Table of Contents

פגמים נוספים של Articular cartilage, וכתוצאה מכך מחלות ניווניות כגון osteoarthritis, מציג אתגר קליני רב-משמעית.הטבע avascular ונוירוי של ריצוף hyaline מגביל באופן חמור את היכולת הפנימית שלה עבור תאים גמישים עצמיים, לעתים קרובות מוביל להידרדרות משותפת מתמשכת ודלקתיים משמעותית של טיפול תרופתי.

The Rationale for Scaffold-based Cartilage Regeneration

Hyaline cartilage יש מבנה מאוד מיוחד, aisotropic כי הוא קריטי עבור עומס שלה סופר-נושא נכסים נמוך חיכוך. ECM מורכב בעיקר סוג קולגן סוג II fibrils ואת proteoglycan aggrecan aggrecan, אשר מאורגנים לתוך אזורים ייחודיים הנדסת תאים, ביניים, עמוק אזורי אזור.

יסודות אלקטרוסמנטנינג עבור הנדסת Tissue Engineering

אלקטרוסמנטינג הוא תהליך אלקטרו-hydroדינמית מאוד מותאם המייצר סיבים רצופים עם קוטרים החל ממספר ננומטרים למספר מיקרומטרים.טכניקה זו נושאת דמיון בולט לגודל והאדריכלות המוכוונת של הילידים ECM, מה שהופך אותו אטרקטיבי במיוחד עבור תיקון משטח טרמפנט (ההגדרה הבסיסית מורכבת מאספקת חשמל גבוהה, משאבה מחוברת לסיבוב השדרה (מסוגה) לאחר תהליך מלוטשטוש, הוא גורם להפחתה פולינזיטנית.

המונחים: Critical Processing Parameters

המורפולוגיה, הקוטר והמאפיינים הכוללים של סיבים אלקטרו-ספאניים נשלטים על ידי שילוב מורכב של פרמטרים של פתרון, פרמטרים עיבוד ותנאים סביבתיים. Mastering פרמטרים אלה חיוני עבור הפיגמומים הנדסיים עם המאפיינים הרצויים עבור התחדשות טרחוס.

פתרון TERMS

ריכוז פולימרים ופתרון צמיגות הם מכריעים העיקריים של היווצרות סיבים.אם הריכוז נמוך מדי, אלקטרוס מתפללים מתרחשת, לייצר חרוזים או טיפות ולא סיבים רצופים. ולהיפך, ריכוזים גבוהים מדי יכול לגרום היווצרות של סיבים בגודל מיקרומטר או להפוך את הפתרון למולקולקציה מתאימה כדי לעבד.

המונחים: pmeters

מתח יישומי, קצב זרימה, ומרחק קצה-to-collector (TCD) הם משתנים עיבוד ראשוניים. מתח מינימלי נדרש כדי לגרום לדוקטורט טיילור וליזום היווצרות מטוס. מתחים גבוהים יותר יכולים להפחית סיבים בתחילה אבל עשוי להוביל להיווצרות של או מספר מטוסים בערכים קיצוניים.הקצב זרימה חייב להיות מתאים לקצב הניקודש; תוצאות זרימה מוגזמת בסיבים גדולים, להיות מסוגל לפתור את היישר של סיבים חשמליים או בצורת אפקט של גירוי חשמלי.

פרדוקס סביבתי

לחות וטמפרטורה שאפתניים יכולים להשפיע באופן משמעותי על סיבים מורפולוגיה.לחות גבוהה יכול לגרום לנפיחות מים על פני פני פני סיבי, המוביל להיווצרות של מבנים או נפיחות עקב היפרדות שלב.טמפרטורות משפיעות על הפתרון צמיגות ואת שיעור הפחתת הצפה.

סודיות לקרטילאז' Scaffolds

בעוד שההגדרה הסטנדרטית של אלקטרו-ספנינינג היא בשימוש נרחב, תצורה מתקדמת פותחה כדי ליצור פיגומים מתוחכמת יותר עם ביואקטיביות מוגברת, שיפור תכונות מכניות, וכדאיות טובה יותר עבור יישומים קליניים.

פתרון אלקטרוספינינג עבור ייצור פיגומים בסיסיים

השיטה הנפוצה ביותר ופשוטה כוללת אלקטרו-סמונים של פתרון פולימר או פולימרי יחיד.טכניקה זו מאפשרת לדור של מזרונים אקראיים, שאינם זורקים המספקים שטח משטח גבוה להחזקה של תאים.על ידי הפעלת אספן מהיר במהירות גבוהה מסתובב, סיבים יכולים להיות מוכווני בכיוון מועדף, יצירת טופוגרפיה מיושמת תאים ו- ECM.כיוון זה הוא כלי רב עוצמה עבור הנדסת מכונות הנדסת רכב.

אלקטרוסימנט קואקסיאלי עבור בקרת משלוח ביואקטיבי

אלקטרוספינינג קואקסיאלי מנצל ספיןנרט קונצנטרי כדי לייצר סיבים עם הורמון ליבה ייחודי-שלמה-שלמה.תצורה זו היא בעלת ערך במיוחד עבור לכידת מולקולות ביואקטיביות רגישות, כגון גורמי צמיחה, ציטוקינים, או סמים, בתוך הליבה של הסיבים ( ⁇ ) פעולות כמו מחסום מגן נגד פותרים אורגניים קשים בשימוש לעתים קרובות בתהליך וניתן מהנדס כדי לשלוט ב- CFicicicication) עם β-Factation ישירות של חלבון Cupic.

אלקטרוסינינג

כחלופה לאלקטרוסנסיט קואקסיאלי, אלקטרוקסונדינג מכיל יצירת משקע מים (או שמן-in-water) גולגולת של הסוכן הביואקטיבי בתוך הפתרון הפולימרים.במהלך התהליך, טיפות ההפחתה של המשקעים מתוחים ומיישרים בתוך המטוס, וכתוצאה מכך שילוב שלהם לתוך המטריקס.

צורך ללא צורך ו- Multi-Jet Electrospinbility

הגבלה משמעותית של אלקטרוספינינג חד-מינוי היא קצב הייצור הנמוך שלה, המהווה מחסום לתרגום קליני וייצור של מבנים בקנה מידה גדול. אלקטרוניקה מחטים כתובות המגבלה זו על ידי יצירת רבים טיילור cones בו זמנית משטח נוזלי חופשי, כגון תופים רוטט, דיסק או חוט. טכנולוגיה זו עולה באופן דרמטי סיבים באמצעות חישוב, מה שהופך אותו אפשרי לייצר מחקרים גדולים, ספוגים לשימוש קליני פוטנציאלי.

חומרים ביולוגיים עבור Electrospun Cartilage Scaffolds

הבחירה של biomaterials היא אבן הפינה של עיצוב הפיגום.הפולימר האידיאלי עבור הנדסת רקמות טרחוס חייב להיות ביו-אי-תואמים, biodegradable, תהליך על ידי אלקטרוספינינג, ויש לו תכונות מכניות שמתאימות לרקמות הילידים.

שם הסרטון: PCL, PLGA ו-PLLA

פוליסטרים סינתטיים מעדיפים את האיכות הניתנת להשגה שלהם, שיעורי ההשפלה הטונה, ונכסים מכניים חזקים. Polycaprolactone (PCL) הוא פולימר מוכוון למחצה עם שיעור ההשפלה איטי (עד 2-3 שנים) וכוח רבילי גבוה, מה שהופך אותו מועמד מצוין עבור תמיכה מכנית לטווח ארוך.

פולימרים טבעיים: קולג'ן, גלטין, צ'יטוסאן, ו Hyaluronic Acid

פולימרים טבעיים מציעים ביו-גמישות יוצאת דופן ומכילים אותות ביולוגיים טמונים אשר מקדמים את הדבקות התאית ואת הזיה. סוג הקולג'ן I וטיפוס II הם החלבונים הרבים ביותר ברקמות מגע והם מוכרים ישירות על ידי תאים באמצעות קולטנים דלקתיים מהירים. Gelatin, הנגזר מ-cotchagen, שומר על ה-RGD (חומצה גליגליקולארית) תא המוטיבים על ידי גירוי ביולוגי ו-ידיים דומים ל-חומצה פולינזירית (חומצה פולינזירית) הוא לעתים קרובות סובל מ-חומצה פולינזירית (חומצה פולינזירית).

אתר אינטרנט ו- Hybrid Scaffolds

כדי לרתום את החוזקות של שני המעמדות פולימרים, אלקטרוסמנטינג מאפשר יצירת של פיגומים מורכבים.לבד פולימרים סינתטיים וטבעיים, כגון PCL /collagen או PLGA /chitosan, תוצאות במגוון עם הידרופילנסיביות משופרת, תא ייחודי אזור מכני.

עיבוד אלקטרוני של אלקטרוספנס Scaffolds כדי לשפר את צ'נדרוגנזה

כדי לכוון באופן פעיל את הגוון של תאי גזע ולקדם היווצרות חזקה, יציבה של cartilage, קשקשים אלקטרוספונים הם פונקציונליים עם מגוון של אותות ביולוגיים וגופניים.

פיתוח: growth factor Delivery

בקרת ספירו-זמנית של אספקת גורם צמיחה היא כלי רב עוצמה.חברי בית העל TGF-β, כולל TGF-β1 ו- TGF-β3, הם הגורמים החזקים ביותר של chondrogenesis. גורמים אלה יכולים להיות מודעות פיזית על פני השטח, מחלחלים בתוך סיבי אלקטרו-אפילציה או גולגולת, או comolyding תאים אלה של דלקתיים מסוג זהה (C) ממריצים אחרים של תאים פגומים אחרים של דלקתיים (חומרים כימיים מסוג זה)

שינוי פנים ו- Biochemical Cues

מעבר לגורמי צמיחה, פני השטח הנפוחים יכולים להיות שונים להציג את ה peptides ECM-derived או פוליsaccharides. Immobilization של peptide RGD משפר את החתך התא באמצעות integrin מחייב.שילוב GAGs מסולפים, כגון chondroin sulfate או heparin sulfate, מספק אתרים עבור צמיחה מחייבת גורמים כגון hydrogicstrastrastoxicials (מתאים) משמש כדי לשפר את הפונקציונליות טיפול תרופתית (דלקתיים).

כתובת אתגרים מרכזיים באלקטרוסמנטון לתיקון קרטלאז'

למרות היתרונות המשמעותיים שלה, אלקטרוספינינג מתמודדת עם כמה אתגרים מתמידים שיש להתגבר עליהם כדי להשיג התחדשות תפקודית של פחמימות.

שיפור התא וחלוקת 3D

אחת המגבלות המותקנות ביותר של מזרונים אלקטרוספניים קונבנציונליים היא האריזה הדחוסה שלהם ואת גדלים פואר קטנים (בדרך כלל < 10 מיקרומטר) מבנה זה מרתיע פיזית את התא חדירה, וכתוצאה מכך שכבת דק של תאים המכסים את פני השטח של המשטח של תא מבוזרת בו זמנית ולא התפלגות תלת מימדית אחרת.

התאמת הנכסים מכניים ו Anisotropic המורכבים של קרטלאז'

קרטלאז מציגה מבנה אסטרומטי מאוד והתנהגות מכנית לא לינארית.מחיש את זה עם אדמד פשוט לא ארוג הוא קשה מאוד.המודולוס הדחיסה של האזור העמוק הוא הרבה יותר גבוה מזה של האזור השטח השטחי, בעוד השטח דורש תוספת חיכוך נמוכה (מתאים את עוביים אלה דורש יצירת פיגמנטל zonal scaffolds.

סקלאלה ותרגום קליני

תרגומים של אלקטרוספגונים מספסל לצד המיטה דורשים התייחסות לסוגיות של יעילות, סטנדרטיזציה, ותרגולי ייצור טובים (GMP) Scalability של ייצור סיבים נפתרה על ידי מערכות מיותרות ורב-ג'ט. עם זאת, הבטחת סיבים עקביים מורפולוגיה, פונקציונליות אחידה, ו סטריליות על פני אצילות היא מכשול משמעותי.

פרספקטיבה עתידית ו- Outlook קליני

תחום האלקטרוסמנטנינג עבור הנדסת רקמות טרחוס ממשיך להתפתח במהירות. מגמות מתפתחות מצביעות על יותר מתוחכם, רב תפקודי, ואפישנים מותאמים אישית.

שילוב עם ייצור אדקטיבית (3D Bioprinting)

שילוב אלקטרוספן עם הדפסה תלת מימדית הוא כיוון מבטיח במיוחד. מלט אלקטרוwriting (MEW) הוא צורה של אלקטרוספינינג אשר מייצרת סיבים מסודרים מאוד, micrometer שניתן לערום שכבת-על-ידי-שכבה כדי ליצור ארכיטקטורות 3D מדויקת. מבנים אלה יכולים לספק את הכוח המכאני הדרוש ומאקרו-porosity עבור תא חדירה תוך מתן שכבות ננומטר (מתקני אלקטרו-מול) כדי לאפשר גישה היברידית גבוהה של תאים.

חומרים גמישים וחכמים

התפתחותם של פיגומים "חכמים" שמגיבים לסביבה המשותפת המקומית היא גבול מרגש.הפסלים האלה יכולים לשחרר גורמי צמיחה בתגובה לפעילות האנזימטית (למשל, ממטריקס מתכתלופרופרוטאינים), לשנות את התכונות המכאניות שלהם בתגובה לטעון, או לספק תרופות נגד דלקת נגד דלקת ריאות בתגובה לדלקתיות.

אישי ו- Zonal Scaffolds

ההתקדמות בתחום ההדמיה והמודלים החישוביים הם סלילת הדרך לתכנון הפיגום ספציפי לחולה. סריקת MRI או CT של המטופל יכול לשמש כדי להגדיר את הגיאומטריה המדויקת של פגם טרחוס, ואת השפע יכול להיות מוטבע כדי להתאים יותר, למרות שאפישנים יכולים להיות מעוצבים עם אזורים נפרדים כי לחקות את השטח, האמצעי, ואת השכבות העמוקות של cartilage, כל אחד מהם תכונות אלקטרו-כימיות, אך יעילות של טיפול כימי, אך עדיין, עם טיפול כימי, עם התפתחות אלקטרו-רפואית, אך יעיל של חומר כימי, עדיין, עם התפתחות אלקטרו-רפואית, עם התפתחות קלינית, עם התפתחות יעילה, עם טיפול סטנדרטית, עם טיפול סטנדרטית, עם טיפול כימי, עם טיפול סטנדרטית, עם טיפול סטנדרטית, עדיין, עם איכות.