재생 의학의 기초 : 기관 비계 및 그들의 도전

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Nanopatterned 표면 이해

나노 입자는 1 ~ 100 나노 미터에 이르는 기능과 함께 설계된 재료입니다. 이 나노 입자는 세포에 물리적 및 화학적 입법을 제공하는 extracellular matrix (ECM)의 복잡한 구조를 mimic 할 수 있습니다. 이 나노 입자는 홈, ridges, pits 또는 기둥과 같은 패턴을 만드는 것으로 과학자는 세포 접착, 정렬, 마이그레이션 및 차별화에 영향을 미치는 표면을 설계 할 수 있습니다. 이 화합물은 이러한 특정 물질과 상호 작용하는 물질과 같은 다양한 형태의 화학적 반응을 포함합니다. 이 화합물은 이러한 물질과 같은 특정 물질의 상호 작용을 촉진하는 것이 매우 중요합니다.

나노패턴용 제작 기술

나노패턴 표면은 고급 나노 직물 방법을 필요로한다. 전자 빔 lithography는 정밀한 패턴 생성을 허용하지만 큰 부위에 대한 종종 느린 값이 비쌉니다. 나노멀프린트 lithography는 폴리머에 스탬프 패턴이 있는 비용 효율적인 대안입니다. 레이저 간섭 lithography는 대형 표면에서 주기적 패턴을 만들 수 있습니다. 자기 조립 기술, 블록 코폴리머 lithography와 같은, 균일 한 나노 구조의 생성에 대한 확장 가능한 접근을 제공합니다. 이러한 방법은 연구자가 특정 형상, 특정 형상 및 조직의 특정 측면에 맞게 조정 가능한 모양을 만들 수 있습니다.

나노 스케일 토피에 대한 셀 방향의 메커니즘

세포는 integrin-mediated 접착을 통해 그들의 환경에 상호 작용합니다. nanopatterned 표면에 세포 땅이 있을 때, 그것의 filopodia 조사 nanostructures. 본이 평행한 강저 같이, 정렬되는 경우에, 세포의 찰상은 능선을 따라 초점 접착을 설치하기 위하여. 이 과정은 접촉 지도로 알려져 있는, 세포를 elongate와 migrate에 간격을 두기 위하여 일으키는 원인이 됩니다. 모양의 깊이 그리고 간격은 나노 세포의 각종 모양에 있는 100-1000 미터의 파장의 파장에 영향을 미치기 위하여, 봅니다.

초점 및 Cytoskeletal Dynamics

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특정 기관 비계에 있는 신청

나노패턴 표면은 여러 조직 유형에서 검증된 결과를 가지고 있습니다. 필요한 지침의 정도는 변화하지만 원칙은 일관성있게 유지됩니다. 조직 된 아키텍처는 기능 조직을 생산합니다.

Cardiac 조직 공학

심장은 비독성에서 계약을 체결하기 위해 심장 박동을 의지합니다. 심장 박동은 평행한 강저를 가진 nanopatterned 표면에서 미립적인 myocardium가 뭉치 모양에 myocytes를 격려합니다. 연구는 그런 줄맞춤이 전도 속도와 수축력을 개량한다는 것을 보여주었습니다. 예를 들면, nanopatterned 폴리우레탄 비계를 사용하는 학문은 편평한 표면에 비교된 80%에 의해 증가한 심장 세포 줄맞춤이, 그 결과로 헝겊 조각 조직에 있는 조직을 헝겊 조각될 수 있었습니다.

신경 조직 재생

신경계에서, 지시된 성장은 척추 수증기 부상 또는 주변 신경 손상을 고치기를 위해 중요합니다. Nanopatterned 비계는 조정된 nanogrooves 가이드 axonal 연장을 가진 비계를 지시하고 synapse 대형을 승진시킵니다. 1개의 접근에서, 연구원은 laminin를 가진 nanorod 본을 입혔습니다 화제와 화학 cues를, 강화한 신경 연결에 지도하고 동물성 모형에 있는 흉터 조직 대형을 감소시키기 위하여 지도하는.

Liver 조직 공학

비스무트 덕트와 sinusoids를 포함하여 간 복합 건축술은, 비계 디자인 도전을 만듭니다. Nanopatterned 표면은 hepatocyte 극성 및 기능을 유지하도록 돕습니다. 예를 들면, 마이크로 및 nanopatterned 표면은 약 물질 대사 학문을 지원하는 간에 칩 장치를 창조하기 위하여 이용되었습니다. 비계 근거한 접근에서, 정렬한 본은 코드로 hepatocyte 조직을 격려하고, 표를 붙인 분비 및 시크롬 P450 활동을 개량합니다.

Kidney와 Musculoskeletal 조직

나노패턴은 튜너 패턴을 따라 동양의 재생 세포로 구성된 중반과 같은 구조를 안내할 수 있습니다. 뼈와 연골 공학에서 나노패턴은 줄기 세포의 차이에 영향을 미칩니다. 특정 치수의 강저는 골절 또는 chondrogenic 선체를 향해 mesenchymal 줄기 세포를 유도할 수 있으며, 궁극적으로 호스트 조직과의 통합을 더 잘 이끌어 낼 수 있습니다.

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Biocompatibility와 면역성 응답

모든 비계 재료는 역동적인 면역 반응을 유발해야 합니다. 나노패턴은 면역 세포 행동에 영향을 줄 수 있으며 특정 패턴은 매크로 부족 활성화 및 섬유질을 감소시킵니다. 항 염증성 복종을 촉진하는 표면 설계로 연구원은 통합을 개선하고 불량 위험을 줄일 수 있습니다. 이 이중 투과성 cues의 역할은 조사의 유망한 영역입니다.

나노패턴된 비계의 미래 방향

이 필드는 개인화되고 기능화 된 비계로 이동됩니다. 지금 3D 생체 인식의 진보는 내장 나노 패트릭, 층 층을 가진 창조를 허용한다. 2 광합성 중합체와 같은 기술은 미립 자연 조직이 복잡한 계층 패턴을 생성 할 수 있습니다. 인공 지능은 특정 세포 유형에 대한 패턴 디자인을 최적화하는 데 적용되고, 세포가 다른 기하학에 반응하는 방법을 예측합니다.

결합된 토피 및 생화확적인 Cues

신호 분자의 제어 방출과 나노 패턴을 통합하는 것은 신생아 접근 방식을 제공합니다. 예를 들어 신경 성장 인자 (NGF)로 코팅 된 줄어들어진 홈이있는 비계는 신경 줄기 세포의 방향과 차별화를 향상시킬 수 있습니다. 이 조합은 복합 기관에 대한 탐구되고 여러 세포 유형이 정확하게 구성되어야하며 신장 중반 또는 헤파트 룰과 같은 구성 요소가 있습니다.

임상 번역 및 규제 Pathways

이 제품은 정상적인 기능에 따라, 정상적인 기능에 있는 몇몇의 다른 유형에 있는 다른 유형의 제품을, 이고, 정상적인 기능에 있는 다른 유형의 제품을, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 는, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 는, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 이고, 는 이고, 는 는 이고, 이고,

키 테이크아웃과 도로 Ahead

나노패턴 표면은 장기 비계에서 세포 성장을 안내하는 강력한 방법을 나타냅니다. 자연 ECM의 토피를 섞어서, 이 표면은 직접 세포 정렬을 강화하고 조직 조직을 강화하고 기능적인 결과를 향상시킵니다. 심장, 신경 및 치열 조직의 응용 프로그램은 특정 약속을 보여줍니다. 염색 기술 성숙과 세포 표면 상호 작용의 우리의 이해로, 나노패턴 된 비계는 재생 의학의 표준 접근이 될 수 있습니다.

  • Enhanced 조직 – 더 기능적인 조직에 대한 분산된 성장 패턴.
  • 기능 통합 – 더 나은 mimic native organ Architecture.
  • 재해제 위험] – 임문모디어 패턴은 불리한 응답을 최소화합니다.
  • Accelerated Healing process – 조작이 가능한 세포 이동 속도.

더 많은 것을 배우기 위해 독자는 ]의 자원을 탐구할 수 있습니다 생물 의학 화상의 국가 연구소 및 Bioengineering]와 같은 저널에 최근 리뷰 자연 리뷰 자료]]. 깊은 다이빙 접촉 지도 메커니즘에 대한, Teixeira et al. (2003)] 바이오스에서 나노의 발전은 비틀리의 역할을합니다. 나노의 발전은 나노의 발전을 촉진하는 데 효과적입니다.