משטחים ננוטרנטיים למדריך גידול תאים ב-Orice Scaffolds

הקרן לרפואה רגנרטיבית: משככי איברים ואתגרים שלהם

תרופות רגנרטיביות התקדמו באופן משמעותי בעשור האחרון, עם פיגומים איברים מתעוררים כטכנולוגיית אבן הפינה להנדסת רקמות.הפסלים האלה הם מבנים תלת-ממדיים המספקים מטריצה זמנית של תאים לדבוק, proLiferate, ומבדילים לרקמות פונקציונליות באופן מסורתי, פיגומים אלה עשויים מפולימרים לא מתאימים, רקמות טבעיות מסולמות תאים סינתטיים, או חומרים סינתטיים, אתגר מתמשך אחד היה למעשה, בדיוק בתוך תאים אלה לא יכול להיות משולב יותר, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות מתאימה יותר, כאשר הם בעלי תפקוד תאים מתאימים יותר, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות תאים מתאימים יותר, כאשר הם בעלי תפקוד תקין, כאשר הם בעלי יכולת גבוהה יותר, ללא תאים מתאימים יותר, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות תאים מתאימים יותר, כאשר הם בעלי יכולת גבוהה יותר, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות מתאימה יותר, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות תאים מתאימים, כאשר הם בעלי יכולת גבוהה יותר, כאשר הם בעלי תפקוד תאים מתאימים, ללא תאים מתאימים, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות תאים מתאימים, כאשר הם בעלי יכולת התפתחות מתאימה יותר, כאשר הם יכולים להיות מעורבים, כאשר הם יכולים להיות מפותחת תאים מתאימים, ללא תאים מתאימים יותר, כאשר הם יכולים לפתח תאים מתאימים יותר, כאשר הם יכולים להיות מעורבים תאים מתאימים יותר, כאשר הם יכולים להיות מעורבים תאים מתאימים יותר

הבנה של משטחים ננוטרנטיים

משטחים ננוטרנטיים הם חומרים מונדסים עם תכונות החל מ 1 עד 100 ננומטרים. אלה nanoscale העליוןographies יכול לחקות את המבנה המורכב של ממטריקס חוץ סלולרי (ECM), אשר באופן טבעי מספק רמזים פיזיים וכימיקליים לתאים. על ידי ליתוגרפיה ספציפית דפוסים כגון grooves, ridges, בורות, או עמודי עמוד, מדענים יכולים לעצב משטחים כי השפעה תאים, כגון סיליקון מורכב, כגון חומרים פחמן, כגון חומרים פחמן דו-חמצני, כגון חומרים סיליקון, כגון חומרים סיליקון אטומיים, אטומיים, כולל חומר קומפקטיים.

טכניקות ייצור עבור ננופטרינים

הפחתת משטחים nanopatterned דורש שיטות nanofabrication מתקדמות. אלקטרון beam Lithography מאפשר יצירת דפוס מדויק אבל הוא לעתים קרובות איטי ויקר עבור אזורים גדולים. ânoimprint ליתוגרפיה הוא חלופה יעילה כי חותמת דפוסים על פולימרים.לת לייזר לימוזינה יכול ליצור דפוסים תקופתיים על פני משטחים גדולים. , כגון cosomprintlymerthography copolythography, המציעה לגישות אחידות תאים כדי להתאים את שיטות אלה.

מכניזם של הנדסת תאים על כרומוזום

תאים אינטראקציה עם הסביבה שלהם באמצעות הדבקה מכוננת.כאשר תא נוחת על משטח ננוטרנטנטנטד, הפנופיה שלה חוקרת את nanostructures.אם התבנית הוא מיושר, כמו ירכיים, ציטופלים של התא הראו ביעילות של 100 עד 500 זנים של השפעה יעילה.

Focal Adhesions ו- Cytoeleeleeletal Dynamics

דבקים פוליקליים הם מורכבים חלבון המקשרים את ECM ל- אקטין cytoeleton. על משטחים ננופטיים, אלה adhesions הטופס מעדיף באופן מועדף על הקצוות של תכונות. מחקרים הראו כי היווצרות של הדבקה מקדומה של רקמות מתקדמות משופר כאשר דפוסים מתאימים לגודל של אשכולות integrin. זה מקדם את הפעלת מסלולים אותות כגון GPS ו-Ricregance תאים, אך לא רק להפצת תאים.

תגיות: Specific Organ Scaffolds

משטחים ננו-מטופחים לתוך פיגומים איברים הוכיחו יעיל על פני סוגים רבים של רקמות.התואר של הנחייה הנדרשת משתנה, אבל העיקרון נשאר עקבי: אדריכלות מאורגנת מניבה רקמות פונקציונליות.

Cardiac Tissue Engineering

הלב מסתמך על קרדיוציטים תואמים כדי ליצור חבילות מוארכות כי לחקות myocardium.מחקר הראה כי היערכות כזו משפרת מהירות התנהגות וכוח חוזה. לדוגמה, מחקר באמצעות ננוציטים כדי ליצור חבילות מוארכות כי לחקות Native myocardium.מחקר הראה כי היערכות כזו משפרת את מהירות ההדבקה וכוח החוזה.

המונחים: regeneration

במערכת העצבים, צמיחה מכוונת היא קריטית לתיקון פציעות חוט השדרה או נזק עצבי היקפי. ננופטיטרד ספוג עם ננוגרובים מותאמים הרחבה אקסוניאלית ולקדם היווצרות סינפסה.בגישה אחת, החוקרים הדביקו דפוסים ננוורודים עם laminin כדי לספק רמזים טופוגרפיים וכימיקליים, המוביל לקישוריות עצבית ולהפחית היווצרות של רקמות בעלי חיים.

Liver Tissue Engineering

הארכיטקטורה המורכבת של הכבד, כולל דוקטרקטים וסינוסים, עושה מאתגר עיצוב רב-פעמי. משטחים ננופטיטרנטים עוזרים לשמור על קוטבי היפטיציטים ותפקוד.לדוגמה, משטחים מיקרו- וננוטרנטים שימשו ליצירת מכשירים עצביים כבדים על-a-chip התומכים במחקרי חילוף החומרים של תרופות.

קידני ומוקולקללט Tissues

עבור כליות פיגומים, nanopatterning יכול להנחות את היווצרות של מבנים דמויי נוירון על ידי אועד תאים שלמים לאורך דפוסים אמבטיים. בהנדסת עצמות ו cartilage, nanopatterns להשפיע על שונה תאים תא גזע. Grooves של ממדים ספציפיים יכול לגרום תאי גזע mesenshimal לעבר או chondrogenic קוגני, בסופו של דבר מוביל לאינטגרציה טובה יותר עם רקמות מארח.

המונחים: Current Limitations

למרות ההבטחה, כמה אתגרים נשארים. Scaling up ננו-מאטאר הייצור עבור הפיגפיים גדולים אינו טריוויאלי - שיטות nanofabrication מוגבלות לאזורים קטנים.מד אחידות על פני מבנים מורכבים 3D הוא עוד מכשול.בנוסף, יציבות ארוכת טווח של ננוטרנטים בתנאים פיזיולוגיים יש לאשר.משטח עם מולקולות ביואקטיביות, כגון גורמי צמיחה או peptides, יכול להוסיף פונקציונליות מתמשכת על ידי פיתוח שיטות מחקר רב-מפרקרטיות.

גמישות ותגובה לחיסון

כל חומר ספוג חייב להימנע מלהמריץ תגובות חיסוניות שליליות.ננופטרים יכולים להשפיע על התנהגות תא החיסון - למשל, דפוסים מסוימים להפחית את הפעלת המאקרופג' ופיברוזיס. על ידי תכנון משטחים המקדמים phenotypes phenotypes, החוקרים יכולים לשפר את האינטגרציה ולהקטין את הסיכון.תפקיד כפול זה של אותות טופוגרפיים ו immunomodatory הוא תחום מבטיח של חקירה.

כיוונים עתידיים ב-Nanopatterned Scaffolds

השדה נע לעבר מספריים מותאמים אישית ופונקציונליים.התקדמות ב- 3D ביו הדפסה עכשיו לאפשר יצירת פיגומים עם nanopatterns בנוי, שכבה על ידי שכבה.טכניקות כמו פולימריזציה דו-פוטנית יכול ליצור דפוסים מורכבים, היררכיים המחקה רקמות טבעיות. אינטליגנציה מלאכותית מוחלת על עיצוב אופטימיזציה עבור סוגים ספציפיים של תאים, לחזות כיצד תאים יגיבו למולקולות שונות.

קו טופוגרפי וביוכימי

שילוב nanopatterns עם שחרור מבוקר של מולקולות אות מציע גישה סינרגיסטית.לדוגמה, פיגומה עם grooves מתואמים עם גורם גדילה עצבי (NGF) יכול לשפר הן אוריינטציה ובדל של תאי גזע עצביים. שילוב זה נחקר עבור מבני איברים מורכבים שבו סוגים מרובים של תאים חייב להיות מאורגן בדיוק, כגון כליות או los hepatic.

תרגום קליני ודרכי התפטרות

בעוד מחקרים רבים נמצאים בשלבים פרה-קליניים, כמה מוצרים ננו-מטופחים נכנסים בניסויים קליניים לריפוי הפצע ותיקון העצם.עבור פיגומים של איברים, התרגום דורש בדיקות קפדניות לבטיחות ויעילות.ה-FDA יש הדרכה למוצרים משותפים, וחברות מתחילות להגיש יישומים עבור מברשות ננוטרנטים וחתמיטים.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « ⁇ « « « ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ « « « ⁇ ⁇ ⁇ « « «

משטחים ננוטרנטיים מייצגים שיטה עוצמתית להדריך את צמיחת התא בגופני איברים. על ידי חיקוי הטופוגרפיה הטבעית של ECM, משטחים אלה יישור תאים ישירים, לשפר את ארגון הרקמות ולשפר את התוצאות התפקודיות.יישומים ב- cardiac, עצבי, ורקמות hepatic להראות הבטחה מסוימת. as fabrication Technologies and our Understanding of cell-surfaces, ננוטרנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנדנד

כדי ללמוד יותר, קוראים יכולים לחקור משאבים מה-FLT:0 National Institute of Biomedical Imaging ו- BioengineeringeringFLT:1 וסקירות אחרונות בכתבי עת כמו FLT:2 חומרים טבע ביקורות FLT 3: 3 (עבור צלילה עמוקה למנגנוני הדרכה, העבודה המקורית על ידי FLT:4Teixeira et al. (2003):25 ב- Biomaterials הוא ללא ספק תפקיד מרכזי, יצירת פני השטח היעיל, אשר ללא ספק, יצירת תפקיד מרכזי.