עיצוב סקרפיטלים רב-תפקודיים לתיקון קרטליזציה סימבולי ופעולה אנטי-דלקתית

מבוא

פציעות ומחלות משותפות ניווניות כגון אוסטאוארטיס משפיעות על מיליוני אנשים ברחבי העולם, גרימת כאב, אובדן ניידות, ונטל כלכלי משמעותי.בניגוד לרקמות רבות אחרות, לטרחוס יש יכולת ריפוי פולשנית מוגבלת מאוד בשל האופי האנוסקולרי שלה ודחיסות תאית נמוכה הובילה טיפולית משולבת, כולל אפשרויות טיפול מסורתיות מיקרו-מחזוריות, אוסטאוסטאונדאז'נדראז'לטיביות, ולעתים קרובות לספק הקלה זמנית רק עם התפתחותית קבועה, עם מחלות טיפול משולבות מורכבות.

האתגר של תיקון קרטלאז'

לוחמת Articular היא רקמה מיוחדת מאוד כי קווי הקצוות של עצמות במפרקים סינברליים, מתן משטח חלק, נמוך-פריטומטי לתנועה והפצת עומסים מכניים.מבנה הייחודי שלה מורכב ממטריקס נוסף דחוס עשיר בסוג קולגן 1 ו- proteoglycans, עם אוכלוסייה ספארית של chondrocytes.

The Rationale for Multi-Functional Scaffolds

פיגומים מסורתיים של הנדסת רקמות נועדו לשמש כתבניות זמניות המאפשרות דבקות תאים, התפשטות ובדלנות, בעוד בהדרגה degrading להיות מוחלף על ידי רקמות חדשות, בעוד תכונות אלה חיוניות, הם לעתים קרובות לא מספיקים בסביבה משותפת דלקתיים דלקתיים הרחם הזה יכול להיות פעיל דלקת דלקת דלקת דלקת נגד דלקת ריאות, אשר יכול לגרום היווצרות דלקת ריאות מוקדמת של המבנה רב תפקודית במיוחד על ידי גירוי דלקת דלקת מפרקים דלקתיים מבוקרת של מחלות דלקתיים.

שיקולים עיצוביים

בחירה חומרית

הבחירה של חומר פיגומטרי הוא קריטי להשגת פונקציות רגנרטיביות ואנטי-דלקתיות (כגון hydrogicic control), hydrogn, chitosan, חומצה היאלורונית, ואלג'ין משמשים באופן נרחב בשל דרישות ביו-אופטיות מצוינות מעולה שלהם, גמישות משולבת, ו bioflurinsic חומצה.comil.

שילוב של סוכני ביו-אקטיביים

בנוסף, התפקודיות הרב-תפקודית של הפיגום מושגת לעתים קרובות באמצעות שילוב של מולקולות ביו-אקטיביות המסדירות את התנהגות תאי ה-Samcal ומודולציה של תרופות נוגדות דלקתיות (אנטי-דלקתיות) ואפקטים של דלקת מפרקים טבעיים (NSAIDs) וגורמים קידודיים רגישים (Cretragensteroids) הם מועמדים ברורים, אך תופעות הלוואי והפוטנציאל שלהם עבור דלקת רעילה דורשות מקומית כגון זיהומים חשמליים).

אדריכלות חדשנית

המבנה הפיזי של ההשפעות הנפוצות של התא חדירה, דיפוזיה תזונתית ויציבות מכנית.עבור מטענים, אשר חווים עומסים דחוסים גבוהים ו Shear, פיגומים חייבים להיות מספיק כוח מכני כדי לעמוד בסביבה המשותפת תוך שמירה על נפיחות עבור מתגי תאים שונים, כמו גם גודל ספוגי דם גבוה יותר, מבנים ⁇ הם פרמטרים מרכזיים.

טכניקות קירור מתקדמות

אלקטרו-סמנינג

אלקטרוסמנטינג היא טכניקה תכליתית לייצור ננופיברווס פיגומים המחקים את המבנה של פיברריוס מסתובב של ממטריקס תאיים (היחס הגבוה של שטח פני השטח-לכולה של ננופיברס הוא יתרון עבור טעינה לסמים והחזקה תאים 1 על ידי שילוב של תרופות נוגדות דלקתיות או גורמי צמיחה לתוך הפתרון הפולימר, סיבים יכולים להיות מוטבע עם שחרור קואקסיבי, שבו משתמשים אלקטרו-אפריקנימיים קצרים.

3D Bioprinting

bioprinting 3D מאפשר ייצור של פיגומים ספציפיים לחולה עם שליטה מרחבית מדויקת על הרכב החומרי, הפצה תאים, ואת מיקום התרופה.שימוש ביו-inks המיוצר הידרוגלס, תאים ומולקולות ביואקטיביות, החוקרים יכולים להדפיס מבנים מורכבים מספיקים טיפוליים אלה עם כמה חומרים חד-פעמיים של חיתוך תאים.

מערכות מבוססות הידרוגל

הידרוג'ל הם רשתות פולימרים hydrated מאוד כי קרוב מאוד דומה מטריקס Native cartilage. הם יכולים להיות מוקרן, המאפשר משלוח מינימלי פולשני לאתר הפגם. hydrogels כי ג'ל יושב לאחר חשיפה לטמפרטורת הגוף, שינויים pH, או אור אולטרה סגול מציע גם את היתרון של פגמים בצורת ושחרור תרופות מקומי.

אסטרטגיות אנטי דלקתיות בעיצוב Scaffold

שחרור סמים אנטי דלקתיים

משלוח מקומי של תרופות נגד דלקתיות הוא אסטרטגיה ראשונית עבור הקטנת התגובה דלקתית ברמות מפרקים. תרופות נוגדות דלקתיות לא סטרואידיות (NSAIDs) כגון Ibuprofen, diclofenac, ו celecoxib יכול להיות טעון רק לתוך מחסנים פולימריים ספציפיים כדי להשיג שחרור מתמשך במשך שבועות עד Corticooids כמו dexaone.

שילוב של Cytokines Anti-inflammatory Cytokines ו- Small Molecules

סוכנים ביולוגיים כגון interleukin-1 קולטני atagonist (IL-1Ra) ו קולטני TNF המכילים באופן ישיר חסימת אותות פרו דלקתיים. חלבונים אלה יכולים להיות משולבים לתוך פיגומים באמצעות דומיינים כפולים heparin-binding או encapsulated חומרים כגון hydrogcinics עבור שחרור מתמשך.

אלמוות מהונדס

כמה חומרים פיגומים עצמם יש תכונות immunomodulatory שיכול להשפיע על הסביבה דלקתית. Chitosan, למשל, הוכח כדי לדכא את הביטוי של ציטוקינים pro-inflammatory ולקדם את האנטי דלקת נגד דלקת דלקת דלקת phenotype של הרחם (כמו כן, sulfate phold) יכול לקדם דלקת ריאות מורכבים כגון דלקת csociated csophinoglycans כגון chonitinsulfatesulfate ו phate phicstrasulf) יכול להכיל תאים מורכבים דלקת.

ממצאים ומקריות

גוף גדל של מחקרים פרה-קליניים מדגים את היעילות של מספריים רב-תפקודיים עבור תיקון ננואידים. במודל ארנב של פגמים אוסטאוכונדריים, גולת הכותרת של ביצועים מול IL-1Ra ו- TGF-β3 הראו שיפור משמעותי של התחדשות טיפולית ודלקת סימפונית מוגברת לאחר פגום סינפרומינלית מוגברת עם הדבקה אחת של Baffold לאחר ניתוח דלקת סימפונית אחת עם פגום.

אתגרים ו-Outlook עתידיים

שחרור אופטימאלי Kinetics

אחד האתגרים הגדולים ביותר בעיצוב רב פונקציונלי הוא שליטה על שחרור של סוכנים ביואקטיביים מרובים עם תכונות פיזיוכימיות שונות.שחרור של תרופה אנטי דלקתית עשוי להיות מהיר בתחילה כדי לדכא דלקת חריפה, ואחריו שחרור מתמשך של גורמי צמיחה כדי לקדם היווצרות pH השפעה על פני שבועות. achiiding פרופילים כגון שחרור סיכות דורש טכניקות ייצור מתוחכמות כמו שכבת-שכבת, ולאחר מכן בדיקות אלקטרו-חומריות מושפעות, יתר על ידי בדיקות אלקטרו-חומריות מתקדמות יותר.

התחדשות ואסון

דלקת חריפה היא חרב כפולה לתיקון רקמות.בעוד דלקת חריפה יכולה ליזום את ה cascade הריפוי על ידי גיוס תאים חיסוניים ושחרור גורמים צמיחה, דלקת כרונית מזיקה. הפיגמומים רב תפקודיים חייב להכות איזון עדין: מספיק אנטי דלקתיות נחקרת כדי למנוע הדבקה חיסונית באופן פעיל, אבל לא כל כך זה פוגע בתגובה נורמלית.

תרגום ותרגום הארליס

להביא מספריים יעילים רב תפקודיים מהמעבדה לקליניקה כרוכים במסלולים רגולטוריים מורכבים.שלב מוצרים הכוללים תרופות, ביולוגיות, והמכשירים מאתגרים במיוחד משום שהם דורשים בדיקה מתואמת על ידי סוכנויות מרובות.בקרת איכות, סטריליות, ושילוב של חלקיקים ל-batch הם שיקולים מרכזיים.

מסקנה

הפיגמומים רב תפקודיים המשלבים את ניוון החוסנים עם פעולה אנטי דלקתית מייצגים התקדמות משמעותית בהנדסת רקמות.על ידי טיפול הן בתיקון מבני והן בסביבה דלקתית, פלטפורמות אלה מציעים גישה מקיפה יותר לטיפול בפציעות משותפות ואסטאוסטאוארטיס.התקדמות ברקמות החומריות, משלוח תרופות מבוקרות, וטכנולוגיות ייצור מאפשרות יצירת הפיגמולוגיות מתוחכמות מאוד עם תכונות מותאמות, בעוד שעדיין לא יתפתחוכות, הן יכולות לפתח השפעות טיפול פסיכולוגיות, הן יעילות של טיפוליות, הן יכולות לפתח תופעות לוואי, הן לפתח התקדמות טיפול פסיכולוגיות, והן יכולות לפתח תופעות לוואי, והן יכולות לפתח תופעות לוואי, אך הן יכולות להיות ממושכות יותר, הן יכולות להיות מעודדות, אך הן יכולות להיות יעילות, והן לשילוב מתוחכמות עדכניות יותר, והן לשילוב מתוחכמות עדכניות, אך הן של טיפוליות של טיפול פסיכולוגיות יותר, אך הן יכולות לפתח תופעות לוואי, והן יכולות להיות יעילות של טיפוליות, והן יכולות לפתח שינויים גנטיות, אך הן יכולות להיות יעילות טיפול פסיכולוגיות יותר, אך הן יכולות להיות יעילות טיפוליות, אך הן יכולות להיות יעילות טיפול פסיכולוגיות, אך הן יכולות לפתח תופעות לוואי, הן יכולות להיות יעילות, אך הן יכולות להיות יעילות טיפוליות, אך הן יכולות להיות יעילות