובות ותהליךיות, אבל לשחרר מוצרים של השפלה חומצית שעשויה להוריד את ה- pH המקומי.
  • (FLT:0) חומצה גליגלית (PGA) ו-PLGA:FreaLT:1 PGA degrades במהירות; copolymerization with PLA (PLGA) מאפשר להפחתה של מחצית החיים מימים עד חודשים. PLGA הוא תקן זהב במחקר מבוקר.
  • (FLT:0)Polycaprolactone (PCL): irFLT:1 ; פוליסטר למחצה עם שיעור ההשפלה איטי (חודשים עד שנים) ואלסטיות טובה.סיבים PCL משמשים לעתים קרובות עבור שמלות לטווח ארוך, יציבות או כמו תמיכה מבנית בשילוב עם פולימרים מהירים יותר.
  • (FLT:0) פוליביויניל אלכוהול (PVA): ראטל:1 ; פולימר שאינו תואם מים שניתן לקשור ליצירת הידרוגלס. pVA אלקטרו-ספאון מזרקות משמשים בדרך כלל עבור לחות לחות מחודדות ושחרור סמים מיידי.
  • (FLT:0) פובליאורטן: FLT:1hil מספק גמישות רבה וחמצן חדיר; סיבים פוליאורטן מפוסלים משמשים בנשימות פצע אלסטומריים התואמים את צורות הפצע הבלתי סדירות.

חומרים משותפים ו היברידיים

כדי להתגבר על המגבלות של פולימרים בודדים, החוקרים לעתים קרובות לשלב פולימרים טבעיים וסינטטיים. לדוגמה, ג'לטין / PCL תערובת משלב את הביואקטיביות של חלבונים טבעיים עם העוצמה המכנית של פוליסטרים סינתטיים. Addits כגון nanoparticles זכוכית ביואקטיבית, צינורות פחמן ננוtubes, או חלקיקים מתכתיים (sil, תחמוצת אבץ) יכול להקנות אנטי-מיקרובי, 000, או תכונות אלקטרואקטיביות אחרות של חומרים (דלקתיים) או שילוב של חומרים אחרים של חומרים).

יישומים קליניים ומחקרים נוכחיים

תלבושות אלקטרוספנס נבדקו עבור מגוון רחב של סוגי הפצע, מתחומים כירורגיים חריפה למול סרטן סוכרת כרונית ופצעי כוויות נגועים. סוכנים טיפוליים מרכזיים נמסר:

אנטיביוטיקה

כדי למנוע או לטפל בזיהומים הפצעים, סיבי אלקטרוספון כבר טעון עם אנטיביוטיקה רחבה-ספקטרום כגון gentamicin, ciprofloxacin, vancomycin, או tetracycline. שחרורו סוסטנטיד מפחית את הנטל החיידקי ללא ריכוזי שיא גבוהים אופייניים של ניהול מערכתי.

גורמי צמיחה

(ב) גורם גדילה אפידרמאלי (rhEGF), גורם צמיחה בסיסי פיברבפלסט (bFGF), וגורם צמיחה דו-חמצני (VEGF) משולב בגלימות אלקטרו-ספאן (FGF) מכיוון שחלבונים אלה סגרו מחצית חיים קצרים: 0in vivoFalphal ReLT:1, שחרור מבוקר הוא חיוני בדוגמת סוכרתית הראו סיבים מתקדמים (Freicial) אשר הראו שיפור משמעותי ב-Fladation) ו-Fladation) באופן משמעותי ב-FLT2FLT1.

סוכני אנטי דלקת

Steroidal (dexamethasone) ולא סטראידאל (ibuprofen, כורכומין) תרופות נגד דלקת דלקת הם בדרך כלל טעון בחומרי ההלבשה.C.L /chitosan סיבים הוכח להפחית ציטוקונים פרוטפלוריים ולקדם התכווצות הפצע במודלים בוערים.

חומרים אנטי-מיקרוביאליים ופליטות טבעיות

בגלל התנגדות אנטיביוטית עולה, peptides אנטימיקרוביאלי (למשל, LL-37, defensins) ו תמציתי צמחי (למשל, אלוורה, פרופוליסות, שמנים אתריים) הם צוברים תשומת לב. אלקטרוספינינג משמר את הביואקטיביות של תרכובות רגישות אלה, המציע אלטרנטיבה אנטיביוטיקה קונבנציונלית.

סוכני הירוסט

עבור פצעים טראומטיים או כירורגיים, סיבי אלקטרוספון המוסטטיים עמוסים בkaolin, שיטוסאן, או thrombin להשיג במהירות את קרישת הדם.

אתגרים ומגבלות

למרות התקדמות משמעותית, כמה מהמכשולים מונעים תרגום קליני נרחב של בגדי פצע אלקטרוספון:

  • (FLT:0)איכותיות: FLT:1 (האלקטרוSpinning) מעבדה מייצרת קטן (למשל, 10×10 ס"מ) הזדווגים בקט נמוך (0.1-1 g/h) מערכות בקנה מידה תעשייתי כגון multi-jet או אלקטרוסמנטנינג מיותר נמצאים בפיתוח אך לעיתים קרובות סובלים מאיכות חוסר עקביות, בעיות התאוששות, ועלויות גבוהות.
  • (FLT:0) והתאמה מחדש: ibph:1 גורמים סביבתיים (השעירה, טמפרטורה) ופרמטרים תהליכים (מתח, קצב זרימה, מרחק) חייבים להיות נשלטים בקפידה כדי להבטיח התחדשות אצווה אל תוך-בטן.
  • שחרור:0 [השחרור]: שחרור מיידי של שבריר סמים משמעותית (לעתים קרובות 20–50% בתוך השעה הראשונה) הוא בעיה נפוצה.אסטרטגיות להפחית את השחרור - ספינים, עיגולים, או ציפוי - מורכבות ועלויות.
  • (FLT:0) ,Rilization ויציבות: FLT:1 שיטות sterilization של האמנה (למשל, gamma irradiation, ethylene oxide) עלולים להפיג פולימרים או denature שביר biologics. שיטות חלופיות (על- CO2, אלקטרונים) דורש אופטימיזציה זהירה עבור כל חומר.
  • (FLT:0) רגולציה ובקרה איכותית: FLT:1; מכשירים רפואיים מסוג III דורשים התאמה קפדנית של שחרור סמים, ביו-תחרותיות, ו סטריליות.הקמת שיטות מבחן סטנדרטיות עבור FLT:2in vitrophph3 שחרור ננופיבר נותר תחום פעיל של מדע רגולטורי.
  • (FLT:0) ניהול וביצועים מכניים:FreaLT:1 ; אדים אלקטרוספונים יבשים יכולים להיות מתפתלים או מטורפים, מה שהופך את היישום קשה. חלק מהלבושות דורש שכבת גיבוי או חיזוק (למשל, סרורגים, סרטים) כדי לשפר את התנגדות הדמעות.

כיוונים עתידיים ולבוש חכם

הבאדור אלקטרו-ספאן תלבושות שואפות להתמודד עם אתגרים אלה באמצעות חדשנות בחומרים, במבנה ובפונקציונליות:

Stimuli-Responsive (Smart) Systems

תלבושות להגיב ל- pH הפצע, טמפרטורה, אנזימים, או מטבוליטים חיידקיים יכולים לספק טיפולים טיפוליים על הביקוש.לדוגמה, פולימרים עמידים ב- pH (למשל, אודזה, פולי(חומצה מיתקלית) משחררים אנטיביוטיקה רק כאשר הפצע הופך להיות נגוע והופך להיות מסובב והופך את alkaline.co-responsivesivesivesivesivesivesives המכיל אינסולין או גלוקוז הם נבדקים עבור פציעות סוכרת.

בגדים מורכבים

שילוב של שחרור מבוקר עם גירוי חשמלי (באמצעות פולימרים מוליכים כמו פוליאנילין), דור חמצן (באמצעות סיבים חד-חמצני), או טיפול פוטוותרמי (באמצעות ננוגדות זהב) יוצר "כל אחד" תלבושות שמטפלים בהיבטים מרובים של ריפוי בו-זמנית.

רפואה אישית

3D אלקטרוspinning וטכניקות ייצור תוספים (למשל, היתוך אלקטרוילר) מאפשר ייצור של בגדי הפצע הספציפיים לחולה עם צורות מותאם אישית, נטייה סיבים, ושחרור תרופות ⁇ s. תאים או גורמי צמיחה יכול להיות משולב עבור טיפול אוטולוגי.

המונחים: Kinetics

שחרור Zero-order, שחרור pulsatile, ושחרור עצום של סוכנים מרובים (למשל, אנזים מרתיעים ראשונים, אז אנטיביוטיקה, גורמי צמיחה) מושגים באמצעות רב-שכבות וארכיטקטורה ליבת-שלווה.תוכנית שחרור אפשרי באמצעות מיקרוצ'יפס מוטבע או פולימרים בצורת-מרוני הוא גם באופק.

תרגום קליני ותרגום

שותפויות התעשייה-אקדמיה מניעות ייצור בקנה מידה פיילוט וניסויים קליניים.מחקרים אנושיים בשלבים המוקדמים (למשל, FLT:0a ניסוי של גורם צמיחה מבוסס PLGA עבור ulcerss venous ulcersuaFLT:1) הראו בטיחות ויעילות ראשונית.

מסקנה

סיבי אלקטרוספרון מייצגים פלטפורמה מאוד מתאימה לשחרור מבוקר של סוכנים טיפוליים בריפוי הפצע.היכולת שלהם לחקות את הממטריקס החוץ-סלולארי, יחד עם קינטיקה שחרור סמים טונובל, הופכת אותם לעולים על ההלבשה המקובלת בניהול זיהום, דלקת, והתחדשות רקמות.מחקר ממשיך לטפל בדרגות, שחרור פרץ, ופרסום מורכב באמצעות ארכיטקטורות מתקדמות וחומרים חכמים עם מחקרים קליניים ותהליך אלקטרו-סומטי מתמשך, שיפור אופטיקה, שיפור אופטיקה, טיפולי טיפולי טיפול תרופתי, ובסופו של טיפול תרופתי, הופכים לפציעות סטנדרטיות, ובסופו של טיפוליות סטנדרטיות, ובסופו של טיפוליות, ובסופו של דבר לקצבות, שיפור יעילות טמפרטורות סטנדרטיות, הן הופכות טיפוליות, שיפור טמפרטורות טמפרטורות קומפקטיות, ואפקטים לקצבות, טיפוליות, טיפוליות, שיפור טמפרטורות טיפוליות, טיפוליות, טיפוליות, טיפוליות, ובסופו של טיפוליות, ואפקטים לקצבות טיפוליות, ובסופו של טיפוליות, טיפוליות, ובסופו של טיפוליות, טיפוליות, טיפוליות, ובסופו של דבר הופכות טיפוליות, ובסופו של טיפוליות, ובסופו של טיפוליות, ובסופו של דבר הופכות טיפוליות, ובסופו של דבר הופכות טיפוליות קומפקטיות טיפוליות,