התקדמות חדשה בהנדסת רקמות פולשנית שיפרה באופן משמעותי את ההצלחה של השתלת הניווט, המציעה תקווה חדשה לחולים עם סוכרת מסוג 1. חידושים אלה נועדו ליצור רשת כלי דם תומך אשר משפר את הוא הישרדות ותפקוד לאחר השתלה. על ידי התייחסות למגבלה הבסיסית של אספקת דם לא מספקת, החוקרים משנים הליך שולי בעבר לטיפול פוטנציאלי.

הבנה של האי Pancreatic Islet Transplantation

השתלת פאניקה כוללת בידוד של תאי בטא המייצר אינסולין מ pancreases התורם ו infusing אותם לתוך הפורטל של מקבל.המטרה היא לשחזר את פרשת אינסולין אנדוגנית להשיג עצמאות אינסולין. הראשון שבוצע בהצלחה בשנות ה-70, ההליך צבר תאוצה לאחר פרוטוקול אדנטון (2000) הראה כי משטר immunosuppressiven ללא סטרואידים יכול להניב עצמאות מתמשכת עבור עד כה פחות או יותר מאשר אינסולין, עם זאת, פחות מ 50% שנים מאכזבות, אך ורק לאחר מכן, 000 שנים.

האתגר העיקרי הוא להבטיח שהתאים האלה יקבלו אספקת דם נאותה כדי לשרוד ולתפקוד ביעילות.ללא שחיקה נאותה, איים רבים מושתלים נכשלים, צמצום שיעור ההצלחה הכולל של ההליך. Islets הם מאוד פעילים מבחינה מטבולית ודורשים חמצן וחומרים מזינים המסופקים באמצעות שלב מיקרוסקופי צפוף - ב pancreas הילידים, כל אחד מהם ממוזג על ידי רשת מיוחדת של מחלות לב מטבוליות כי הם במהירות של אינסולין ו- 60% של מחלות דם.

יתר על כן, האתר הפנימי מציג מכשולים נוספים: המתח החמצן התחתון של הכבד (בערך 5-10 מ"מ כספית Hg בהשוואה לרמות הלבלבטיות של 40 מ"מ) מדגישים נוספים, והתגובה המיידית דלקתית תורמת למוות התא באמצעות שחרור ציטוקין והתקפות חיסוניות ישירות.

האתגר של Hypoxia באייט Transplantation

Hypoxia הוא ככל הנראה המחסום הגדול ביותר עבור גניבת כלים מוצלחת.כדורים Transplanted נחשפים למתחים חמצן נמוך בתוך הסינוסים הכבד, שבו הלחץ החלקי של חמצן הוא בערך 5-10 מ"מ כספית - הרבה מתחת ל - 40 מ"מHg כי תאי בטא אינם מספיקים במחבתות. Islets הם גם avas עבור 2-4 ימים הראשונים לאחר השתלת תאים טבעיים עבור דלקת מפרקים קריטית זה דורש תאים.

מחקרים הראו כי גם לאחר vascularization הוא שלם (בדרך כלל 7-14 ימים לאחר transplant), צפיפות של כלי שיט חדשים שנוצרו בתוך הגרה נשאר נמוך יותר מזה של איתונים ילידים.ה hypoxia המתמדת פוגעת גלוקוז-stimulated אינסולין הסודי, מפחית את תכולת האינסולין עבור תא, והופך את תאי בטא רגישים יותר להתקפה אוטואימונית או כל דחיית הסוכרת במהירות.

מקור: Vascular Tissue Engineering

הנדסת רקמות וסילקולרי מתמקדת בפיתוח רשתות כלי דם מלאכותיים שיכולים להשתלב עם רקמת המארחת.גישה זו מסייעת:

  • שיפור זרימת הדם לאיסטונים מושתלים מיד עם השתלת
  • ירידה בפציעות איסכמיות ולחץ hypoxic
  • שיפור הישרדות ותפקוד ארוך טווח
  • החלפה מהירה של מזון והסרת פסולת
  • תמיכה אדריכלות האילט ואינטראקציות תאים-תאים

על ידי הנדסה מיטה פולשנית ייעודית, מדענים יכולים ליצור מבנה השתלות כי מתנהג יותר כמו מיני-אורגן מאשר השעיה פשוטה תאים. אסטרטגיה זו גם מאפשר הכללה של תכונות הגנה, כגון immunoisolation membranes או גורם angiogenic ⁇ s, כדי לשפר עוד תוצאות.המטרה הסופית היא לייצר עודף-the-sheated הוא vulcularolated כי ניתן לחטוף או חנק קבוע (מדבקות).

אסטרטגיות קדם-אנרגיה

שתי גישות רחבות הופיעו בהנדסת רקמות פולשנית עבור השתלת הlet: (FLT:0prevascularizationFLT:1 של ספוג לפני שהוא מנבא, וFLT:2co-deliveryFLT: 3 של islets ו-vascular בתוך affold אשר מקדם היווצרות כלי רכב מושבה, כולל זרם דם מוקרן לאחר מכן, אשר מאפשר פגום בתוך פרק זמן קצר של שני ימים של דם מלוטש, אשר מאפשר פגום, אשר מאפשר פגום, אשר מאפשר פגום, לאחר מכן, 000 מהפך מימי מחלה מפוספסת דם מפוספסים, או מפוספסים.

אסטרטגיות קו-Delivery להטביע islets יחד עם תאים נוסטלליים, תאי גזע mesenchymal, או גורמים אגוגניים (למשל, VEGF, bFGF, PDGF) בתוך הפיגמנט ביו-חומרי.הפסל משמש תבנית לצמיחה בכלי שיט חדשים, עם תאים נוסטלימיים כדי לבנות מיקרו-דלקתיים פונקציונלי בעוד גישה זו היא דורשת רק תאים זעירים של מחזוריים מספיק לפני זמן אחד - רק כדי לסבול.

חידושים מרכזיים באיים וחילוניים

בעשור האחרון, כמה טכניקות מבטיחות יצאו להביא השתלת השקעים פולשנית קרוב יותר למציאות הקלינית.הסעיפים הבאים מפורטים את החידושים המשפיעים ביותר, כל אחד מהם מטפל בהיבטים ספציפיים של אתגר הvascularization.

3D Bioprinting

(הטבעת התלת מימדית) מאפשרת ייצור של מבנים תלת-ממדיים עם שליטה מרחבית מדויקת על מיקום התא והאדריכלות הספגנת (For isletplantation, החוקרים השתמשו בתבנית ביו-הדפסה המבוססת על מחזור של שכבות של סוללת הידרוג'ל ו- endotial cell-ladengel, ויצרו דפוס שבו נמצאים תאי אחסון אפשריים.

לאחרונה, ביו הדפסה מיקרו-השפעהית - שבו חומר מקודש מודפס ולאחר מכן הוסר לעזוב ערוצים חלולים - הותאם ליצור רשתות כלי דם בלתי ניתנות להשגה ישירות בתוך מספריים של סלקציה.ערוצים אלה יכולים להיות קושרים עם תאים נוסטליים מחובר למחזור החותלה, ומאפשר זרימת דם מיידית.

⁇ ⁇

Decellization כולל הסרת כל התוכן התאי של איבר התורם או רקמות תוך שמירה על ממטריקס החוץ (ECM) ואת הארכיטקטורה המקומית vascular אדריכלות.הנבל המתקבל מספק מסגרת טבעית של צמיחת כלי דם חדשים והוא בדרך כלל נסבל היטב immunosyly כי רוב חומר אנטיגני הוסר.עבור הוא השתלה, de cellizedcretic או matrices שימש כמו תאים מסובכים יכול להיות מוחזר עם תאים פגומים יכול להיות מוגמר עם תאים.

מחקר ציוני דרך של [26]00:0Song et al.veFLT 1 (2019) הראה כי גישה חולנית מפוסלת פלאקר יכול להיות recelled עם משטחים אנושיים ותאים נוסטליים, ויצרו יחידות של דלקת פונקציונלית ל-Samsto-vessels (בשיתוף פעולה עם עכברים סוכרתיים), המבנים משוחזרים ולאמוגלימיה בתוך שבועיים, עם גלוקוז דומים לבקרים (FGR) כגון:2GRicial) כדי להפחתת אתגרים חשמליים (Ftras)

פיתוח: growth factor Delivery

שילוב גורמים אגוגניים כדי לעורר היווצרות כלי דם סביב islets מושתלים היא אסטרטגיה משלימה שניתן לשלב עם גישות מבוססות ספוג או מבוסס תאים.שליטה שחרור של חלבונים פרו-אנגיוגניים ממיקרו-חלקיקים ביו-degradable או hydrogels מספק אות מתמשך כדי לארח תאים אנדואליים, מעודד אותם לעבור לתוך כלי שיט חדשים של קיגל (Gald), כולל גורם מרכזי (Galphicial Growth factor) ו-Feld (Geld), צמיחה (Galphiphiphalstral Growth) (Galstralstral) (Galstralstralstralstrellad) (Galstrellad) (Galstralstralstrellad Growth Factor) (Galstrellad Growth) (Galstralstralstralstralstral Growth Factor (Gal Growth Factor) (Galstrellad Growth Factor (Galstrellad) (Galstrellad) (Galstrellad) (Geld Growth Factor (Geld) (Galstrellad) (Glastd) (Galstrellad צמיחה ראשי תיבות: Ridial Growth Factor (Geld

גישה שיטתית דווחה על ידי ראטואן et alícioph.ávefLT 1 (2020), שפיתחה הידרוג'ל חומצה היאלורונית שזרעה ושחררה לאט לאט VEGF מעל תקופה של ארבעה שבועות, כאשר הידרוג'ל היה טעון עם עכברוש מושתל באופן משמעותי בעכברים סוכרתיים, הדליפות הפך למלואטיבי בתוך 10 ימים של דם גבוה יותר מאשר CMGFoled גבוה יותר מאשר שוחרר באופן משמעותי של 10 חודשים (ה מראש).

מכשירים מיקרו-השפעהיים

טכנולוגיה מיקרו-השפעה מאפשרת יצירת רשתות מתודות בדיוק של microchannels המחקות קפסולות טבעיות.מכשירים אלה יכולים להיות מוטבעים פולימרים לא תואמים כגון פולידי מתילסקסוניה (PDMS) או הידרוגלים כמו קולגן או fibrin. Islets מועסים לתוך תאים הסמוכים למיקרו-ערוצים, והערוצים מושרשים עם תאים אלים.

חוקרים ב-FLT:0's Wysss InstitutewayFLT 1 1 פיתחו פלטפורמת "אורגן-on-a-chip" של ההשתלה של ה-Vervard, אשר משלבת לא רק ערוצים פולשניים אלא גם משאבה peristaltic כדי לחקות חומרים פתושמים, וכתוצאה מכך, הם נמצאים כמעט 30 ימים של הישרדות סוכרתית כמעט, כמעט, לעומת הפחתה מהירה של כמעט 30 שבועות.

עיצוב biomaterials ו Scaffold

הבחירה של ביו-חומרי היא קריטית להצלחה של בניית שקעים vascularized.הספיפר חייב לספק תמיכה מבנית, לאפשר דיפוזיה תזונתית, לתמוך בחזקות התא ובתפקוד, וניתוק בקצב שמתאים להיווצרות רקמות חדשות.

הידרוגל טבעי

הידרוג'ינס נגזר טבעי פולימרים טבעיים כגון קולגן, fibrin, alginate, חומצה היאלורונית, וג'לטין מציעים ביו-אופטפטיות גבוהה סביבה hydrated כי הוא דומה ל- ECM. Collagen ו fibrin hydrogels כבר בשימוש נרחב כי הם מכילים אתרי קידוד integrin כי מקדם הגירה RGhet ו-Alate, הוא יכול לעקוב אחר תנאי קצר במיוחד עם דלקת הלחשומיים קצרי תיבות של טיפול תרופתית תאים.

פולימרים סינתטיים

פולימרים סינתטיים כגון חומצה פולית-co-glycolic (PLGA), פוליcaprolactone (PCL), ופולי (אתילן גליקול) (PEG) מאפשרים שליטה מדויקת על שיעור ההשפלה, תכונות מכניות, ו porosase. PLGaffolds יכול להיות מייצור עם גדלים מבוקרים באמצעות מלח או אלקטרוספנינג, והם מכים על ידי חומרים כימיים שאינם מתאימים לדלקתיים עם גירוי מתכתיבית.

ECM

כפי שנדון קודם לכן, פיגומים ECM תואמים לשמר את המבנה אולטרה סגול ואת ההרכב הביוכימי של הרקמה.הם מכילים תערובת מורכבת של קולגות, laminins, fibronectin, Proteoglycans, וגורמי צמיחה כבולים כמעט בלתי אפשריים לשכפל באופן סינתטי.המגבלות העיקריות הן החוסן בין תורמים, הסיכון של decellization לא שלם (שיכול לעורר תגובות חיסוניות), ואת הקושי של ייצור קשקשים, במיוחד.

תרגום קליני ושיקום הארדלס

בעוד תוצאות קליניות מעודדות, הדרך לאישור קליני של בניית vascularized היא מכוונת לאתגרים. מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) מסדיר את המוצרים האלה כמוצרים שילוב (טיפול סלולרי בתוספת מכשיר / ביומטרי) או כמוצרים רפואיים המופעלים רקמות על ידי השתלות (הדרישות לבטיחות ויעילות הן מחמירות: חייב להפגין ייצור עקבי, עמידות, היעדרות, מחסור בצמחים, המכילות את אותן בעיות חיסון), כי הן מוגבלות לחיסון, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, והן יכולות להיות מוגבלות, והן יכולות להיות מוגבלות, והן יכולות להיות מוגבלות, והן יכולות להיות מוגבלות, כי הן מוגבלות, כי הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, כי הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן בגדר אספקת חיסון, והן יכולות להיות מוגבלות, הן מוגבלות, מאחר והן יכולות להיות מוגבלות, והן יכולות של מינרלים, הן בגדר אספקת חיסון, והן יכולות לאספקת חיסון, והן יכולות למניעה של מינרלים, והן יכולות בטיחות ויעילות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן בלתי מוגבלות, הן בלתי מוגבלות, הן בלתי מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן מוגבלות, הן בלתי מוגבלות, הן בלתי מוגבלות, והן

(המכונה העיקרית) היא הצורך בדיכוי אימונומי כדי למנוע דחייה של השלישים וכל תאי קצה אנדוגניים הנדרשים או רכיבים פיגומים לשנת 2019.אסטרטגיות Immunomodulatory - כגון ניתוק משותף של תאי TRM, שימוש בדלקת חיסונית (Avasicial) או מחסנים של תאי חיסון (APTS) הוא אחד (Avic) אשר , אך ורק 3, אם כי הם אינם אינטגרציה קלינית).

למרות המכשולים האלה, התחום מתקדם במהירות.כמה מרכזים אקדמיים קיבלו מימון מקרן המחקר של Juvenile Diabetes Diabetes Research Foundation (JDRF) והמכונים הלאומיים לבריאות (NIH) לפתח הדור הבא של מבנים מהונדסים מחדש של הדור הבא, שלב I/II של סוכרת מוטבעת ביו-מוטבעת (sponsored byLTF:0Vmetricly) הוא תחילת הניסוי הראשון מסוגו בשנת 20:1.

כיוונים עתידיים

במבט קדימה, כמה מגמות התכוננות צפויות להאיץ את הפיתוח של משטח עמיד, פולשנית של grafts.FLT:0Induced pluripotent תא גזע (iPSC)-derived הוא טיפות עתיריות ראשוניות של אינסולין קצרי טווח: תוצאות עבור אספקת תאים beta ללא הגבלה, חיסול המחסור התורם.

(FLT:0) עריכת עריכת עריכת 1:1 מציע דרך נוספת: שדות הנדסיים או תאים קצה-הקצה כדי להתחמק מהכרה חיסונית (למשל, על ידי גניבת מולקולות MHC I או ביטוי חלבונים immunomodulatory) יכול להפחית או לחסל את הצורך בדיכוי חיסונית.

מתקדם (FLT:0) טכניקות ניטור ובקרה (FLT:1ir יהיה חיוני להצלחה קלינית. הדמיה אדסנס מגנטית (MRI) ו pET) יכול לא פולשני לעקוב אחר המיקום, viability, וvascularization של מבנים מושתלים לאורך זמן. integrating סוכני הדמיה לתוך scaffold (giron, תחמוצת רוח, כדי לזהות תפקוד מוקדם של חלקיקים לדלקת ריאות).

לבסוף, (FLT:0) עיצוב ספוג אישי של עיצוב אלגוריתמים 1FIRLT:1) באמצעות נתוני הדמיה ספציפיים לחולה ומודל חישובי יכול לייעל את המיקום של ערוצים vascular כדי להתאים את האנטומיה האישית. אלגוריתמי למידת מכונה יכולים לחזות את הגיאומטריה הטובה ביותר עבור חמצן ותזונה, צמצום מרחקי דיפוזיה ומקסימום הוא הישרדות.

מסקנה

התקדמות בהנדסה רקמות פולשנית להחזיק את הפוטנציאל להפוך את השתלת הניווט, מה שהופך אותו טיפול יעיל יותר נפוץ סוכרת סוג 1. על ידי פתרון הבעיה הבסיסית של אספקת דם לא מספקת, טכנולוגיות אלה יכולים להציל את הרוב של השתלות הוא איים מן המוות היפותקסי, שיפור תפקוד לטווח ארוך, ולהפחית את מספר התורמים הדרושים לנמען.