Fonksiyonel damar ağları, doku mühendisliğindeki en zorlu hedeflerden biri olarak kalır ve yapay bariyerin oluşturulmasına yardımcı olur, kalın mühendislere dokular, oksijen ve besinlerin eksikliği nedeniyle implantasyondan sonra hayatta kalabilirler. Mikrofabricated kanalları -precisely mühendisi mikro ölçekli yollar - bu nedenle yapay bariyerin oluşmasına yol açan mikro-dönüşümlü devreler, böylece gelişim sırasındaki doğal kan damarlarını kullanarak bu tür analizleri birleştirebilirler.

Mikrofabricated Channels: Vascular Mühendisliği için Hassas Araçlar

Doğal kan gemileri, anjiyogenez (Mevcut gemilerden provokasyon) ve bu fikre sahip birçok yapı (örneğin, poliditiloxane (PDMS) gibi malzemelerden oluşan, politiyodların (ECM) etkileşimleri ve fiziksel kuvvetlerin birçok farklı şekilde çoğaltılmasına olanak sağlar.

Kumaşlama Teknikleri ve Malzeme Tahminleri

Birkaç gelişmiş mikrofabrikasyon yöntemleri yarı iletken ve mikroelektromechanical sistemler (MEMS) endüstrilerden damar ölçekli kanallar oluşturmak için uyarıldı. Teknik seçimi gerekli karara, materyale, üç boyutlulığa ve hücre kültürüne uyum sağlar.

Yumuşak Lithography

Yumuşak lithografi, doku mühendisliğindeki mikrofloredik kanalların kumaşlanması için en yaygın kullanılan yöntem olarak kalır.Bu, fotolitolojiyi silikon wafer üzerinde kullanarak, o zaman bir elastomeri döküm -tipli PDMS - yüksek süzgele birlikte PDMS kanalların kapatılması veya diğer substratlar oluşturmak için uygundur.

Biyodegrad edilebilir scaffolds oluşturmak için, yumuşak lithografi doğal veya sentetik hidrojekteler için boş bir kanal ağının gerisinde uygulanabilir kanallar (örneğin, jelatin, alginate, veya Pluronic F-127). Hidrojektif şablonu ortadan kaldırıldıktan sonra, boş bir kanal ağının arkasına bırakılır.

Fotolithography

Fotolithography, bir fotoğraf makinesinden fotoğrafa duyarlı bir malzemeye (fotoğrafist) bir substrat üzerinde bir fotoğraf makinesi üretir, ancak birden çok hassas tabakalar veya eğim kullanarak eğimli 3D yapılar oluşturabilir.En yakın iki fotonizasyon[FLT 1:0) Bu teknik, en iyi 3D kanallarını doğrudan yazmayı sağlar.

3D Bioprinting

İntratüre ve ink-jet biyoprinting, istenen bir modelde, o zaman hidroksil benzeri kanalları hücreli hidrojekte eden bir hidrojekte edici bir yapı ile itti.Bu yaklaşım, hastaya özgü geometrilere ve karbonhidratlara ve çeşitli hücre tiplerine izin verir. Örneğin, Rice-Düzüğün altındaki bir gruba zarar verir[Tumlutlu bir camdan)

Lazer Ablation

Femtosan lazer ablasyon, hidrogels içinde mikro kanallarını veya hatta yüksek hassasiyetle yaşayan dokuları bile yerel olarak buharlaştırabilir, kanalları çapında birkaç mikrometre olarak oluşturabilir. Bu yöntem yakınlarda ısıtabilir veya çöp torbası gerektirmez ve büyük hacimler için zaman alıcı yollar üretebilir.

Mikro Kanal Tasarımıyla Hücresel Davranış

Mikro Kanallı görüntülemenin başarısı, bisikletleri yeniden organize etmek ve lumen yapıları yeniden oluşturmak için nasıl iyi bir şekilde yanıt verir. Endothelial hücreler (ECs) sense topography, sertlik ve hear stresi, ve onlar da kto iskeletlerini yeniden organize ederek yanıt verirler.

Fiziksel Cues: Topography, Geometry ve Stiffness

Kanal genişliği, yükseklik ve eğrilik ECs'in hizasını diktir. Doğru kanallar tek eksenel hizalama teşvik ederken, Bifurcations, 50 μm güç ECs'i kanala doğru şekillendirerek, bir patent lumen üreterek, sözdeFLT:0'ın bağlantısını teşvik eder.).

Akıştan kaynaklanan stres başka bir kritik fiziksel cue. fizyolojik akış oranlarında (0.5-10 dyn cm-2), ECs upregulate genler, gemi homeostasis ile ilişkili olarak, araştırmacıların hear-bağışkanlık ve bariyer işlevine izin vermeleri.

Biyokimyasal Cues: Büyüme Faktörü Gradients

Doğal anjiografi, bu faktörleri uzaysal olarak kontrol edilen bir şekilde sunmak için değiştirilebilir - örneğin, kanal duvarlarında veya mikrofluidic gradient jeneratörü kullanarak. Mikro kanal yüzeyleri fibronectin veya IV gibi yapıştırıcılar kullanılarak, bazı gruplar metalik matrikslere tepki veren ve potansiyel olarak kontrol edilen bir mikropartiküller kullanarak.

Hücre-Matrix Interactions

Kanalın içinde ve etrafındaki ECM kompozisyonu iki rol oynar: yapısal destek ve biyokimyasal sinyaller sunar. Robotlar, kolajen I ve fibrin desteğinde zengindir EC proliferasyon ve filizleme, çünkü bu matrikler yapıştırıcı ile döşenmiştir (örneğin, RGD serisi) ve mikro kanal oluşturma ve ağ oluşturma ile yeniden yapılandırılır.

Fonksiyonel Vascular Networks Formasyon

Hücreler tohumlanır ve kanallar bir araya getirilirken, bir dizi hücresel olay birbirine bağlı, işlevsel damar ağının oluşumuna yol açar.

Endothelial Hücresi ve Lumenogenesis

Tohumlama saatleri içinde, ECs mikro kanal duvarlarına bağlı ve bir sonraki 1-3 gün boyunca, tüm kanalı kullanarak bir konfluent monokatlı monokatlı monokatlı (toplayıcı) olarak adlandırabilir. -50 μm, ECs başlangıçta zemin ve tavanı kapsayabilir, sonunda bir silindirik lumen oluşturmak için bridging.

Pericyte İşe Alım ve Vascular Maturation

Uzun süreli istikrar için, kapiller, EC-linen kanala kadar uzanmalıdır ve bu etkileşimin zeminlerini çevreleyen membran proteinlerinin (lamin, kolajen IV) ve EC prodüktif büyüme faktörü-BB (PDGF-BB), pericytes veya düzgün kas hücreleri ile genişletilmelidir. Bu etkileşim, yüksek orandaki korelasyon kanallarını gözlemleyerek, yüksek çözünürlükte bulunan iki foton lazerle ilişkili olarak daha yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek orandaki yüksek çözünürlükte bulunur.

Perfüzyon ve Anastomosis

Sonuçta, mühendis damar ağı ev sahibi dolaşıma (eğer implante edilmiş) veya ek akışkan limanlara (örneğin, 0:0)) Mikro kanallar genellikle sürekli perfüzyon için tıkanmış ve çıkış limanları ile tasarlanmalıdır.InurFLT:2in vivo) Uygulamalar, bir mühendis kanal bir arter ve ve ve ve ve ve bir şekilde bağlanabilir. Örneğin, bir mikro kanalda, bir mikro kanalda, sürekli olarak hidroksik implant başarıyla bağlantılıydı.

Tound Engineering ve Disease Modeling

Mikrofabricated kanal sistemleri sadece araştırma araçları değildir - ilaç geliştirme, hastalık biyolojisi ve rejeneratif tedaviler içeren pratik uygulamalar vardır.

Organ-Chip Platforms

En olgun uygulama, “vessel-on-a-çip” veya “organ-on-a-çip” formattır, mikro kanallar ile uyumlu diğer organ-projeksiyonelleri ile entegre edilir (örneğin, her zamantasitler, kardiyomisitler, akciğer epithelial hücreler).Bu platformlar, insan fizyolojisinin ve fonksiyonunu yeniden yapılandırır ve diğer akciğersel taramalarla birlikte kullanılır.

Uyuşturucu Taraması ve Toksikoloji

Mikro kanallar, damar kaynaklı tedavilerin incelenmesi için kontrollü bir ortam sağlar. Araştırmacılar kanal aracılığıyla ilaçları azaltabilir ve endotel bariyer bütünlüğü, anjigenez engellenme (örneğin, anti-VEGF ilaçları) veya trobus formasyonunu azaltır.

Vascularized Tissue Grafts

Rejeneratif tıp için, nihai hedef, ev sahibi vascula bağlantılı, ev sahibi tekne iskelesi için gerekli olan süreyi azaltmaktır (bu genellikle hipoksit kullanarak mikro kanalize edilen hidrojektif ağlar, ECs ve düzgün kas hücreleri ile birlikte tohumlanmış ve sonra, haftalar için patent olarak formlanabilir, fareler için gerekli olan süreyi azaltır).

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Dikkat çekici ilerlemeye rağmen, mikro kanala rehberlik eden vaskülerizasyondan önce birkaç engel rutin bir klinik araç haline gelir.

[FONT:0]Scalability:[DDDD) Mevcut üretim yöntemlerinin küçük (mm) örnekleri sınırlı sayıda kanalla yapılır. Bir insan vücudunun yoğunluğu ve karmaşıklığıyla (örneğin, karaciğer veya böbrek) arasındaki bir damar ağı oluşturmak, yüksek çözünürlüklü, otomatik teknikler gerektirir. 3D biyoprinting hala ticaret yapan.

[FONT:0]Uzun vadeli istikrar: [Döneticileri ile çevre kirliliğini artırmak, ancak yerli gemilere karşı sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan ECM yeniden modellenmesi nedeniyle, Balancing matrix çapraz bağlantı kurmak zorlaşırken, Co-culture’u perisi ilerleyerek, istikrar geliştirir, ancak yerel gemilere karşılaştırılabilir bir zorluk kalır.

[FONT:0) Ev sahibi vasculature ile ilgili olarak: implantlar anastomosed olduğunda, sağlam anastomozis ve biyokimyasal sinyaller için genellikle yanlış bir kombinasyon oluşturabilir (stiffness) ve biyokimyasal sinyaller, trombosit (örneğin, yüzey mühendisliğine yol açan.

[FONT=0) Heterotypic hücre etkileşimleri:) Gerçek damar ağları birden çok hücre tipi tarafından çevrilidir (fibroblastlar, makrofages, sinir hücreleri) bu modülete tekne davranışları. Bu hücrelere uygun olarak kontrol edilen bir şekilde, mikro kanalda incelenecektir:2).

[FONT:0)Standartizasyon ve reproducability:) Farklı laboratuvarlar farklı üretim protokolleri ve malzemeleri kullanır, sonuçları karşılaştırmak zorlaşır. Standart işletim prosedürlerinin gelişimi, doğrulanmış hücre hatları ve ticari olarak mevcut mikro kanal scaffolds çeviriyi hızlandırır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mikrofabrik kanallar, damar ağı oluşturmasını yönlendirmek için çok yönlü ve güçlü bir platform sağlar. Biyokimyasal işlevsellikle hassas geometrik kontrolü birleştirerek, araştırmacılar doğal anjiyogenezlerin ve fonksiyonellerin temel yönlerini yeniden yaratabilirler, perfusable damarlar her ikisine de sahiptir:0)in vitro[FLT) ve hücresel karmaşıklıkta ilerlemeler, malzeme tasarımı ve hücresel karmaşıklıkta mikro gerçeklikler doğuracaktır.