나노섬유를 이용한 혈관 조직공학에 대한 혁신적인 접근법

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진공용 나노섬유 비계의 기초

나노 섬유는 나노 미터의 10에서 수백에 이르는 직경을 가진 지속적인 필라멘트입니다. 그들의 높은 표면area에 볼륨 비율, 상호 연결한 porosity 및 다재다능한 기계적 성질은 기본 혈관의 계층 구조를 재조정하기 위해 이상적 만듭니다. 비계는 열 표면에 내화성을 지원해야하며, 기계적인 힘을 견딜 수 있도록하여 근육 세포를 여과하고 재조정을 허용합니다. 나노 섬유는 조직 또는 임계층 조직과 임계층을 통합 할 수 있습니다.

Nanofiber 제작에 사용되는 Biomaterials

자연적인 합성 중합체는 nanofibers로 전기 pun입니다. 교원질과 같은 자연적인 중합체, 엘라틴, 젤라틴 및 fibrin 제안 우수한 생체 호환성 및 bioactivity 그러나 수시로 기계적인 힘 부족합니다. polycaprolactone (PCL), polylactic 산 (PLA), poly (lactic-co-glycolic 산)와 같은 합성 중합체는, 폴리우레탄 tunable 탈질 비율 및 기계적 성질을 제공합니다. 합성 중합체는 합성 물질을 위해 처리한 화합물을, 합성 물질 대사 화합물로 처리한 화합물을 개량하고, 합성 화합물을 위한 합성 화합물을 개량합니다.

나노 섬유 비계에 대한 고급 제작 기술

Electrospinning는 그것의 단순성, 다예 다제 및 통제되는 직경 및 줄맞춤을 가진 지속적인 nanofibers를 생성하는 능력 때문에 가장 널리 이용되는 방법 남아 있습니다. 그러나, 최근 혁신은 관 조각을 위한 nanofiber 생산의 기능을 확장했습니다.

동축 및 유화전 Electrospinning

동축 전자 핀은 핵심 포탄 nanofibers를 일으키기 위하여 이중 바늘 설치를 이용합니다. 이것은 포탄이 구조상 지원 및 통제한 방출을 제공하는 핵심에서 생물 활성 분자 (예를들면, 성장 요인, 약, 유전자)의 캡슐에 넣을 수 있습니다. 유화액 전기 핀이 섞는 것은 전문화한 분사구 없이 유사한 핵심 포탄 구조를 달성합니다. 이 기술은 관 내구 성장 인자 (VEGF) 또는 허파인의 지속적인 납품을 가능하게 하고 endothelial 막는 ombalization를 승진시키기 위하여.

용융 전자 학습

멜트 전기 핀닝 쓰기 (MEW)는 솔루션보다 폴리머 용해를 사용하고 용매 독성을 제거하고 컴퓨터 제어 패턴의 섬유의 정확한 증착을 허용한다. MEW는 정의 된 시골 형상과 섬유 정렬을 사용하여 주문 된 비계를 생산할 수 있으며, 관형을 생성하는 데 유리 섬유를 섞는 데 유용 할 수 있습니다. 잔여 용매의 부재는 생물 호환성을 향상시킵니다.

자기 조립 및 단계 분리

펩타이드 amphiphiles 및 다른 분자는 생리적인 조건 하에서 나노 섬유로 자루 할 수 있습니다. 이 하이드로젤은 불규칙한 결함을 채우는 주사 가능한 비계를 형성합니다. leaching와 결합 된 열 발생 단계 분리 (TIPS)는 높은 porosity를 가진 나노 섬유 거품을 생산합니다. 전기보다 적은 동안, 이러한 방법은 앉아 젤화에 대한 독특한 장점을 제공하거나, 그라디언트 pore 크기로 세 가지 차원 구성을 생성.

진공관 조각에 있는 Nanofiber 비계의 중요한 이점

Biocompatibility and reduceed Immune Response:] 나노 섬유 비계는 자연적으로 파생된 재료 또는 표면화 된 합성 중합체에서 세포 접착 사물함을 제시할 수 있습니다. 이 극소화 외국 신체 반응을 최소화하고 그라프 통합을 촉진합니다.
Enhanced Cell Growth and Endothelialization:] 나노 섬유 토피는 혈관의 기본 막을, 내분비 세포의 급속한 부착 및 이동을 격려합니다. 알레히드 섬유 가이드는 혈액 흐름의 방향을 따라 내분비 세포 방향을, turbulence 및 thrombosis 위험을 감소시킵니다.
기계적 특성의 사용자 정의 : 섬유 직경, 정렬, 부적합, 폴리머 구성, 비계의 파열 압력, 준수 및 봉합 유지는 네이티브 아트리에 일치하도록 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 비스듬한 내부 층과 다공성 외부 층을 가진 비스듬한 비계는 intima와 adventitia를 mimic.
Controlled Degradation and Remodeling: Hydrolysis를 통해 파생된 합성 중합체, 그리고 그들의 degradation 비율은 새로운 조직 형성의 속도를 일치하기 위하여 디자인될 수 있습니다. 자연적인 중합체는 안정성을 조정하기 위하여 교차될 수 있습니다. 비계에서 신 조직에 기계적인 짐의 점차적인 이동은 장기적인 patency를 개량합니다.

Vascular Graft 성능을 강화하는 혁신적인 전략

기본 비계 제작 외에도 연구자들은 혈전증, 백혈병증, 백혈병증 및 불완전한 불완전화의 지속적 도전을 극복하기 위해 정교한 접근법을 개발했습니다.

Bioactive 코팅 및 표면 수정

나노 섬유 표면은 헤파린, 니트로 산화물 기증자, 또는 endothelial 세포 별 펩티드 (예를들면, REDV, YIGSR)와 함께 기능화하여 플래튼 접착을 억제하고 내구 세포 붙잡음을 승진시킵니다. 플라스마 처리, 층 층 층 층 층 집합 및 동등한 immobilization는 섬유 형태학을 비교하지 않고 이 분자를 붙이기 위하여 이용됩니다. 학문은 heparin 기능적인 PCL nano givothogenic 흡진성을 감소시키기 위하여 보였습니다.

성장 인자 및 Cytokines의 법인

VEGF, 기본 섬유 폭발 성장 인자 (bFGF), 또는 플래튼 파생 성장 인자 (PDGF) 나노 섬유에서 지속 가능한 성장 인자는 내구시간화와 매끄러운 근육 세포 침투를 가속합니다. 이중 성장 인자 전달 시스템은 angiogenesis와 배 벽 성숙을 조정할 수 있습니다. 예를 들어, VEGF는 luminal 층에서 발표 된 급속한 내구시간 적용을 촉진하고, 외부 층에서 PDGF는 부드러운 근육 세포 마이그레이션 및 재모델을 격려합니다.

세포 종자 및 전-Conditioning

이식하기 전에 나노 섬유 비계에 대한 시료 오토로우스 내분 세포 또는 mesenchymal 줄기 세포는 초안 성능을 향상시킵니다. 순환 기계 변형 또는 전단 응력을 적용하는 바이오 학회의 동적 문화는 세포 정렬 및 추가 셀 모체 증착을 향상시킵니다. 전 조절형 초안은 세포 비계와 비교하여 동물 모델의 높은 패전율을 보여줍니다.

진료 및 치료

몇몇 nanofiber 근거한 관 조각은 전임상 학문에서 평가되었습니다. 주목할만한 예는 쥐와 양 모형에 있는 전기 펀치 PCL 초안의 사용이고, endothelialization와 매끄러운 근육 세포 침투의 증거로 12 달까지 패력을 해독하는 것은 입니다. 최근, PCL와 교원질을 결합하는 이중 전극 electrospun 초안은 canine carotid 동맥 모형에 있는 promising 결과를 보여주었습니다, hyperplatlass에서 최소한으로 연구하는 수의 수의학적인 동맥 모형에 있는 6 달입니다.

임상 번역은 hurdles를 직면 : 일관성 유지하면서 제조를 스케일링하고, 생체 활성 성분을 손상시키지 않고 살균을 보장하고, 규제 승인을 취득. 그러나, 몇 가지 제품은 초기 임상 시험에 있습니다. 예를 들어, 소아심 수술을위한 생체 분해성 나노 섬유 비계는 유럽에서 조사됩니다. [[FLT : 0]NIH는 전자 펀치 혈관 골격에 대한 연구가 자금을 지원했습니다.[FLT :]-shelf-the-the-sur-the-sur-sur-sur-sur-the-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-sur-the-the-sur-sur-sur-sur-the-the-the

미래 지향과 Emerging Technologies

앞서가는 분야는 다른 최첨단 기술을 활용하여 스마트하고 맞춤화된 혈관 글래프를 만들 수 있습니다.

Nanofibers를 가진 3D Bioprinting

3D 프린팅을 가진 전기를 결합하면 더 큰 강화 섬유로 나노 섬유 메쉬를 통합하는 계층 구조의 제작이 가능합니다. 이것은 개별 환자를 위한 맞춤형 형상을 가진 호환되는 초안을 생산할 수 있습니다. 연구자들은 동시에 정밀 셀 라덴 하이드로젤 및 전자 핀 나노 섬유를 사용하여 생활 관 구성을 만들 수 있습니다.

전도성 및 책임 나노 섬유

폴리 아닐린 또는 탄소 나노 튜브와 같은 전도 폴리머를 나노 섬유로 통합하여 부드러운 근육 세포의 정렬과 성숙을 향상시킬 수 있는 종자 셀의 전기 자극을 가능하게 합니다. 또한 모양 메모리 폴리머는 신체 온도에 도달시 배치하는 자체 팽창성 또는 글래드를 만들 수 있습니다. 이러한 반응성 물질은 외부 자기장 또는 초음파에 의해 방아쇠 될 수 있습니다.

항균 및 항염증제 기능

감염은 혈관 조각의 심각한 합병을 남아 있습니다. 항생제, 은 나노 입자, 또는 항균 펩티드를 가진 나노 섬유를 적재하는 것은 감염 위험을 감소시킵니다. dexamethasone와 같은 항염증제 대리인은 또한 외국 몸 응답을 조절하기 위하여 통합되고 과량 섬유를 방지하기 위하여 이용될 수 있습니다.

개인화 및 정밀 의학 접근법

환자별 비계는 표적 선박의 차원 그리고 기계적 성질에 어울리는 화상 데이터 (CT, MRI)를 사용하여 디자인될 수 있습니다. 게다가, autologous 유도한 pluripotent 줄기 세포 (iPSCs)는 지극에 종결되고, 면역성이 있는 거절을 극소화하는 생식기로 분류될 수 있습니다. 개인화한 디자인과 세포 치료의 이 조합은 관 조직 기술설계의 궁극적인 목표를 나타냅니다.