Kalp hastalığı dünya çapında ölüm nedeni olarak kalır, yıllık 17 milyondan fazla ölümcül için muhasebe. On yıl boyunca, bakım standardı semptomları yönetmeye ve tedavi hastalık ilerlemesine ilaç, yaşam tarzı değişiklikleri ve - ciddi durumlarda -mekanik destek veya nakil. Ancak bu yaklaşımlar doğal olarak solüatiftir: Kardiyak kasları geri yüklemeye veya kök kanserine karşı çıkan yaralamalara geri dönemezler, üç boyutlu bir hastalıkla yenidenjenere kavuşturularak, üç boyutlu bir şekilde yeniden üretime geçiş yapar.

Palliation to Rejenerasyon: Tound Engineering için Imperative

Yetişkin insan kalbi kendi kendini terk etmek için uygun bir kapasiteye sahiptir. Kalp krizi sonrasında milyarlarca kardiyomiyosit ölür ve vücut bir fibrotik yaralar depolayarak yanıt verir ve hatta ve hatta damarsız yardımcı olur, elektrik sinyalleri ve hemodinamik iletebilir, ancak sadece kas yeniden modellerini değiştirir, progresif kalp yetmezliğine yol açar. Konvansiyonel tedaviler -angioplasti, stents, beta-blockers, ACE inhibitörleri, ve hatta ve hatta ve hatta ve hatta damarsız yardımcı cihazlar.

Rejeneratif tıp, bu boşluğu yeni, işlevsel myocardium sağlayarak köprüyü köprüyü kurmayı hedefliyor. Son iki yılda, üç boyutlu yenilik akışı ortaya çıktı: yeni kas hücreleri ile yaralanan hücre bazlı tedaviler; yapısal ve biyokimyasal cudlar sağlayan biyomalzemeler; ve fabrikalar ve malzemeleri karmaşıklaştıran, üç boyutlu dokular.

Stem Hücre Teknolojileri: Kardiyak Onarımın Hücreleri

Herhangi bir mühendisli kardiyak dokunun özünde, güvenilir bir fonksiyonel kardiyomiyosit kaynağı yatıyor. Stem hücreleri en umut verici aday haline geldi ve aralarında, kondüktif olarak veya kardiyomiyositleri de dahil olmak üzere neredeyse herhangi bir hücre tipine ayırmıştı.

Farklılaştırma ve Maturation

Son on yılda, CHIR99021 ve IWP-4 gibi küçük molekülleri kullanarak, rutin olarak 90-95 saflıkta kardiyomiyositlerin saflaştırılmasına dayanan, sadece yetişkin kardiyomisitlerden daha iyi şekilde faydalanmalarına izin vermek.Bugün, küçük molekülleri kullanarak, donmuş sarkomerler ve benWP-4 bu modülasyonelleri kullanarak, silikonu kullanarak, silikonu boşaltmak için daha iyi bir şekilde temizleme işlemi yapmak zorunda kalıyorlar.

Engresyon ve Hayatta Kalmak

Kardiyak hücre terapisindeki en erken derslerden biri, hücrelere enjekte edilen hücrelerden biri, koruyucu bir nişe sahip olarak, mikropulasyona ek olarak, mikropulasyona ek olarak, onkülerizasyon stratejilerine göre, pre-parlaktozlu hücrelere ve fibroblastlara göre bu tür sorunlarla birlikte veya eklenmiş bir mikropülasyona sahip olan 10.000'den fazla hücreli hücrelere sahiptir.

Paracrine Etkileri ve Hücreleri Özgür Therapies

Biyokütücü hücreler uzun süreli hayatta kalmadığında bile, fibrozları teşvik edebilir ve sonojen hücreleri çalıştırabilir.Bu anlayış, canlı olmayan proteinler için paralel bir çaba sunar.[Dörtüncü tedaviler ve ekstraküler ve eksler, inflamasyonu azaltır, angiogenez, fibrozleri teşvik eder ve ekstraktoksit hücrelerden uzaklaştırır.

Biyomalzeme Scaffolds: Ekstracellular Milieu

Kalpteki ekstra hücre matrisi (ECM) sadece doku formasyonu için şablonları yeniden oluşturmak için dinamik bir ortam değildir - kontrol edilebilir bir oranda, mekanik olarak sağlam, biyokimyasal sinyaller ve elektrik sinyalleri için mekanik darbeler ve hücreler için yeterince göz ardı edilebilir.

Doğal vs. S Sentetik Biyomalzemeler

Doğal biyomalzemeler – örneğin, jelatin, fibrin, alginate ve decellularized ECM – hücreye karşı duyarlılık ve doğal biyoaktiviteyi teşvik eden mükemmel biyokompanzeler, büyüme faktörlerinde zengindir ve bu tür poliküllerin fiziksel olarak bozulmasına rağmen, genetik olarak daha fazla parçalanmanın bozulmasına neden olabilir.

Decellularized Ekstracellular Matrix

Özellikle zarif bir yaklaşım, karmaşık üç boyutlu mimariyi korumak için midenin kendi ECM'sini kullanmaktır. Tüm kalpler veya kardiyak doku dilimleri hayvan bağışçılarından (örneğin, porcine) ve oda yapısı dahil olmak üzere, tüm hücresel materyali kullanarak yeniden yapılandırılabilir. Araştırmacılar bu scaffoldular, iPSC-derilen kardiyomiyositler, enderonal hücrelerde ve tüm implantasyonlar inşa ederler.

Akıllı Scaffolds with Controlled Release

Modern scaffolds artık pasif değildir; örneğin, hidroelektrik mikrosferleri, sequential angiogenezleri teşvik etmek için bir kardiyak yama içinde gömülürler: VEGF ilk olarak oluşturulan yeni taşıyıcılar, yeni oluşturulan tekneler ile birlikte, nano-parçacıklı bir şekilde ortaya çıkarlar.

3D Bioprinting: Yaşayan Dokuların İncelenmesi

Kalp dokusu mühendisliğindeki nihai meydan okuma, temel olarak yerli myocardium mimarisini yeniden yaratmaktır - karmaşık geometrilerle ilgili olarak kullanılan kas lifleri ve entegre iletim sistemi. Üç boyutlu biyoprinting, biyomalzemeler ve biyolojik faktörler, kompleks geometrilerle özel yapıların üretimine olanak sağlar.

Biyoprinting Technologies

Üç ana moda alanı ele alır: inkjet bazlı, ekstrüzyon tabanlı ve lazer destekli biyoparçalı hacimler, 20-50 μm droplet boyutu) ancak düşük hücreli kesme sistemleri ve biyoink (kücre bazlı bir hidrojektif biyoink) küçük bir optik diskolü baskı sistemleri ile sınırlı kalır.

Vascularizasyon: Şişeneck

Ek olarak, kontraseptif hücrelerin ve kontraseptiflerin (parçalı kare santimetre, birkaç milimetre kalın), hızlı damarlama kritiktir. Biyoprinting adresleri bu baskı ile bağlantılı mikro kanallar ve kontraseptörler implantasyondan sonra tekrarlanabilir.

Host Integration ve Fonksiyonel Değerlendirme

Mekanik bir kardiyopiyonel sperm yamaı hayattan daha fazlasını yapmalı - ev sahibi kalple eşiğine zorlanabilmeli ve kontraseptif olmayan dört hafta boyunca korneal olmayan bir optik diski kullanarak rektöretelete edilebilirlik sağlayabilir.

Klinik Çeviri: Yolda Yatak Odasına Hurdles

Olağanüstü preklinik başarılara rağmen, hastalar için kalpli doku mühendisliğini tercüme etmek yavaştır. Birkaç teknoloji erken dönem klinik çalışmalara girdi ve hiçbirinin myocardial onarımı için düzenleyici onayına ulaşmadı. nedenler çok yönlü, güvenlik, üretim ve düzenleyici zorluklar.

Güvenlik ve Immunojeniklik

Otomatiklogous iPSC-derived kardiyomisitleri risk taşır. Residual unfarklı hücreler yeniden programlanma sırasında teratomalar oluşturabilir - kopya sayısı varyasyonları ve epigenetik aberrasyonlar dahil - uzun süreli malignite yanıtları hakkında endişeler. FDA şu anda, kontraseptif ve tümörlü hücreleri dahil olmak üzere, bazı makula ödeyen modeller.

Scalability and Manufacturing

Tek bir hasta için bir kalpli yamaı şu anda haftalar alıyor - onları genişletin, inşayı güçlendirin ve daha küçük bir biyoreaktöre izin verebilir.For ticarileştirme, bu işlem baskılı ve maliyetle optimize edilmelidir.Bitkili hücrelerle otomasyon, biyoreakültasyon ve kirlenme riskini azaltmak için geliştirilmelidir.

Düzenleme

Kalp yamaları kombinasyon ürünleri olarak sınıflandırılır (tel + biyomalzeme + cihaz bileşenleri), ABD'de, FDA'nın Biyologics Değerlendirme ve Araştırma Merkezi (CBER) ve Center for Devices and Radiologylogic Health (CDRH) zaten standart tedavilere erişimi olan bir popülasyonda, yasal olmayan bir tedavi oranına sahip hastaların, bu nedenle en iyi şekilde iyileştirilmesine ihtiyaç duyan hastaların, daha iyi bir şekilde iyileştirilmesine ihtiyaç duyar.

Future Yol: Lab-Grown Heart'a Doğru

Önümüzdeki dört farklı teknoloji ilerlemeyi hızlandırmaya söz verir.())OrganoidsGene düzenleme[Dörtüncü sınıf kalp dokularını tamamen iPSC’den elde etmek – ilaç taraması için yüksek kodlu bir platformda, hastalık modelleme ve gelişimsel çalışmalar için, hangileri bilgilendirebilir?

Kalp doku mühendisliği zaten bir spekülatif fikirden somut bir tedavi stratejisine dönüştü. Biyografın hassasiyetini birleştirerek, iPSC'lerin gücü ve akıllı biyomalzemelerin istihbaratı, araştırmacılar şimdi sadece klinik kullanımları, kalınanları ve bütünlemeleri, kalan milyonlarca hastayı -sağlık, ölçeklenebilirlik ve güvenlik – kesintiye uğramayı sağlamak için uzun süre boyunca, disiplinler arası araştırma ve düzenleyici olarak, ilk mühendisler tarafından yapılan araştırmalarda, klinik kullanımları en kısa sürede sunan, klinik kullanımları tedavi eden ve entegre edebilir.

Daha fazla okuma için, incelikli kardiyak yamalar üzerinde inceleme makalelerini bakınız[Dönetici:0) Mevcut kalp doku mühendisliği) , astar-bazlı kardiyak tedavileri için bir dönüm noktası çalışma[D)[Dörtücük peçeteler.gov[FLT: 7)