פריצות בינלאומיות ב biodegradable Nanofiber Scaffolds עבור וריאציות וחילוניות

מחלות לב וכלי דם נותרו הגורם המוביל לתמותה ברחבי העולם, תוך שימוש בצורך דחוף באסטרטגיות תיקון חדשניות. במהלך העשור האחרון, הנדסת רקמות פולשנית התפתחה כגישה טרנספורמטיבית, תוך מינוף של פיגומים ביולוגיים בעלי יכולת גבוהה להדריך את הדור של כלי הדם.בין ההתקדמות המרגשת ביותר היא שילוב של ננופימדומים ביולוגיים מטבוליים שונים לתוך עיצוב גרפי.

הבנה של ננופיברים

ננופיברים biodegradable הם סיבים פולימרים המהנדסים לפרוץ בתנאים פיזיולוגיים לתוך מוצרים לא מזיקים, בדרך כלל פחמן דו חמצני ומים. יחס פני השטח הגבוה שלהם, נקבוביות טוטליות, ויכולת להיות מיושר או מוכוון אקראי להפוך אותם אידיאליים כדי לתקן את המורכבות האדריכלית של קירות כלי הדם.

בחירת החומר והתנהגויות הפחתת

הכוחות הפולימרים המלומדים ביותר עבור פיגומים דו-חמצני הם פוליסטרים אלphatic, כולל חומצה פולית (חומצה פולית), חומצה פולית (PGA), ופולימרים שלהם copolymer פוליסטר (חומצה פוליציאלית-קוגליקולית) (PLGA) יש להבטיח את ה- FDA עבור יישומים ביו-רפואיים רבים בשל ההשפעות הביולוגיות וההשפלה הדלקתית שלהם לאחר מכן נמוכה של 2 חודשים עד בינוניים, כלומר, עד בינונית, עד בינונית, עד בינונית, לאחר מכן, כך היא יעילה, כך היא יעילה, כך ש-pactn-Lolateds (pact) גבוהה יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, שיפור טיפולית גבוהה יותר, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, שיפור טיפול פסיכולוגי, על פני 3 חודשים טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול יעיל של טיפול תרופתית, 000 שנים.

עקרונות עיצוב עבור ננופיבר-Enhanced Vascular Scaffolds

פיגום תוססת מוצלחת חייב לעמוד במספר קריטריונים עיצוביים מחמירים: זה חייב להיות ביו-אי-תואמים, תמיכה endothalialization, לעמוד ב- thrombosis, להתאים את תאימות עורקים מקומיים, ו degrade בקצב מתואמת עם חידוש רקמות.

מטריקס אקסטרולר (Surtural Mimicry of the Extracell Matrix)

הילידים ECM של כלי דם הוא רשת מורכבת של סיבי קולגן ו elastin עם קוטרים בטווח nanometer. אלקטרוspun nanofiber meshes יכול לשכפל מבנה fibrillar זה, מתן רמזים פיזיים המנחים תאים חלקיים תאים שריר ואת תאים קצה כדי לארגן לתוך שכבות פונקציונליות. Aligned Efibers, למשל, לעודד תאים חלקיים לאמץ שכבת טרמפולינה מכוונת עבור סיבית או קוטרנטית יחיד, אשר משמש יחיד.

תכונות מכניות והתאמה

כלי דם הם מולקוליים וחייבים להרחיב ולהישבר עם כל פעימות לב. a הפיגום נוקשה יכול לגרום הפרעות זרימה, היפרפלפליה timal, ובסופו של דבר כישלונות graft.Nanofiber scaffolds יכול להיות מתוכנן להיות הוכח כדי למנוע צפיפות חיצונית של שימורים הילידים.לדוגמה, ערבוב קשיחים עם elastomers גמישים, כגון פוליאורגני או פוליצריק (S) ספוגה, עם לחץ דם אחורי), עם חומצה חשמלית מוגברת, עם חומצה אחורית, עם לחץ דם אחורית, כולל, עם חומצה פוליפרציפרידית, בנוסף, עם חומצה חשמלית כהה יותר, עם חומצה חשמלית מתוחה, עם חומצה פוליפרודה אחורית יותר.

בושם ושגשוג עבור תחבורה תזונתית

בפסלים עבים, הישרדות התא תלויה בתמצית של חמצן וחומרים מזינים.ננופיבר יש בדרך כלל נקבוביות גבוהה (80–90%), אבל הגודל של הנקבוביות חייב להיות נשלט בקפידה. פורס קטן יותר מ - 10 מיקרומטר יכול להגביל את חדירה תאית, בעוד pores גדול יותר מ - 100 מיקרומטר עשוי לפשרה שלמות מכנית, עם פושר חשמלי קטן יותר על ידי סיבית אחורית אחורית גבוהה יותר של סיבית חלקית.

טכניקות קירור מתקדמות

בחירת שיטת ייצור משפיעה ישירות על הארכיטקטורה הננופיבר וכתוצאה מכך, הביצועים הביולוגיים של הספידר.שלוש טכניקות עיקריות שולטות במחקר הנוכחי: אלקטרוסמנטינג, הערכה עצמית, ו-3 ממדים (3D) ביו הדפסה.

חידושים חשמליים

(האלקטרוסמנטינג נשאר השיטה המגווןית ביותר לייצור ננופיברות מתמשכים.באלקטרוספינינג המסורתי, שדה חשמלי גבוה מסתמך על פתרון פולימרי מ nozzle לאספן, ויצר סיבים.FLT:0Coaxial אלקטרו-vasing גם כן מאפשר יצירת סיבים ליבה-תחתית, שבו הליבה יכולה להכיל צמיחה או גורם אלקטרו-חשמלימחדש למולם בהדרגה למולקולות אלקטרו-מחדשות.

self-Assembly of Peptide Amphiphiles

שיטות הערכה עצמית מנצלות אינטראקציות מולקולריות כדי ליצור רשתות ננופיבר מאבני בניין קטנות, כגון אמפיפיפיפיפילים (הכוללים האלה יוצרים סיבים עם קוטרים של 5-10 nm, הרבה יותר דק מאשר סיבי אלקטרוספנון, והם יכולים לשלב מוטיבים ביואקטיביים כמו רצף peptide RGD כדי לקדם integrin מחייב את היכולת ליצור מאוד ממבנה, לעתים קרובות ניתן למקם את הציפוי תיבות של 1Fold:

3 - דימונים

bioprinting 3D מאפשר את שכבת-על-ידי-שכבות של הידרוג'ל תאים-לאדן ו- nanofiber פלחים ליצור ג'ממטות מורכבות, ספציפיות לחולה. כאשר בשילוב עם אלקטרוספן, מדפסת היברידית יכול להפקיד שינוי שכבות מדויקות של תאים וננופיבר, בניית חום, בנייה עבה, קיימא. לדוגמה, מחקר שפורסם לאחרונה עם משולשת משולבת עם שכבת דם פנימית עם שכבת ביניים, אך ורקמות חיצונית, מאפשרת שמירה על פני תקופה חלקית, אך חלקה, אך ורקמות חיצונית מלאה, עם שכבת בקרה חיצונית, כל זמן רב-מבנית, יציבה, אך ורקמות, יציבה, יציבה על פני שטחית, כולל שריר עמוק על פני כדורית, כולל שרירנית.

היתרונות העיקריים של ננופיבר-הנדסד Scaffolds

השילוב של ננופיברים לתוך פיגומים פולשניים מניב יתרונות נפרדים על פני graft סינתטי קונבנציונלי או מטבוליות decellized:

  • (FLT:0) Superior Cell Attachment ו- Pתפוצה:BuildFLT:1) השטח הגבוה של ננופיבר מספק שפע של אתרים עבור integrin מחייב.מחקרים כי דבקות תאים אנדואליים על אלקטרוספגנון PLGA ננופיבר הוא 2-3 פעמים גבוה יותר מאשר סרטים חלקים של אותו חומר.
  • (FLT:0)Reduced Immune Response:FearLT:1 ; polyesters biodegradable elicit תגובה דלקתית קלה אשר פותר כמו הפחתות פיגומים פיגומים אפילטיים קבוע (למשל, ePTFE), ננופיפרפרפרבנים גורמים פחות דלקת כרונית ו- fibrous encapsulation.
  • (FLT:0) ,Controlled Degradation Aligned עם התחדשות של Tissue Regeneration:FreaLT: על ידי התאמת קומפוזיציה פולימרנית ומעבדי עיבוד, החוקרים יכולים לעצב פיגומים שדרגו במשך שבועות עד שנים. לדוגמה, תערובת של PGA במהירות גבוהה ו- PCL איטי-degrading יכול לספק תמיכה מכנית מוקדם תוך העברת בהדרגה להתנגשות חדשות, זה פגום.
  • (FLT:0)Enhanced מכני כוח עם גמישות: אנדרפול 1 (RalLT:1) למרות קוטר קטן שלהם, ננופיבר יוצרים רשתות חזקות באמצעות סבך והיתוך. אלקטרופורמולנס לעתים קרובות להציג חוזק רבן בטווח של 5-15 MPa והמשך הפסקה של 50-20%, בדומה לנפיחות ושחיקה.
  • (FLT:0)פונטאלי של ביואקטיביזציה: OVAFLT:1 , ננופיברים ניתן לטעון עם גורמי צמיחה, סוכנים אנטימיקרוביאליים, או אפילו חומר גנטי.שליטה של גורם צמיחה vascular Endotal Growth factor (VEGF) מ coaxial ננופיברנס הוכח להאיץ את ההסתה במודלים abdomal arta, כמו גם timulation יכול להיות משולב ניטראלי.

מחקרים ומחקרים קליניים

מחקרים קליניים רבים הראו את היעילות של nanofiber מבוסס vascular grafts. במחקר בולט 2023, החוקרים שתלו אלקטרוספרון PLCL (poly(L-lactide-co-co-caprolactone) grates זרע עם תאים דלקתיים דלקתיים אחרים שהוצגו על ידי צינורות מתכתיים של סיביר פנימי, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

(ב) תובנות מפורטות יותר במערכות חומר ספציפיות, הקוראים עשויים להתייחס לסקירה מקיפה שפורסמה ב-FLT:0 Nature Reviews CardiologyFLT:1 שדן ב-Nanofiber vascular affolds FLT:2(Vascular רק Engineering Engineering Engineering: from biomaterials to Clinical Translation)FLT 3 נוסף, מחקר על מיקסים בעלי ערך עבור התאמה ניתן למצוא ב-DERRIRIRIR (D) חומרים נוספים של חומרים מכניים (DERR) של חומרים המבוססים על ידי LTIFLTERIFRERIFLTERIRERIFR) LTERIFLTERIR) LTERIRERIGNFR) LTIRERIRERIRERIR) LTIRERIRERIRERIR) אשר מבוסס על ידי LTIGNFLTIRIGNFLTIR.

אתגרים ומגבלות

למרות ההתקדמות המבטיחה, יש להתגבר על כמה מכשולים לפני ננופיבר ספוגים הופכים לסטנדרט קליני.FLT:0Degradation rate synchronizationFLT:1 נשאר קשה: שיעורי ריפוי בודדים משתנים, וניתן לחקור התאמות בגודל אחד של איכות חיים, אך לא ניתן היה אופטימלית בכמה מודלים של בעלי חיים, קשקשים מהירים הובילו להיווצרות מיקרו-תזונה גבוהה יותר, אך ניתן היה צורך בתכונות של ייצור מכניות גבוהות יותר, אך לא ניתן היה צורך.

(ב) (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(FLT:0) עידוד התגובה varientiabilityFLT:1 הוא לעתים קרובות מזלזל. Polymorphism בגנים חיסוניים או תנאים דלקתיים טרום-existing יכול לשנות את ההשפלה והשיפוץ של הגישות המועלות.

כיוונים עתידיים ותרגום קליני

העשור הבא צפוי לראות ננופיבר vascular scaffolds להיכנס בניסויים קליניים בבני אדם. להגיע לנקודה זו, כמה שדרה הם רדוף.FLT:0 אישית פיגמנטציה פיגומים פיגומים ספוגים 1:1 באמצעות נתוני הדמיה סבלניים לתכנון גיאוגרפיות מותאם אישית עכשיו אפשרי עם 3D bioprinting.

כיוון מבטיח אחר הוא שילוב של FLT:0 מבוקר שחרור bioactivealigueerd bioactiveal ReFLT:1 [הציפוי של ננופיברים עם VEGF, bFGF, ו- Anti-inflammatory cytokines יכול ליצור ⁇ s כי מדריך חומרים הגירויים יותר. Preclinical מחקרים באמצעות PLGAfibers שחרור שילוב של VEGFreai ו-Framatory תכונות הראו שיפור של טיפול תרופתי:

מנקודת מבט רגולטורית, מוצרים שילוב אלה (חומר + תאים + סמים) מציגים סיווג מורכב.הניסויים האנושיים הראשונים סביר להשתמש סטרילי, מחוץ ל- Shelf ננופיבר גניבת גניבת זרע הנזרעים עם תאים אנדוטיים ולוגרמיים שננקטו מרקמות ה-Adiposes או peripheral Blood, מאמצים מקבילים מפתחים "recellization" אשר מושכים תאים נוודים כבר אישורים ל- FDA.

מסקנה

ננופיבר ננופיבר מייצג שינוי פרדיגמטי בהנדסת רקמות פולשנית.על ידי חיקוי הילידים ECM ב nanoscale, מבנים אלה מספקים סביבה אופטימלית עבור התחדשות כלי הדם, בעוד שההשפלה הנשלטת שלהם מבטלת את הצורך בניתוחים משניים.התקדמות בטכניקות ייצור - במיוחד אלקטרוסמנטיישן, הערכה עצמית, ו 3Dprint - יש לאפשר את ההידרדרות המוחצת התכונות של ספסלים רדיואקטיביים, עם טמפרטורות ארוכות טווח, אך ורקדות, עם אתגרים הקשורים לגמישות, כולל, כולל אלקטרואקטיביות, אשר עשוי להיות טמפרטורות אלקטרו-מדומים, כולל, כולל גירויים, כולל, בעוד שעדיין, כמו גם על ידי אלקטרו-מדומים, כמו אלקטרו-מדומים, כמו גם על ידי אלקטרו-מדומים, כולל, כולל אלקטרו-מדומים, עם חומרים אלקטרו-ידי אלקטרו-ידי אלקטרו-ידי אלקטרו-מדומים, אשר כוללים, 000, 000, אשר כוללים אתגרים הקשורים לגמישות, עם חומרים הקשורים לגמישות, עם חומרים הקשורים לגמישות, 000, 000, עם חומרים הקשורים לטכנולוגיות אלקטרו-ידי אלקטרו-ידי אלקטרו-מדומים, כולל, עם חומרים הקשורים לגמישות, 000, 000, כולל טכנולוגיות מתוחכמות גבוהה, אך ורקמותרפיסטנספני