Unmet Liver Tound Engineering'de Fonksiyonel Vasülerizasyona ihtiyaç duyar

Dünya çapında yaklaşık iki milyon ölüm için canlı hastalık hesapları, tümorganizasyonun ötesinde alternatif tedaviler için acil bir talep yaratıyor. Biyomühendis karaciğerleri umut verici bir çözüm temsil ederken, alan defalarca kritik bir şişeye çarptı: Organ ve #8217; neredeyse her zamanatik bir kan tedariki olmadan, damardan kaynaklanan doku yapıları klinik ilgi için gerekli olan metabolik aktiviteyi sürdüremez.

karaciğer, iki kan tedarik sistemi aracılığıyla kalpli çıkışların yaklaşık% 25'ini alır, portal ve teslim edilen kana sadece bu gemilerin yapısal düzeni ve her zamanatik arterleri oksijenli kan tedarik eder. Bu iki akışlar sinüsoidler içinde karıştırılır, organ ve #82'yi destekleyen eşsiz bir hemodinamik çevre yaratır; metabolik iş yükü. Bioered yapılar bu karmaşık gereksinimleri ele almak için nihayet başlar.

Liver Sinusoids'i Anlayın: Yapı İşle tanışın

Liver sinusoidler, fenestrae ile karakterize edilen sonlu endothelium, 100-200 nanometrenin çapındaki ortalama 100-200 mikrometreyi ölçen özel kanallardır. Bu eşsiz mimari, lipoproteinlerin serbest değişimine izin verir ve Disse alanı arasındaki sonlu endothelium, her zaman 100-200 nanometreler, mikrosüllü uzayın her zaman değişebilir.

Sinusoidal fonksiyonuna eşit olarak önemli olan, sinusoidal lumenleri dokuya bağlı makrofazlar nedeniyle bağışıklık gözetiminden sorumlu ve patojenlerin tespitinden sorumlu tutarken, bu hücre tipleriyle etkileşimleri her zaman fizyolojik bir şekilde ele geçirmek veya yeniden kurmak gerekir. Örneğin, örneğin, ev içi basıncının korunması ve onarımı için başarısız olan herhangi bir biyomühendislik stratejisinin her zaman.

Sinusoidlerin fiziksel mimarisi de oksijeni daha düşük ortamlarda faaliyet gösteren oksijen gradienti dikmektedir ve Pittsburgh-merkezli eksen boyunca metabolik iyonasyonlar üretemez. Periportal heratositler bu yüksek oksijen gerilimi ve tercih edilebilir bir şekilde performans gösterir.Merkezdeki çalışmalar düşük oksijenli ortamlarda çalışır ve Pittsburgh'17T'den itibaren regresyona yol açarlar;

Fonksiyonel Sinusoid Formasyon için Biyomühendislik Stratejileri

Mikro ölçekli Kontrol için Gelişmiş Biyoprinting Teknikleri

Üç boyutlu biyoprinting, basit hücre dekontunun çok ötesinde gelişti. Mevcut nesil sistemler hem de kondüktör yapılara kadar boş boru yapılarını makrovasküler boyutlardan yayabilme yeteneğine sahip cozonik asitler ile karıştırıldı.Forusoid mühendisliği için, araştırmacılar, yaklaşık 400-600 Pagelin ana karaciğeri sertliğiyle eşleştirerek optimize edildi.

Özellikle umut verici bir gelişme, HarvardR'de araştırmacılar tarafından bu kanalların basıldığı ve daha sonra 50 mikrometrenin küçük olduğu gibi kanal çizgilerini gerçekleştirmesi için çözülebilir.

Shear Stres Durumlama Platformu

Endothelium mekanik kuvvetlere karşı oldukça hassastır ve laminar hear stresi olgun sinusoidal phenotype'i azaltmak için vazgeçilmez bir rol oynar. Statik kültür koşulları sinyalizasyon kalibrasyon platformlarını yeniden tasarlamaz -özellikle de Kruppel benzeri faktör 2 (KLF2) ve endotel nitrik oksit sintase (eNOS) - bu en yüksekrasyon formasyon ve sıkışovasyon oluşturma ve sıkılaştırma yöntemlerine yol açar. Microfluidic platformları bu sınırlamayı kontrol ederek, sürekli olarak kontrol ederek, sürekli olarak gelişen ve sürekli olarak gelişen bu sınırların gelişimi sırasındaki tüm canlı monologlar.

Son tasarımlar, oksijen gradients'i yanı sıra, oar profillerini oluşturmak için birden çok paralel kanal içerir, yerel karaciğer lobları bulunan parenjik bir bölmeye bağlı olarak, birincil frekansları içeren bir cihazdır.

Indük Pluripotent Stem Hücrelerinin Sinusoidal Endotheliumium

Otolog hücre kaynaklarının kullanılabilirliği, sinüsoid formasyon için gerekli olan temel protokollerin klinik çevirisine kritik bir engel olmaya devam etmektedir.Indüklenen pluripotent kök hücreleri (iPSCs) bu sınırlamayı aşmak için teorik bir çözüm sunar, ancak belirli endotelyal alt tiplerini oluşturmak için doğru bir şekilde farklılaşma protokolleri gerektirir. Standart farklılaşma protokolleri Wnt3 kullanarak, hareketsiz A ve kemik morfogenetik protein 4 (BMP4).

IPSC'leri bir mesodermal ara ile yönettikten sonra, hücreler her zamanatosit büyüme faktörü (HGF) ve damar endotelyal büyüme faktörü (VEGF) ile yeniden endotelyal asit sinyali modülelatörlerin eklenmesiyle ortaya çıkıyor.

Kendi kendini bir şekilde adlandırmak için Ekstracellular Matrix Engineering for yönetmen Self-Assembly

karaciğer ve #8217; ekstra hücreli matrix (ECM) sadece yapısal destek değil aynı zamanda hücresel organizasyonun kılavuzluğunu gerektiren biyokimyasal cuesler. Yerli ECM kompozisyonu yeniden yapılandıran, endotel hücreleri kendi kendine monte eden sinüsoid benzeri ağlara da tam mimari predefinans gerektiren şekilde hizmet vermektedir.

Tüm klinisyenler, ECM tabanlı yaklaşımlar için altın standartı temsil eder, yerel vascuel seviyeye kadar uzanır.[Döneticileri ile yeniden incelenirken, özellikle de LSEC’ler ve her zamanositler kullanarak bu yaklaşım, sequential decellularizasyon protokollerini zyologic aralıkları içinde destekler.)

Sinusoid Maturation ve Stability'te Yükselen Hurdles

Tanımlanan stratejilerin her biri izolasyona söz vermiş olsa da, klinik çevirileri istikrar ve uzun vadeli işlev inşa etmekle ilgili kalıcı zorlukları aşmak gerekir.En önemli engellerden biri, kültürleştirilmiş LSECs'te en büyükrasyonların bakımını içerir.In vivo, en iyirasyon istikrarı, moleküler taşıma ve Rho-kinase sinyalini her zaman azaltarak düzenlenen dinamik bir dengeye bağlıdır.

Glovastatin ve diğer statins kullanarak farmakolojik yaklaşımlar, LSEC'lerde Tie2 reseptörleri bastırarak, en iyi şekilde uygulanan farmakolojik müdahaleden daha etkili olan kakao hücreleri, sadece LSEC'lerde uygulanan cerrahileri ve saçılmalarını sağlayan iki katlı betonlu hücreli hücreleri kullanarak - LSEC'lerde fotonasyonel sonlu sonlu üç gün boyunca - sadece yarı zamanlı olarak yapılan iki yönlü sonlu sonlu devrede-parçalı sistemlerde kullanılan beton hücreleri içeren, biyomühendislik yapıtize edici hücrelerden daha etkili bir şekilde test eder.

Implantable Yapılar için Immunological Thinkations for Implantable Constructs

Tümoimmune cevapları, pratik uygulamalarını kısıtlayan ek bir bariyer oluşturur. Tümojen LSEC'ler biyomühendis karaciğer inşalarında dikkat çekiyor.HLA-E, doğal katil hücresine engel olan standart olmayan bir MHC molekülü, sistem dışı immün redüksiyonlar olmadan bir yol sunar.

Bu bağışıklık kaynaklı hücrelerin korunması zorlu kalır, çünkü kriop koruma protokolünin başarılı bir şekilde iyileştirilmesi, sinüsoidal endotelyal bileşenlerinin yaklaşık% 40'ı tarafından azaltılabilir. Klinik-öldürülebilirlik ve diğer kriyo koruma mekanizmalarının dahil edilmesi, klinik-tavücreasyonel engellerin artırılması için önemli ölçüde azaltılabilir.

Synergistic Platforms ve Gelişen Yollar

En umut verici son gelişmeler, birleşik platformlardaki çoklu biyomühendislik yaklaşımlarını birleştiren stratejilerden ortaya çıktı. Hybrid systems bütünleşik 3D biyoprinting with microfluidic perfüzyon, özellikle de aktif bir araştırma alanı temsil ediyor.Bu platformlarda, basılı yapısal elementler, ana karaciğer seviyelerinin% 28 günü boyunca yüzde 60'ını sağlayan, statik biyoprofesyonel verilerle birlikte inşa eden üç kat daha fazla üretime olanak sağlıyor.

[FONT:0)Organoyak temelli yaklaşımlar[[Dönetici:0)[Dönetici)[FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=FONT=TRNT=TRNT=FONT=TRNT=FONT=TRNT=S) ile ilgili olarak, bu organoidler ile birlikte, bu tür bir mikrobiyolojik hücrelerine uygunluğunun sağlanması için, ancak, mikrobiyal hücrelerin tek bir mikrobiyalize edilmesi için uygunluğunun sağlanması için uygunluğunun sağlanması için uygun olması.

PH Mühendislik ve Transient Scaffolds

Alternatif bir paradigma, trafiğe sahip olan in vivo doku mühendisliği, periferik kanın bu amaçla nereye kullanıldığının farkında olmak için uygun bir şekilde implante edilir; kendi hücreler yapılacaktır ve yeniden şekillendirir.Kapital koloni-form hücreleri (ECFCs) bu amaçla dolaşıma girerler. Biyomühendis karaciğer inşaları implante edildiğinde, en iyi 14 gün boyunca implante edilen LSEC bariyerleri ve benzeri olmayan 14 adet ECFC'ler implante edilir.

Ev sahibi doku yeniden modellerinin sürekli olarak yeniden inşa edilmesi, klinik çeviri için ek avantajları sunar. Polycaprolactone (PCL) ile kaplanan incelikli doku mühendisliği uygulamaları ile ilgili olarak, bu yaklaşımın anastomozisleri 6-8 hafta önce bozulmadan önce desteklemesi için ek avantajları sunar.Bu sefer pencere, yeni oluşturulan ekstra hücreli transferlerin yeniden yapılandırılmasına izin verir. Klinik verilerle ilgili kardiyak doku mühendisliği uygulamaları ile ilgili olarak, bu yaklaşımın anastomozisleri destekler.

Klinik Çeviri Yolu

Biyomühendislik için klinik uygulama için ön lisanslama yöntemi, biyomühendislik Değerlendirme ve Araştırma Merkezi arasında paralel olarak koordinasyon gerektiren bir kombinasyon olarak her zaman karaciğeri için moleküler tedavilere rehberlik etmek ve bu düzenleyici Sağlık ve İlaç Yönetimi ve #8217; insan klinik denemeleri başlamadan önce çok sayıda hayvan modeline rehberlik etmek, Biologics Değerlendirme ve Araştırma ve Araştırma ve Araştırma Merkezi arasında koordinasyon gerektirir.

Üretim ölçeklenebilirliği eşit derecede önemli bir meydan okumayı temsil eder. Tahmin edilen hücre gereksinimi, iPSC'lerden gelen bu sayıların, ancak şu anda tek bir hasta doz için 10-15 $ 'lık bir karaciğer fonksiyonuna destek verebilecek şekilde, paralel üretim kampanyalarını destekleyen yaklaşık 5 milyar LSEC'ler.Mevcut iyi üretim uygulamaları (GMP) tesisleri, uygun üretim tesislerini azaltmak için gerekli olan birkaç sözleşme geliştirme organizasyonları, otomatik olarak entegre edilebilir ve tek bir iş akışı içinde entegre edecek şekilde yatırım yapmak için.

Bu zorluklara rağmen, alandaki yörünge önümüzdeki on yıl içinde anlamlı klinik etkiye doğru işaret ediyor. Gelişmiş biyoprinting, mikrofluidic koşullandırma, kök hücre biyolojisi ve ECM mühendisliği şu anda 300 gün süren sinusoidal yapıyı ve işlevi fark eden tahrifikasyonları ortaya çıkardı. Her bir artış en üst düzey stabilite, akış yönetimi veya hücresel kimlik, biyografi sağlayan karaciğer hastalıklarının klinik gerçeklik için daha yakınlaştırılabilmesini sağlayacak.