עיצוב וחילוניות עם נכסים עצמיים

מבוא ל- Self-Healing Andcular Grafts

שתלים ורידיים הם חומרים סינתטיים או ביולוגיים שנועדו להחליף או לעקוף עורקים פגומים ורידים, הנפוץ ביותר עורקים כלילית או עקיפה, מחלה עורקים היקפית, וגישה hemodialysis.למרות עשרות שנים של זיכוך, חומרים vascular vascular קונבנציונליים - במיוחד אלה שנעשו מסיבוכים נרחבים של חומצה פוליטרה-פלורידה (PT) או פוליתחילה) כוללים לעתים קרובות קיבולת דלקתית (דלקתית) מוגבלת, או חומצה מכנית)

הרעיון של חומרי גירוד עצמי, בהשראת רקמות ביולוגיות כי תיקון אוטונומי לאחר פציעה, צברה דיסציפלינות הנדסיות מרובות. בעיצוב graft vascular, תכונות של עצמו מכוון כדי למקם את הגרפט עם היכולת לשחזר את השלמות המבנית שלה, חסימת מיקרו-סדקים, ואפילו regenerate Endotleial harateleial ללא גישה חיצונית זה מבטיח להאריך את החיים ftspan, לנתח את התרגילים, לנתח את התרגילים הנוכחיים, ולשפר את ההשפעות בדיקות הגוף, ולשפר את ההשפעות בדיקות הגוף הנוכחי, ולשפר את ההשפעות בדיקות.

הדחף הקליני ל- Self-Healing Grafts

כשל סגסוגת וסיולרי נשאר נטל קליני משמעותי.על פי הערכות האחרונות, שיעורי המיומנות העיקריים עבור grafts infraingeeal עקפה הם רק סביב 50-60% בחמש שנים, עם כישלון לעתים קרובות מונע על ידי stenosis באתרים אנסטומיים, thrombosis, ודלקת כיפוף של גניבת מטענים סינתטיים הם הרסניים במיוחד, עם שכיחות של 16% או חניכיים, במיוחד כאשר הם מעורבים פגום, במיוחד.

אפשרויות טיפול נוכחיות עבור grafts כושלות כוללות thrombectomy, תיקון, או תחליף, אבל הליכים אלה לשאת סיכונים משלהם ועלויות. grafting עצמי יכול לשנות באופן יסודי את הנוף הזה על ידי התייחסות נזק בשלבים המוקדמים ביותר שלה. לדוגמה, גררה שיכולה באופן אוטונומי לאטום מחט putures מן הגישה החוזרת ב hemoalysis יפחית באופן דרמטי את הזיהום, בדומה ל-reft אשר יכול להפחית את ה-reperrerererereativesation באופן אוטומטי, אך ורק ל-reperreperreativesicreperrepericreativestometrepericreperreperreperation, אך לא יכול להפחית את ה-rererepericrepericreatives.

השראה ביולוגית: שיעורים של דם טבעי

כלי דם טבעיים יש מנגנונים עצמיים מתוחכמות.כאשר עורק נפצע, תאי השרירים החלקיים והתאים האנדפטוטליים המקיפים נודדים, פרו-חיים, והפיקו ממטריקס סלולרי נוסף כדי לאטום את ההפרה. פלטונים מצטברים כדי ליצור תקע זמני, ואת קערת ה- coagulation מחזקת אותו עם fibrin. Over Time, לשחזר כוח מכני ו-Moderalotallelelelelelelelelelelelelelelelelelelelayer כי הם עמידים אלה עמידים על ידי אותות מכניים מגנטיים.

תרגם עקרונות אלה ל-grafts סינתטי דורש חיקוי מספר תכונות מפתח: ראשית, מנגנון לזהות פציעה; שנית, דרך לספק סוכני תיקון מקומית; שלישי, היכולת לשחזר שלמות מכנית; ורביעי, היכולת לקדם התחדשות ביולוגית (למשל, endotialization) מוקדם להשתמש בחומרים פסיביים רק ממלאים, אבל מערכות מתקדמות יותר משלבות גירויים גירויים, מולקולות פונקציונליות, כמו גם תאים פונקציונליים, אך לא רק מריצים טבעיים.

אסטרטגיות עיצוב לנכסים עצמיים

מערכות ריפוי מבוססות מיקרו-capsule

אחת האסטרטגיות הנפוצות ביותר כרוכה בהטמעת microcapsules המכילה סוכני ריפוי בתוך חומר graft. כאשר סדק או puncture propagates דרך הממטריקס, הקפסולות קרע ושחרור התוכן שלהם, אשר אז פולימרן או crosslink כדי למלא את ה- רִיק. Common מרפא כוללים cyanoacrylate adhesivesives, polyurethanes, ו- oxy-carreicated נוכחות.

עבודה עדכנית הדגים מיקרו-capsules עם קוטרים של 10-100 מיקרומטר שניתן מפוזרים אפילו לאורך מטבוליזם אלקטרוספגפט. Upon מכני נזק, כמוסות לשחרר מערכת ריפוי של שתי חלקים (למשל, מונומר וזרז) אשר מגיב כדי ליצור תקע מוצק.יעילות הריפוי, בדרך כלל נמדדת על ידי שחזור של לחץ או כוח רב-ile, יכול לעלות על 80% מחקרים דלקתיים, לא כולל פשטות, למנוע פשטות חום לפני כן, למנוע פשטות או פשטות, למנוע פשטות, למנוע פשטות או פשטות, או פשטות, או פשטות, למנוע פשטות, למנוע פשטות פשטות.

Stimuli-Responsive (Smart) Polymers

גישה נוספת משתמשת בפולימרים כי מגיבים באופן מהותי לנזק ללא צורך כמוסות.חומרים אלה יכולים להיות מסווגים במערכות קוה-שוויון בלתי הפיך (למשל, דילס-אלדר מוסיפים אגזים, אג"ח דיספלריד) ומערכות העליונות (למשל, יחסי מימן, תיאום מתכת-רצועה).

פולימרים בצורת-זיכרון הם תת-קבוצה של חומרים חכמים שמשחזרים צורה קודמת על חימום. in grafts, הם יכולים לסגור סדקים על ידי חוזים או התרחבות לאחר הפריסה. עם זאת, טמפרטורת ההפעלה חייבת להיות מבוקרת בזהירות כדי למנוע נזק תרמי לרקמות הסובבות.

Bioactive Coatings and Surface Modification

הפחתת עצמי אינה צריכה להיות מכנית בלבד.ציפוי ביואקטיביים יכולים לקדם תהליכי תיקון סלולריים.לדוגמה, grafts מצופה עם heparin, גורמי צמיחה (למשל, VEGF, FGF), או ניטסטר oxide (NO) תורמים יכולים להפחית thrombosis ולהגדיל את תאי ההגירה אנדלוסית ותפוצה.אם הציפוי הוא פגום, שחרור-on-Resources-Res-upal-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Reducation יכול לחשוף את הגורמים הבסיסיים של מערכת retreto-Resources-Resources-Resources-Resources-Res.

טכניקות של שכבת שכבות מאפשרות מחיקה מדויקת של מולקולות ביואקטיביות מרובות.חלק מהציפוי משלבות מערכות אנזאיות שמגיבות לרמות גבוהות של מאטריקס מתכתלופרוטאיזות (MMPs) באתרי פציעה, שחרור סוכני ריפוי בצורה ממוקדת. גישה זו "חכם" מיישרת קרוב עם ה-Hide-healing cascade של הגוף.

קובצי Scaffolds ו- Cell-based Strategies

פרדיגמת מתפתחת כוללת לראות את הגרף עם תאים פרוגניטיביים אנדוגמניים או תאי גזע mesenchymal שיכולים להבדיל וליצור אנדוריום פונקציונלי.כאשר הנזק קורה, התאים הנזרעים יכולים לגרות ולהכסות את האזור המוגן.שלב תא-לראות עם מחוספס תומך עשוי הידרוגליל עצמיים, מציעה מנגנון מכני וגיוני, אך יציב, עם יכולת חיסונית משמעותית, אך גם עם יכולת חיסונית.

חומרים מרכזיים ב- Self-Healing &cular Grafts

הידרוגל

הידרוגלס, עם תכולת המים הגבוהה שלהם ונכסים מכניים טונובל, מחקה את הממטריקס הנוסף של כלי דם. Polyethylene glycol (PEG) מבוסס הידרוגלס הם פופולריים במיוחד כי הם ביו-תואמים, אינרציה, וניתן לתפקוד עם סיבים דמויי דם תאים (למשל, RGD) או מחצני קשר פגומים.

אלג'ינאטה, חומצה היאלורונית וג'לטין methacryloyl (GelMA) הם גם נחקרים נרחב. Gelgels, למשל, ניתן לחצות על ידי אור UV ולאחר מכן לרפא באמצעות תגובות נוספות לתמונות או אנזומטיות.הנוקשות שלהם הופכת אותם מתאימים לגניבות קטנות (פחות מ-6 מ"מ), אשר כיום חסרות אפשרויות מספקות.

Shape-Memory Polymers (SMPs)

SMPs כמו מערכות מבוססות פוליאורטן יכול לעבור מעבר מתקופה לצורה קבועה כאשר מופעל על ידי חום, אור או לחות. in agra, SMP יכול להיות פרוס בצורת קומפקטי ולאחר מכן להרחיב כדי למנוע פגם. עבור הידבקות עצמית, את השרשראות פולימר יכול להיות מתוכנן כדי להזין מחדש את הצורה הזמנית וסדקים קרוב (caprol) מאפשר מעברים מבוקרים (Lol) כולל טמפרטורה).

פולימרים בעלי ערך

פולימרים בעלי יכולת ביולוגית כגון חומצה פולית (חומצה פוליקלית-קו-גליקולית) (PLGA), Polycaprolactone (PCL), ופוליאוריטאן (PU) אטרקטיביים כי הם בהדרגה resorbed ו מוחלפים על ידי רקמות מארחות. גירסאות של קידוד עצמי יכול לשלב מיקרו-capsulesules או להסתמך על ניידות intrinsic.

חומרים מפואוליים ואסטומריים

פולימרים Supramolecular מסתמכים על אינטראקציות לא-קו-שוויון (איגרות חוב הידרוגן, אג"ח מתכת-גרידי, קומפלקסים מארחים-מתיקים) כי הם בלתי הפיכים ומאפשרים ריפוי בטמפרטורת החדר. דוגמאות כוללות ureidopyrimidi ⁇ (UPy) פונקציונליים פוליאתרים ומערכות מבוססות פולית פולית פולית פולית הרחם שלהם.

בדיקה והערכה של גרף עצמי

לפני התרגום הקליני, בדיקות של עצמוות חייבות לעבור בדיקות קפדניות.(FLT:0In vitroph 1:1 בדיקות להעריך תכונות מכניות כגון לחץ פרץ (מינימום של 1500 מ"מ כספית כמו ISO 7198), חוזק רבייה, שימור שיער, תאימות יעילות הריפוי נמדדת לאחר נזק מכוון - שימוש במחיצת מחט, חיתוך, או שחיקה - בהשוואה ל- קפסולת המקורית וריפוי, כמו גם את גודלו של קיבולת מיקרו-מרפאה, כמו גם את גודלו של קיבולת מיקרוסקופית, וריפוי.

ביו-קופטריות טוענות כוללות את הcytotoxicity (ISO 10993), hemolysis, חתלתול, ו- קרישה זמן. phosic Flow Cells יכול לדמות מתח כישוף ובדיקת thrombogenicity. Endothelial הגירה והפצת נתונים על פני השטח ההחלמה מוערכים גם כדי לחזות מחדש את ההשתלה: in a vivoFological: In vivophicationstophication - יש מודלים של phication או phretophation in aration in argation in argation in a Tobaccos, 000 , 000 tration in aggateation in atrics, 000 Tobaccos, 000 , 000 , 000 , 000 trating Tobaccos, 000 Tobaccos , 000 , 000 , 000 , 000 טרה-tophicated , 000 tration, 000 טרה-tophicated trating trating ⁇ retophicated .

מחקרים ומחקרי מקרים

כמה קבוצות מחקר פרסמו תוצאות בולטות.לדוגמה, צוות באוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס פיתחה פוליאורתאן-פואלי (אתילן גליקול) המכילה microcapsulesules של חותם סיליקון בן שני חלקים.במודל עורקים קרוטיד ארנב, grafts כי משך 1 מ"מ puture היה מסוגל לעצור בתוך 60 שניות של קפסולת חומר קפסולה אחורית של 3 ° C לאחר אימון ריפאומי של 3 חודשים לאחר אימון ריפאומי של 3.

בתחום הידרוג'יל, חוקרים במכון הווילס להנדסה בהשראת ביולוגית יצרו הנדסת אלג'ינאטה-פוליצ'למיד כפול-network hydrogel כי עם מחט חוזר חוזר שוב ושוב punctures וחזק לחץ פרץ מעל 2000 מ"מ Hg. כאשר הוא מדביק חלקיקים מוצצים, את קצה ההמולה מחדש של מחקרים אלה-heritic עדיין משלבת את הדוגמאות האפשריות.

לקריאה נוספת, המכון הלאומי לבריאות פרסם סקירה מקיפה של 1Felot על biomaterials של vascular יישומים.com משאב יקר נוסף הוא ה-FLT:2Journal של ההתנהגות המכנית של חומרים ביו-רפואייםFLT 3, אשר מכסה באופן קבוע בדיקות שיטות עבור גניבת עצמי.

אתגרים וכיוונים עתידיים

יציבות ויציבות לטווח ארוך

הבטחת תכונות אלה של ריפוי עצמי נמשך על החיים המיועדים של graft (שנים) הוא מכשול גדול. מחזורי ריפוי חוזרים יכולים לרוקן קפסולות או יכולת אג"ח בלתי הפיך של graft. יתר על כן, סוכן הריפוי עצמו עשוי לזלזל, להחריד, או לאבד פעילות מחדש.

חיסון נגדי ובגידה

כל חומר זר - במיוחד מיקרו-capsules או מונומרים לא מוכרים - יכול לעורר תגובה גוף זר. דלקת Chronic יכול להוביל פיברפוס encapsulation, אשר פוגע ריפוי ואינטגרציה.שימוש בחומרים אולטרה-סגול, מאוד ביו-תואמים ועיצוב של חומרים לוואי מטבוליים כי הם מטבוליים בקלות יכול להפחית את הסיכון הזה.

ייצור סקאביה ויציבות

הפחתת grafts עצמי בקנה מידה קליני עם תכונות ניתנות לשכפול מאתגר. סינתזה מיקרו-capsule, למשל, דורש שליטה הדוקה על גודל ועובי פגזים. אלקטרוספינינג או הדפסה 3D של חומרים חכמים חייב להיות מותאם לייצור המוני. גופם רגטוריטורי כמו ה- FDA דורש איכות עקבית וביצועים על פני קבוצות, אשר דורשות בקרה על תהליכים חזקים.

אינטגרציה ללא ים עם Host Tissue

גם אם גרפט מרפא מכני, זה חייב גם לקדם שילוב רקמות. A ריפק מלא פולימר סינתטי עדיין חסר רירית קצה, מה שהופך אותו רגיש thrombosis. עיצובים עתידיים צריך לשלב אותות pro-endothelialization, כגון מבנים ⁇ המאפשרים חדירה תאים, או רכיבים פגומים כי הם מוחלפים על ידי מטריצה טבעית לאורך זמן.

שקיפות ודרכים קליניות

כיום, לא קבלת אישור רגולטורי של vascular.הנתיב ידרוש להפגין בטיחות ויעילות באמצעות בדיקות ספסל וניסויים קליניים.הקמה שיטות בדיקה סטנדרטיות ליעילות הפחתת העצמי (למשל, תקני ASTM) תזרז הערכה. יישומים קליניים מוקדמים עשויים להתמקד בהגדרות בסיכון גבוה כמו hemodialysis גישה fts, שבו יש צורך pule phture הם לעתים קרובות על עמדות קריטיות פחות.

מסקנה

grafts vascular מייצג שינוי פרדיגמה בעיצוב של conduits מושתל. על ידי שילוב microcapsulesules, פולימרים חכמים, או ציפויים ביואקטיביים להגיב נזק, החוקרים יוצרים חומרים שיכולים לשחזר באופן אוטונומי תפקוד מבני וביולוגי, בעוד אתגרים משמעותיים נשארים - במיוחד בטווח הארוך עמידות, תאימות חיסונית, שילוב עם רקמות מעגליות חיוניות של מומחים אלה, הוא שיפור משמעותי של החלמה ביולוגית, הוא שיפור משמעותי, באופן משמעותי, במיוחד, עם צמיחה מקצועית, עם חומרים קריטי של אקטיבית של אקטיבית של אקטיבית, וטכנולוגיות קריטי, וטכנולוגיות ביולוגיות, אשר עשוי להביא חומרים קריטי, אידיאולוגיות גבוהה יותר, הוא מבטיח, הוא מבטיח, באופן משמעותי, באופן משמעותי, עם צמיחה מקצועית, באופן משמעותי, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם אידיאולוגית של אקטיבית של מומחים אקטיבית מוצלחת של אידיאולוגית מוצלחת של אידיאולוגית מוצלחת של אידיאולוגית מוצלחת של אידיאולוגית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית, עם אידיאולוגית של אידיאולוגית של אקטיבית, 000, עם צמיחה מקצועית, עם צמיחה מקצועית

(ב) לאלו המעוניינים במחקר מעמיק יותר, פרסם העיתון "FLT:0"ACS Biomaterials Science & EngineeringcioFLT 1" מפרסם לעתים קרובות מחקר חדשני על פולימרים בעלי משקל עצמי לשימוש ביו-רפואי, ואת ה-FLT:2OECD פרסם דוחות FLT 3 על חידושים במכשירים קרדיווסקולריים.