Vascular Scaffolds'ın Endotelalizasyonunu Geliştirmek için Stratejiler

Vascular, kan damarlarının yenilenmesine rehberlik etmek için tasarlanmış yapılardır. Uzun süreli greft başarılarının en kritik belirleyicileri arasında, patojenik endotelyal tabakanın, sabit ve endotelyal kapsamadan önce, sentetik ve doku-otomatik hücreler (ECs) kontraseptif, proliferasyon ve formasyona karşı başlangıç stratejilerine ve transkriptiğe geçişlere ve transistimalasyona karşı olan entegrasyonun sağlanmasıdır.

Vascular Grafts'ta Endotelalizasyonun Önemi

Endothelium, en çok hastalık, inflamasyon ve damar tonunu düzenleyen dinamik, metabolik olarak aktif bir bariyerdir. Yerli arterlerde, ECs, prostacy ve nitric oksit gibi anti-thrombotic molekülleri üretir, leukositosition disler ve kontrol etmek için yumuşak kas prodüksiyonu engelleyebilir.Bir vasküllü skaffoldukça, kasvetli materyalin yokluğu ve kasvetli transkriptrasyonun bozulması ve sinüslerin bozulması ve kasvetli bir şekilde ortaya çıkar.

Bir konfluent endothelium üç temel işlevi elde eder: Bu, tekne duvarının geçirgenliği ve tekne homeostasis'i koruyan faktörlere ilişkin uyarıları sürekli olarak yükseltebilir ve stabilizasyona yol açabilir, özellikle küçük hacimli yüzeyde (<6 mm) uygulamalar.

Endothelializasyonu Teşvik etmek için Anahtar Stratejileri

Endotelalizasyon adresini birden çok seviyedeki scaffold-kan arayüzünü geliştirmek için yaklaşımlar - aktif biyolojik müdahalelere aktif olarak sunmak için pasif materyal özelliklerinden.En etkili stratejiler genellikle aşağıdaki taktiklerin birkaçını EC eki, göç ve proliferasyon oluşturmak için birleştirir.

Yüzey Modification with Bioaktif Kaplamalar

Yerli ekstra hücreli matrix (ECM) taklit eden moleküllerle dolu şüpheliler veya EC integrins ile doğrudan etkileşime girilmiştir. Ortak kaplamalar şunları içerir:

[FONT:0)Collagen ve jelatin:) Bu doğal proteinler, artırılmış EC adhesion'u teşvik eden RGD dizilerini içerir. Collagen kaplamaları EC kapsamasını artırmak ve plakacıkların aktivasyonunu azaltmak için gösterilmiştir.
[FONT:0)Laminin ve fibronectin: Laminin, özellikle EC adhesion ve göçü destekler. Fibronectin ayrıca hücre yayılma ve bisikletçi organizasyona teşvik eder.
[FONT=0)Heparin ve diğer glycosaminoglycans:[Dönetici: Immobilized heparin büyüme faktörlerini (örneğin, VEGF, FGF) ve onları yüzeyde sorgular, yerel antikoagulant etkiler yaparken de sürekli bir histerik bir stilize edebilir.
[FONT=0)Peptide kaplamaları (RGD, REDV, YIGSR): ), Kısa sentetik peptidler tüm proteinlerin immünojenite ve paritesiability of all protein. RGD (Arg-Gly-Asp) en iyi şekilde kullanılan, ancak yumuşak kas hücreleri üzerinde özel diziler, hiperpliyon ve YIGSR (TES-Ile-Gly-Ser-İle-Gly-Ser-Arg)

Biyomimetik Malzemeler ve Doğal ECM Scaffolds

Bir sentetik polimer kaplamak yerine, scaffold'un kendisi, policaprolactone (PCL) gibi organik ECM'lere benzeyen malzemelerden yapılabilir.Decellularized vakt matrisler, bodrum ve büyüme faktörü dahil olmak üzere, son derece elastik olmayan yüzeyler için ideal bir şablon sağlayarak, EChesion'u destekleyen yüzey kimyası özelliklerini eşleştirmek için uygun olabilir.

Büyüme Faktörü Teslimat ve Kontrol Edildi

Doğru zamanda doğru büyüme faktörlerini sağlamak, endotelyalizasyonu hızlandırmanın güçlü bir yoludur. Vascular endotelal büyüme faktörü (VEGF) EC Prodüksiyonunun birincil uyaranlayıcısı, göç ve tüp oluşumudur. Temel fibroblast büyüme faktörü (bFGF) ve plakalet-derived büyüme faktörü (PDGF) aynı zamanda destekleyici roller de içerir.

[FONT:0)Fiziksel ad ya da kovalent immobilizasyon: Büyüme faktörleri, onları hücreye hazırlayan bağlantıcılar aracılığıyla tahmin edilebilir veya eş zamanlı olarak sınırlandırılabilir.
[FONT=0) Mikrosferlerde veya nanocarrierlerde tebrik: [Döneticiler: [Düzg: 1) PLGA mikrosor veya lip nanopartiküllere yüklenen büyüme faktörleri, scaffold duvarında gömülü olabilir, haftalarca aylarca devam eden serbest bırakılması sağlar.
[FONT:0) Heparin-binding sistemleri: Heparin-immobilize edilmiş scaffolds, oparin-binding büyüme faktörlerini, VEGF ve bFGF gibi geri çevirebilir, heparin değişimlerini sonojen proteinlerle yavaş bir şekilde serbest bırakabilir.
[FONT:0)Dual teslimat:[DFLT:1) Bazı çalışmalar PDGF'in (konusuz kas hücreleri ve perisites) geri alınması gerektiğini gösteriyor. Ancak, daha istikrarlı ve olgun vasküler yapılar üretebilir.

Son incelemeler, VEGF güçlüyken, yüksek yerel konsantrasyonlar sızdırılabilir, yanlış bilgilendirilmiş gemilere yol açabilir. Elektronik olarak sabit bir şekilde yapılan ilk patlamalar gibi - 14 gün içinde tamamen endotelize edilmiş bir model [FLT].

Hücre Tohumlama ve Pre-Endothelializasyon

Pre-seeding the scaffold with autologous endotelal cells before implantasyon önce implantasyona karşı en doğrudan yöntemlerden biridir.Spektif olarak kullanılan bir biyoreactor veya akış koşullarından küçük bir biyopsi ile birlikte, genetik olarak kök hücrelere uyum sağlamak için preothelial benzeri hücrelere ayrılmıştır.

Hücre tohumlamalarının sınırlandırılması, hücre hasat için ikinci bir cerrahi prosedüre ihtiyaç vardır, bu nedenle MHC sınıf II moleküllerinin eksikliği veya kordon-kanıtlı endotel koloni-formasyon hücrelerinin (ECFCs) kullanılması durumunda, bu tür bir mikrobiyolojik ve thawed EC hatlarının uygulanması gerekir.

Yüzey Topografi ve Micro/Nano-Patterning

Endothelial hücreler, altta yatan substratın fiziksel özelliklerine oldukça duyarlıdır. Mikro- ve nano ölçekli topların hücre hizasını yönlendirebilir, odak noktası oluşturmayı ve göçü teşvik eder: Bu tür özellikler oluşturmak için geçiş.

[FONT:0)Köpektif olarak, fikre sahip olan fiberlerle uyumlu: Nanofiberler, akreplere paralel olarak EC'leri elongate ve göç etmeye teşvik eder ve in vivo morfolojiyi taklit eder.
[FONT:0)Fotoğraflı ve etching: Bu yöntemler kesin olarak olimpik, sırt çantaları veya tanımlı boyutlardaki sütunlar oluşturur.UVT:0).Fotoğraflı ve 0,5-2 μm derin, EC hizasını ve geçiş hızını düz yüzeylere kıyasla önemli ölçüde artırmak için gösterilmiştir.
[FONT:0]Nanoparticle dekorasyonu:[Dönetici:[Dönetici: 0) Altın, silik veya hidroxyapatite nanopartiküller yüzey kabalığı artırmak ve ek integrin-binding siteleri sağlamak, mekanik özellikleri değiştirmeden EC adhesion artırmak.
[FONT:0)Gradient topograflar: Bir özellik boyutu olan Scaffolds, haptotaxis'i – yüksek külot veya sertlik bölgelerine doğru EC'lerin yol haritasına doğru geçişini – ki bu, en küçük bir sonlu hücreden ovuşturma yollamak için kullanılabilir.

Kaba yüzeylerin EC adhesion'u artırabileceğine dikkat etmek önemlidir, aynı zamanda, gözeneklerin ~5 μm'den daha büyük olup olmadığını veya kabalık geometri tuzakları plakalı. Optimal topografi dengesi EC uyarısını minimum trombozofite ile artırırlar.

Mekanik Durum ve Hemodinamik Simülasyon

Çoğunlukla etkiler son derece etkili olan greftin mekanik ortamı, sonsuzluk ve sinerjik hemodinamikler tarafından hear stresi yanıt verir: Implanted scaffolds that are highly appropriate may causes airalization and teşvik intimal hiperplasia. Strategies to mimic fizyolojik hemodynamics include:

[FONT:0) Akış biyoreactors'da ön şart: Exposing tohumlanmış scaffolds to pulsatile hear stresi (10-20 dyne/cm2) birkaç gün önce implantasyon EC tutmasını ve olgun bir fenomen teşvik eder.
[FONT:0]Scaffold uyumluluğu eşleştirmesi: Yerel arterlere benzer elastik modüllü tasarımlar, algomatlar aritme uyumsuzluğu azaltır ve hızlı endotelleşmeyi teşvik eder.
[FONT:0] Bu yaklaşım, EPC'lerin özellikle damar hasarına karşı sitelere hızlı bir şekilde ulaşma yeteneğiyle ilgilidir.Saffolds:2). EPC işaretleyicilerine karşı antikorlar ile birlikte (örneğin, CD34, VEGFR-2) veya EPC'leri takip eden peptidler, EPC'leri özellikle de situ endotelizasyona kadar hızlı bir şekilde ulaşırlar.

Gelişen Teknolojiler ve Gelecek Yollar

Bir sonraki damar iskeleleri muhtemelen birden fazla culeri entegre edecek -kimyasal, mekanik ve biyolojik - bir spatiotemporally kontrollü bir şekilde. Birkaç gelişmekte olan teknoloji, endotelizasyon stratejilerini daha ileri itmek için hazırlanıyor.

Nanoteknoloji ve Nanocarriers

Nanopartiküller yüksek hassasiyetle biyoaktif molekülleri sunabilir. Örneğin, VEGF-loaded mesoffer nanopartiküller yerel olarak gömülür, her iki endotelyalizasyon ve vazodilasyona yanıt vererek büyüme faktörünü serbest bırakabilirler. Nanotopography, yara iyileşmesinin erken aşamalarında hedef alan salıvermeler veya grafikte-onurlu nanopartiküller de EC hizasını ve elektriksel uyarıları ayarlarlar.

3D Biyoprinting ve Hasta-Specific Scaffolds

Katkı üretimi, kontrol edilen porosity ile birlikte scaffolds'ın üretimini sağlar, hierarchical architecture ve kompozisyonal gradients. 3D bioprinting aynı anda yaşayan hücrelerin, büyüme faktörlerini ve biyomalzemelerin oluşmasını sağlar, pre-vaskülerleştirilmiş kanalları içeren yapılar yaratır, bir sosyolog ve kan tabakasının tam olarak incelenebilir.

Akıllı Biyomalzemeler ve Sorumluluk Substrates

Örneğin, poli(N-isopropylarilamid) gibi çevresel uyaran malzemeler (PNIPAAm) örneğin, vücut ısısında yapıştırıcıdan gelen bir yüzey oluşturmak için kullanılabilir.Internal/trifiye edilen hücre levhalarını katmanlar için hasat sağlar.Inzyme-responsive Hydrogels, sadece metalloproteinazları (MMP) bir yüzeysel olmayan bir şekilde serbest bırakmak için kullanılabilir.

Gen Terapisi ve Epigenetik Modulation

Pro-endoteliyalizasyon genlerinin doğrudan hücrelere veya astarize edilmesi, umut verici bir alternatifi temsil eder.S.g., adenovirus, lentivirüs) veya non-viral nanopartiküller, örneğin histon deacet inhibitörleri, eNOS (endotel nitrik oksit sintoksi gibi) veya KLF2 gibi transkript faktörlerinin kalıcı ifadelerini artırabilir.

Meydanlar ve düşünceler

Stratejilerin zenginliklerine rağmen, farmasötik yöntemlerden yatak odasına yüz yüze birkaç engelle karşı karşıyadır. İdeal strateji ölçeklenebilir, maliyetle etkisiz ve düzenleyici gereklilikleri ile uyumlu olmalıdır. Birçok yüzey değişikliği tekniği, klinik ortamda veya diyabetik hastalarda yeniden üretilecek karmaşık ve zordur - çoğu damarı genişletmeye ihtiyaç duyan nüfusla sınırlıdır.

EC büyümesini teşvik etmek ve düzgün kas hücre çoğalmasını engellemek arasındaki bir başka meydan okumadır. Birçok büyüme faktörü ve EC'leri de düzgün kas hücreleri etkinleştiren, potansiyel olarak intimal hiperplasia. Gerçek hücre tipi seçiciliği olan stratejileri geliştirmek klinik denemeler öncesinde gerekli değildir.

Optimal Çıktılar için Multi Strategies'i bütünleştirmek

Tek bir yaklaşım, tüm klinik senaryolarda hızlı, istikrarlı ve tam bir sonsuzluk elde etmek için büyük olasılıkla değildir. Aksine, en başarılı gretler, tamamlayıcı stratejiler birleştirecektir. Örneğin, bir biyomimetik poliurethane karışımından yapılan bir inceleme, nanofiberler ve ön koşullar altında eş zamanlı olarak, bu tür bir uygulama fonksiyonuna hemen hazır hale getirebilir.

Ahead Ahead

Makul doku mühendisliği alanı, gelecekteki iyileştirici çevreye uyum sağlamak için hareket eder. Örneğin, trobin (aslıt formasyon) ve salıverme urokinaz'ı aynı anda sağlam bir şekilde çözmüş iken, DNA'nın teslim edilmesi için geri bildirimli serbest bırakılmasını sağlar.Örneğin, bu tür bir aşılamanın varlığı hala tamamen işlevsel olmayan bir şekilde sona erecektir.

Sonuçta, hedef normal damar fonksiyonunu sadece vücut tarafından tolere edilen bir graft ile geri yüklemektir, ancak aktif olarak bir yaşam, kendini ayrıştırmak için bir konduit. Bu amacın devam eden endotelizasyon stratejilerine bağlıdır -ve malzemelerin yaratıcı entegrasyonu, hücre biyolojisi ve mühendislik ilkelerine bağlıdır.