Giriş: Cartilage Onarımının Meydanlaştırılması

Kartilage, vücudundaki diğer birçok dokudan farklı olarak, kartilage, hastalanmış bir bitkinin gelişimi ve düşük mitotik aktivitelerinden dolayı kendini terk eden sınırlı bir kapasiteye sahiptir.Injuries to cartilage, if from the complex or dejeneratif conditions such as osteoartrit, often lead to its its its its its its its its its its its its its current functionality.

Mekanik yükleme fiziksel kuvvetlere atıfta bulunur - baskı, gerginlik ve oar - yürüyüş, koşu ve ortak sanatlar gibi günlük aktivitelerde bakım için uygulanan.Bu makale, elektriksel davranışı ve matris kompozisyonunu değiştirerek bu güçlere aktif olarak cevap verir.

Kartilagen Biomechanics

Mekanik yüklemenin kartilage maturasyonunu nasıl etkilediğini anlamak için, öncelikle bir kolajın yapısını ve mekanik özelliklerini takdir etmeli, proteoglycans ısıtıcı bir ekcellutrik doğası (ECM) yoğun olarak zengin, tip II kolajen ve proteoglycans, öncelikle aggrecan. Kolektif akrepler ısıtılırken, bu yüksek çözünürlükte olan bir pompalayıcının ve dayanıklı bir şekilde kullanılmasını sağlayan bir jel yaratıyor.

Geliştirme sırasında, kartilasyon formasyonu mesenchymal kondensasyon ile başlar ve hücresel farklılaşma ve matrisin ayrıştırılması aşamalarında ilerlemeler.Zor hareketlerinden mekanik yükleme ve dokudan uzaklaştırma, mekanik uyarılama gereksinimini azaltın. Olgun ortak, günlük yükleme döngüleri matrix homeostasis korumak için gereklidir. Immobilizasyon bir şekilde bir incinsel yüklemeye yol açar ve bu nedenle, lazerli uyarıları ve dokuyu yumuşatır.

Mekanik Etkisi Nasıl Mekanik Yönler Kolesterolü Davranışlar

Chondrosits, mekanik sinyalleri DNA'ya veya çevreleyen bir süreç aracılığıyla dönüştüren mekanik hücrelerdir. Çeşitli moleküler yol yolları bu dönüşümleri, integrins, iyon kanalları, birincil cilia ve periferik bir matris.Bir mekanik güç membranı veya çevreleyen ECM ile, bu sensörler bu tür sinyalsel işaretler bu tür gen ifade ve protein sentezi de dahil.

Mechanotransduction Pathways

ERK, JNK ve p38 gibi en iyi optik komplikeli proteinlerin aktivasyon mekanizmalarının aktivasyonunu içerir.Bu transmembrane reseptörler, o zaman kromozomal proteinlerin redüksiyonlarını düzenleyen ve redüksiyonlarını içeren mikropler.

Gen Expression Değişiklikleri Yükle Tarafından

Ek olarak, matrix metaloidazlarının (MMP) ve onların inhibitörlerinin (TIMP) ifadesini, dengeli bir şekilde, büyüme faktörü-beta (TGF-LR) ve kemik morfojen proteinlerin (BMP) ifadesinin değiştirilmesi, ayrıca, matrix sentezlerinin belirlenmesi gibi matrisleri teşvik etmek.

Mekanik Yük ve Etkileri

Mekanik yüklemenin farklı modları, kartilage maturasyon üzerinde farklı etkilere sahiptir. fizyolojik ortamda, kartilage, sıkıştırıcı bir kombinasyon yaşar ve stresler.Her birinin katkıları doku mühendisliği ve rehabilitasyon için yükleme protokollerinin tasarımını kılavuzlaştırabilir.

Tamamlayıcı Yükleniyor

Kombinasyon ağırlık taşıma sırasında baskın yükleme modudur. Kombinasyon birlikte basıldığında, araçlamanın orta büyüklükteki sıvı basıncı ve su aşırı yüklemesi için yol açtığı ve eksperatif akışlar ve her iki ekin kültür ve inşa etütle ile karakterize edilen mekanik sinyaller yaratır.Örneğin, bir çalışma, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (örneğin, 0,5-1 Hz)

Shear Stres

Shear stresi, metalik yüzeylerdeki kayma hareketinden kaynaklanmaktadır.Osilatör sayesinde osilasyon veya yüzeysel hareket, in vitro bir sentezi ve kolajen ifadesine göre daha düşüktü.Hear stres, hücre farmakülasyonunu da etkileyebilir.In bioreactor systems, uygulama osilasyon yoluyla sıvı akrep veya yüzeysel hareket, hearoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksitoksisitesi ile birlikte, osilasyonda agresyonun arttırılmasına olanak sağlar.

Stres

Çekme stresi, eklem hareketi sırasında kartilage üzerinde veya kolajen ağların şişmeye direndiği zaman gerçekleşir.Özellikle tip I, ancak aynı zamanda fibrokartilaginous phenotype iftturasyon bağlamında, kontrollü fiber çekme işlemine yardımcı olabilir ve böylece şarj edilebilir bir şekilde şarj edilebilir.

Optimizing Yükümlülükler Tound Maturation için Parametreleri Yüklemektir

Mekanik yüklemeye araçlatma cevabı, uygulanan parametrelere çok bağlıdır: büyüklük, frekans, süre ve yükleme kalıbı. Genişleme maturasyon için en uygun rejimin belirlenmesi, araştırma alanıdır.

Dinamik vs. Statik Yükleniyor

Birçok çalışma boyunca tutarlı bir bulgu, dinamik yükleme (siklik veya aralıklı) statik yüklemeden daha fazla bir şekilde test etme eğilimindedir. Statik yüklemeler için 1 Hz'de günlük olarak anlamlı olarak yüksek basınç artışına neden olur ve kategorik olmayan kültürlere göre aktivasyon sağlar.In contrast, dynamicload allows for recovery times that enable flowing solutionimbibition and celling solutioning solution. For example, cycle compression at 1 Hz for 1 hours to beffusion, and customize latee chondrositions.

Load Magnitude ve Duty Çevrimi

Yük büyüklüğü dikkatli bir şekilde kalibre edilmelidir. Yetersiz yük bir yanıt veremez, ancak aşırı yükleme inflamasyonu ve dejenerasyonu tetikler.Sürücük su basıncı için tipik bir tedavi aralığı% 10-20, yaklaşık 1-10 MPa ile üst düzey stresler arası - uzun süre boyunca şarj oranı - aynı zamanda - aynı zamanda - geçici yük yükleme sistemleri - daha iyi bir şekilde yükleme için izin vermek için - 1 saat, 11 saat kapalı) mimik doğal aktivite kalıpları ve matris üretimi destekler.

Tound Engineering uygulamaları

Mekanik yükleme ilkeleri doğrudan implantasyondan önce ön koşullara uygun olarak yapılır. Biyoreactors kontrollü bir sıkıştırma, oar veya perfüzyon, biyokimyasal ve mekanik özelliklerini geliştirirken, örneğin, dönen bir duvar gemisi biyoreactor dinamik bir akışkan shear ve mikrogravity sağlarken, bir sıkıştırma biyoreaktörlüğün sıkıştırıcı veya multibiyal yükleri de kullanarak dinamik sıkıştırmayı teşvik eder.

Mekanik tasarım ayrıca yükleme ile de etkileşime girer. Porous scaffolds, doğal polimerlerden (örneğin, agarose, alginate, kolajen) veya sentetik polimerler (örneğin, PCL) sık sık kullanılır.

Klinik Relevance: Rehabilitasyon ve Post-Injury Yükleniyor

Klinik ortamda, mekanik yükleme, yaralama veya ameliyattan sonra iyileşmeyi teşvik etmek için fiziksel terapiden faydalanılır. Örneğin, mikroküre veya osteokondral gresyondan sonra kontrol edilen pasif hareket (CPM) tarafından uygulanan postoperatif olarak, düşük yük egzersizlerini yürüyüş, sabit bisiklet gibi teşvik etmek için sonuçları geliştirmek için gösterilmiştir ve yüzmek için genellikle onarım işlemine izin vermeden önce otomatik olarak yüklemeye olanak sağlar.

osteoartrit hastaları için, egzersiz yoluyla orta mekanik yükleme koruyucudur. Kilo yönetimi ve uygun fiziksel aktivite, eklem ağrısını ve yavaş hastalık ilerlemesini, bakım homeostasis. Conversely, yüksek performanslı[t aktiviteler) ile kalp atışını anlamak, yetersizlik umursamadaki mekanik yüklemenin rolünü anlamak, bu klinik kılavuzlar için bilimsel temelleri azaltır.For further reading on klinik uygulamalar için, refer to FLT:062)Vincent et al. (2020)

Future Yol ve Challenges

On yıllar süren araştırmaya rağmen, birkaç boşluk, özellikle dere özgü ortak geometri ve aktivite modellerinin analiz edilmesi için en uygun mekanik yükleme anlayışımızda kalır. Bireysel olarak, genetik olarak yüklenen yöntemler ve eklenme yöntemi ile eklenen mekaniksel yöntemlere göre, genetik olarak yüklenen yöntemlere göre, genetik olarak yüklenen yöntemler ve genetik olarak doğrulayıcılar, eklenme ve eklenmeler için eklenmeler için eklenmeler.

Organ-on-a-çip ve 3D biyoprinting gibi teknolojiler, doku maturasyonunu optimize eden yükleme rejimlerinin keşfini hızlandırabilir. Mikrofluidic cihazlar gerçek zamanlı olarak mikrotkonlara kesin kuvvetler uygulayabilir ve hücresel cevaplar izleyebilir.Bu araçlar, doku maturasyonunu optimize eden yükleme rejimlerinin keşfini hızlandırabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mekanik yükleme, araçlatma doku maturasyonu için güçlü ve gerekli bir uyarandır. embriyonik gelişiminden postnatal bakım, fiziksel kuvvetler, sanatkarların kartilage yapısını ve işlevini şekillendirir. Hücre mühendisliğinde başarılı bir şekilde uygulanırken, biyorejik olarak ortaya çıkan mekaniksel onarım ve matrisler ilerleyici olarak, tedavi edilen fiziksel onarım parametrelerini geliştirir.