Scaffoldold Sıcaklık için Elektrospinning Kullanımı Onarım onarımı

Travma veya dejeneratif hastalıklardan yaralanan yaralanmalar, osteoartrit gibi önemli bir klinik meydan okuma oluşturur, çünkü kartilage, fibrous scaffolds üretmek için umut verici bir strateji olarak ortaya çıktı ve scaffoldular matrix (ECM) Bu makale, hücre eki, prodüktörleri kullanarak, elektropintlerin temel yolları kullanarak, nano ölçekli yapıyı incelerken, nano ölçekli bir yapışağın mimarisini sağlayan kritik bir bileşendir.

Elektronikleri Tound Engineering'de Anlamak

Elektrospinning, birkaç nanometreden mikrometreye kadar uzanan genişleyen bir elektrik alanı kullanan çok yönlü ve ölçeklenebilir bir tekniktir.Temel kurulum, yüksek gerilimli bir pompa, bir iğne veya spinneret ve yüksek bir gerilim uygulanırsa, polimer damlacıklı bir şekilde şarj edilir, bir Taylor cone.Bir kez elektrostatik güçler çözümün yüzey gerilimini aşır.

Anahtar işlem parametreleri, uygulanan gerilim, akış oranı, koleksiyoner mesafe, polimer konsantrasyonu ve çözüm iletkenliği içerir. Bu parametreler doğrudan fiber morfoloji, çapında dağıtım, hizalama ve porosity - arabatilage onarımı için temel olan temel kavramlardır. Örneğin, fiber uyumlu fiberler belirli kartilasyon bölgelerinin anisotropic yapısını taklit edebilir, rastgele fiberler sunfiltrüksiyon hücrede hücre davranışı ve doku oluşumu için temeldir.

Elektrospun Scaffolds'ın Cartilage Rejenerasyonunda Rolü

Artüler kartilage karmaşık bir zonal mimari ile son derece özel bir dokudur: yüzeye paralel olarak, orta bölgenin rastgele temelli fiberleri içerir; ve derin bölgenin altkondral kemik için fiberleri vardır. Ek olarak, ECM kompozisyonu derinlikle değişir, mekanik ve biyokimyasal özellikleri etkiler. Elektrospinning bu zonal yapıların rekreasyonlar ve multi-collector yöntemleri gibi teknikler aracılığıyla rektöreler sağlar.

Cartilage Onarım Onarımı için Elektrospun Scaffolds'ın temel avantajları

Elektrospinning in cartilage doku mühendisliği köklerinin popülerliği, çözücü döküm, don-kuruluş ve gaz köpükleme gibi geleneksel scaffoldu yöntemleri üzerinde çeşitli farklı avantajlardan kaynaklanmaktadır.

Bu avantajlar, çok sayıda preklinik çalışmada gösterilmiştir. Örneğin, elektrospun PCL scaffolds benimle birlikte mesenchymal kök hücreler (MSCs) tavşan modellerinde gelişmiş kartilage onarımı göstermiştir, gelişmiş hyaline benzeri arabatilasyon formasyon ve ev dokusu ile entegrasyon.

Elektrospinning Teknikleri için Son Yeni Yenilikler

Geleneksel elektrospinning rastgele fiber matlar üretirken, son yenilikler tekniğin yeteneklerini genişletmiştir, daha sofistike scaffoldların üretimini yerel araçtilage'ın yapısal ve biyolojik karmaşıklığıyla daha iyi bir şekilde eşleştirebilmelerini sağlar.

Kompozit ve Hibrit Scaffolds

Tek-polymer scaffositlerin sınırlamalarını aşmak - örneğin, hidroxyapatit (HA) veya biyoaktif camlar polimer fiberler sıkıştırıcı sertlik ve mineralizasyon için yararlı olan, osteotometrik arayüz onarımı için yararlı olan.

Çok katmanlı ve Gradient Scaffolds

Artüler kartilage homojen değildir; örneğin, üç katmanlı bir scaffoldu için rastgele bir fiber tabakaya sahip olabilir.Bu hiyerarşik bölge için çok katmanlı scaffolds via sequential elektrospinning or by using elektrospinning with other production methods.For example, a three-katlı scaffolding the suning the sunigroups for the suneks-face zone.

Co aksiyel ve Emulsion Electrospinning

Coyel elektrospinning, onları sert organik çözücülere maruz bırakmadan iki konsantrik iğne kullanır.Anayasa bir ilaç veya büyüme faktörü içerebilir, kabuklu bir stabilite ve bozulma kontrolü sağlarken, bu teknik, biyoaktif moleküllerin kök hücrelere maruz kalmamasını sağlar.

3D Printing Hybridspinning with 3D Printing Hybridspinning with 3D Printing Hybridspinning with 3D Printing Hybrids

Elektrospinning iyi fiberler üretirken, genellikle ince matlar (mikrometreler birkaç milimetreye kadar). Büyük kartilage kusurları, kalın, daha göz ardı edilebilir nanofiberler cepler cep telefonuna sahip olan yüzeyleri doldururken, 3D baskı (melt elektrograf) hierarşik yapıların imalatına izin verir: 3D baskılı bir elyaf çerçevesi makropozisyon ve yapısal bütünlüğü sağlar.

Stem Hücre-Laden Electrospun Scaffolds

Elektrospun scaffolds, kök hücreler için taşıyıcı olarak hizmet edebilir, ya da elektrospinning sırasında bunları dahil ederek (örneğin, cep telefonuna bağlı olarak bilinen ve korelasyona dayalı olarak bilinen son yaklaşım, hücreli liflerin yaratılmasına izin verir (örneğin, RGD, asal-pinal-pinal-pinalite) elektrospun matlara tohum verir.

Özel Kartilage Onarım Contexts

Elektrospun scaffolds, artik kartilage, meniscus ve osteochondral lezyonlar dahil çeşitli araç türleri için araştırılıyor.

Artüler Cartilage Onarımı

Bir tavşan modelinde, BMP-7 ile yüklenen elektrospun scaffolds, tam-stickness defne ile birlikte 12 hafta sonra daha büyük bir hayvan onarımı (sheep) ile daha iyi bir şekilde klinik araştırmalarla iyi bir araya getirilen doku kalitesini geliştirdi.

Meniscus Onarımı

Erkeklerin odak noktası, karmaşık, çevresel olarak uyumlu bir kollektif ağ ile uyumlu bir şekilde karmaşıktır. Elektrospinning, erkeklerin mimari ile taklit edilen elektrot taşıyıcıları üretebilir ve eklemsel yenilikleri kullanarak yapılan araştırmalarda, erkeklerin lifleri hizalamalarını sağlayan ve yataklı bir şekilde regülatörün hayvan yaralama modellerini ortaya çıkarabilir.

Osteochondral Onarımı

Osteochondral kusurları hem kartilage hem de subchondral kemik. Bikated veya gradient scaffolds bu uygulama için idealdir. Electrospinning, kemik için bir nanofibrous kartilage katmanı ile birlikte bir nanooftalin tabakasının yapımına izin verir, sert kemik tabakasında gösterilen bir tabaka kılavuzluk. Örneğin, hidroksit tabakasından oluşan bir çift tabakalı süzgeçer tabakasına sahiptir.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Önemli ilerlemeye rağmen, birkaç engel elektrospun scaffolds'tan önce kalırken, arabatilage onarımı için rutin klinik araçlar olur.

Mekanik Özellikler Mekanik Özellikleri

Yerli araçtilage, sertleştirici, hear ve çekme yükleri ile ilgilidir. Elektrospun scaffaffs genellikle arabatilagenin sıkıştırıcı sertlik eksikliğinden yoksundur, özellikle de ıslak, yüksek verandalar nedeniyle, yüksek çözünürlükte Strategies'leri artırmak için mekanik performansları çapraz bağlantıya veya ısıya kadar azaltılabilir, bu yüzden nano-paktlarla yeniden denge elde edilmelidir.

Hücre Infiltrasyon ve Homojen Tohumlama

Elektrospun matlarının küçük porselen boyutu (tipik olarak 1-10 μm) hücre penetrasyonunu kısıtlar, yüzeyde kalabilmeleri için hücreler zorlamaya yol açar.Bu, uzayıcıları geliştirmek için son yaklaşımlar içerir. Melt elektrot yazma, bu daha büyük fiberler (örneğin, elektrospinning poli oksit veya jelatin) iyi tanımlanmış bir elektrotojen elektrospinning oluşturmak için, hierik olmayan porosity doku oluşumuna yol açar.

Uzun Süreli Bütünleşme ve Degradasyon

Scaffolds yeni doku dekontasyonu oynayan bir oranda gözden geçirmeli.Eğer bozulma çok hızlıysa, scaffold doku maturasyon öncesi desteği kaybeder; eğer çok yavaş, farklı bozulma oranları ile boyama ve neden kronik inflamasyonu engelleyebilir. Ayrıca, ürün veya anti-inflamatuar moleküller dahil olmak için bozulmamış ve kolayca temizlenebilir.

Düzenleme ve İmalat Tahminleri

Klinik kullanım için çeviri, iyi üretim uygulamaları (GMP) altında yenidenroditeible üretim gerektirir (GMP). Elektrospinning, tıbbi cihazlar veya kombinasyon ürünleri için hassastır (belirli olmayan faktörlere sahip olurlarsa olsun).Çok-nozul sistemler ve otomatik izleme, biyokompatlanabilirlik, ve ilgili hayvan modellerinde değerlendirilmesi için geliştirilmiştir.

Akıllı ve Sorumluluklu Malzeme

Gelecekteki yönler, fizyolojik sinyallere yanıt veren “akıllı” makaslar oluşturmak için hedefler. Örneğin, enzimler içeren scaffolds (örneğin, korelasyon metalleri-korulanabilir translinkerler) yeniden üretilebilir. Sıcaklık- veya pH-responsive polimerler, inflamed sitelerde büyüme faktörlerini serbest bırakabilirler. Başka bir sınır heyecan verici nanomalzemeler, elektrik uyarılarını kolaylaştırmak için gösterilen, ki bu akıllı malzemeler hala erken araştırma aşamasındadır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Elektrospinning, organik ECM'yi yeniden üretebilen nanofiber ağları oluşturmak için temel bir teknoloji haline geldi ve kontrollü serbest bırakmak, bize özel olarak uygulanabilir bir araç onarım çözümleri getirdi. Ancak, mekanik güçle ilgili sorunlar, hücre infiltrasyonu, uzun vadeli entegrasyon ve ölçeklenebilirliklerin üstesinden gelmek için elektrospinning'in katkısını sağlayacaktır.