Kemik doku mühendisliği, kök hücrelerinin yeni kemik yaratmasını veya yeniden yapılandırılmayı amaçladığını, bu alandaki temel hücrelerin kemiklerin bozulmasını veya değiştirilmesini hedef alır. Bu alanda merkezi bir meydan okuma, kök hücreli hastalıkların oluşmasını ve bu tür hastalıkların bozulmasına yol açan özel hücreler – bu tür yeni kemikten kaynaklanan biyokimyasal faktörler ve hormonların belirlenmesini amaçlar; mekanik uyaranlar, kök hücreli travmalar ve kök hücreli travmalar arasındaki bu yönde anlamlı sinyallere yol açarlar.

Mekanik Stimuli'nin Bone Rejenerasyonunda Rolü

Kemiklendirme protokolleri sürekli mekanik çevreye adapte olan dinamik bir dokudur, çünkü bu kuvvetlerin kök kültürüne genellikle sağlam kemik-formasyon hücrelerine bağlı olarak, doğal fizyolojik çevrede, optik olmayan mineralizasyona neden olur. Örneğin, doku mühendisliğinde, normal koşullardaki çatlakların yüksek oranda yayılması için kök kültürüne yol açıyor.

Kök Hücre Kaynağı Bone Tound Engineering

Çeşitli kök hücre türleri kemik mühendisliğinde kullanılır, her biri farklı mekanik hücreler (iPSC) sınırsız genişleme ve hasta-özel olarak, ancak kemik iliği veya adipoz dokularından elde edilen mechanoküler kök hücreler, çok sayıda izolasyon ve izolasyonu anlamak için en yaygın olanıdır. Önemli olarak, mekanik çevre sadece farklılaşma ve canlılık gösterebilir.

Mekanik Stimuli ve Etkileri

Mekanik stimuli üç birincil modaya göre sınıflandırılabilir: kompresyon, çekme ve sıvı hear stresi. Her biri kök hücre davranışı üzerinde farklı etkiler yaratır ve bunları genellikle sinerjik sonuçlar verir.

Kompucu

Pspektif güçler, özellikle de femur ve omurgalı gibi önlenebilir faktörlerin serbest bırakılması gibi, kemik formunu artırmak için aşırı derecede sıkıştırılmış olan hidrojektörlü spermler kullanarak yapılan araştırmalarda, 1 saat boyunca 1 cm'de 1'de 1'de zayıflığa neden olan genetik olarak ortaya çıkan bir yapıda ortaya çıkan genetik olarak incelenen kromozomal kozmik olmayan spermler için devrilmişti.

Gerçlik

Bu stil, özellikle de kök salımı sırasında kemik tarafından ve sönük olmayan hareketlerde kemikten kaynaklanan kemikten kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, elektrotoksitlerin ve akciğer liflerinin eksenleri boyunca, elektriksel olarak kemikten kaynaklanan hidroksit mekanik özelliklerini geliştirir ve hücre döngüsünü teşvik eden MSC'ler kültürü ile in vitro deneylerin yaralanan ve yüksek gerilime maruz kalan 8'e kadar sert bir şekilde sert bir şekilde sert bir şekilde sertleştirici ve gelişmiştir.

Shear Stres

Akışkanlar (FSS), renkli optik komplikeli optik kanallar sırasında üretilen kemikten oluşan füzyon ile renkli sıvıların akıtılması ile birlikte, Pzo1 mL /min arasındaki farklar, kemik morfotik iyonik iyonların ifadesini artırmak için göstermiştir.

Mechanotransduction Pathways

Mechanotransduction, hangi hücrelerin biyokimyasal sinyallere dönüştüğü süreçtir. Mekanik uyaranlara yanıt olarak çeşitli yol yolları medyat kök hücre farklılığı.

Wnt /LR-catenin Signaling

Mekanik yükleme stabilizatörler LR-catenin, Wnt ligands ile ortakların kemik yoğunluk bozuklukları ile bağlantılı olduğu nükslere izin vermek için translokasyona izin vermek, yol açmanın önemini vurgulamak.In doku mühendisliğinde, Wnt3a ve LRP5 dahil etmek için ortaklar mekanik yüklemeyi hızlandırabilir.

MAPK/ERK Signaling

Kombinasyon proteini kinase (MAPK) cascade, özellikle ERK1/2, mekanik kuvvetler tarafından hızla aktif hale getirilir.Hear stres ve gerginlik hem de yüklemeye teşvik edilir, kinase (FAK) ERK kompresyon tipi I. Pharmacological engelleyicisi gibi önbellekleyicilerin ifadesine dahildir.

Rho/ROCK Signaling

RhoA ve etkisior ROCK, kontraksiyon dinamikleri ve hücre sözleşmeleri düzenlemektedir. Mekanik stimuliler RhoA'yı aktif eder, lif formasyonunu ve değişiklikleri hücre biçimindeki değişiklikleri, transkonferatif ko-activatörlerin transkriptojeneratif olarak kullanılmasını sağlar. Örneğin, hücrelerde düşük hear stresine maruz kalır, HAYIR, prodüktifikasyonun çoğalmasına yol açar; yüksek çözünürlükte.

Kalsiyum İşareti ve Temel Cilia

Mekanik stimuli, osteojenik transkriptiyonu geliştiren kalsiyum kanallarını açabilir (örneğin, TRPV4, Piezo1), hearism kuvvetleri altında bükmeye giden intracellular tarafından intravitatörlere karşı duyarlıdır. birincil cilia impsairleri ve rektör transjen transistörleri FSS’ye kadar yükselterek, nitrik oksit ve prostaglandi yollara da uyarır.

Mekanik Durumlama için Biyoreactors ve Scaffold Design for Mechanical Duruming

Mekanik uyarı ilkeleri pratik doku mühendisliğine aktarmak, kontrol edilebilir, yenidenroducible kuvvetleri cep destekli scaffolds'a teslim edebilecek biyoreactor tasarımları geliştiriliyor:

  • [FONT:0)Compression bioreactors:) Çevrim veya statik sıkıştırma uygulamak için bir piston veya plaka kullanın. Modern tasarımlar, kuvvet boyutunu ve frekansı tam olarak kontrol etmek için yük hücreleri içerir, milinewton doğruluk sağlar.
  • [FONT:0)Perfüzyon biyoreactors: [Dönetici:[Dönetici) Kültür ortamı kliyeler aracılığıyla akıp gidiyor, sıvı oar stresi yaratıyorlar. Ayrıca büyük yapılar için kritik (>5 mm kalın).
  • [FONT:0]Tensile biyoreactors: Sörekli veya bi eksenli olarak monte edilir. Bunlar kemik için daha az yaygındır, ancak tendon ve bağ mühendisliğinde kullanılır.
  • [FONT:0) Çok yönlü biyoreactors: Karmaşık mekanik kemik ortamını daha yakından taklit etmek için kompresyon ve perfüzyonu birleştirmiştir. Bu sistemler sinerjik olarak kemik hacmi ve sıkıştırıcı modulusda artış göstermiştir.

Mekanik kuvvetler ECM veya scaffold materyali aracılığıyla hücrelere aktarılır. Mekanik uyarılar için ideal scaffolds for Mechanical setting, biocompatible, ve eş ana kemik (komprestatif mod 1-20 GPa) iletilen mekanik özellikler genellikle sabitlenebilir.Incorporating micro- and nano-topyografik yüzeyler, örneğin nano-parçacık yüzeylerde artış ile sabitlenebilir.

Vitro vs. in Vivo Applications

In vitro mekanik uyarı yaygın olarak incelenmiştir, ancak bu paradigmaları in vivo veya klinik ayarlara dönüştürmek zor kalır. implantasyondan önce bir biyoreactor, daha olgun, mekanik olarak sağlam bir yapı oluşturabilir.Bir koyun tibial defektinde, hareketten ve kilo taşımadan dinamik yüklerle birlikte, manyetik rezonansa dayalı olarak yapılan diğer optik yaklaşımları 12 hafta boyunca fiziksel bir araya getirerek daha karmaşıktır. Ancak, mekanik ortamdaki yüklerin sabitlenmesi daha karmaşıktır.

Bone Tound Engineering için Implications

Mekanik stimuli sadece bir ek faktör değil, mekanik doku mühendisliğinde kök hücre farklılığı birincil düzenleyicidir.Rektör tasarım ve biyoreactor kültürüne entegre ederek, araştırmacılar kemik oluşumunda önemli gelişmeler elde ettiler -özellikle de beton hücrelerinde bulunan iki kat daha fazla gelişmeler, segmental kemik kusurlarının tedavi edilmesi için doğrudan klinik etkilere sahiptir (örneğin, travma veya tümör rektör kültüründen), non-union kırıklarından ve osteoporotic kırıklarından, ve osteototik kırıklardan dolayı.

Future Yol ve Challenges

Sözcüklere rağmen, birkaç engel kalıyor. Farklı scaffold malzemeleri ve hücre türleri arasındaki mekanik parametrelerin standartlaştırılması zor - bir PLGA scaffold için çalışan bir protokol hala makul olmayan bir hidrojektif tasarımlara ve biyoreaktör tasarımları, mikros veya exosomes içerenler için en iyi şekilde uyarlanabilir.

Sonuç olarak, mekanik stimuliler kemik doku mühendisliğindeki kök hücre farklılığını yönlendirmek için gereklidir.Süresel olarak vücut yapımına katkıda bulunan doğal kuvvetler, mekanik olarak yetkin kemik reziği teknolojisi, scaffold design, and our understand of mechanotransduction will pave in the natural effects of lips of lips of lips of bones[değiştir | kaynağı değiştir]