Vascular Scaffoldus Bütünleşmedeki Ekstracellular Matrix Bileşenlerinin Rolü

Sentetik ve biyolojik damar iskelelerinin başarılı entegrasyonu, bu etkileşimin kalbindeki en zorlu hedeflerden biri olarak kalır ve rejeneratif tıp. çok fazla dikkat, cerrahi teknik, malzeme seçimi ve mekanik özellikler, scaffold ve host doku arasındaki biyolojik etkileşim, en sonunda uzun vadeli patlayan hücre davranışını anlar.Bu etkileşimin kalbinde, hızlı kas oluşturma veya yeniden yapılandırmayı teşvik eden üç boyutlu makromoleküller ağı.

Ekstracellular Matrix'i Anlayın: Kompozisyon ve Fonksiyonlar

Ekstracellular matrisi hücreler arasında bir inert dolgundan çok daha fazladır. Bu, oldukça organize, dokuya özgü bir fizfer proteinleri, glycoproteinleri, proteoglycans ve glycosaminoglycans (GAG) ile yerel olarak ayrılmış hücrelerdir - prebünlü bir kan basıncı, endotel hücreleri ve pürüzsüz kas hücreleri - ve sürekli olarak yeniden yapılandırılması sağlar.

Vascular ECM üç kata geniş bir şekilde bölünmüş olabilir: tunica intima (dokuz bodrumu) , tunica medyası (smooth kas hücre tabakaları bol elastin ve kolajen) ve tunica maceraitia (fibroblast-rich bağlantı doku) Her katman, mekanik ve sinyalizasyon özelliklerini dikte eden farklı bir ECM kompozisyonu sahiptir. Başarılı scaffold entegrasyon, sentetik veya biyolojik olarak elde edilen materyalin temel özelliklerini uygun hücresel yanıtlara yönlendirmek için gerektirir.

Vascular Scaffold Entegrasyonunda Anahtar ECM Bileşenleri

Collagens: Yapısal Back Bone ve Signaling Substrates

Kolajanlar ECM'deki en bol proteinler, sadece hemodinamik kuvvetler altında değil, aynı zamanda üç helix'te (örneğin, yüksek mekanik güç ve tip III) intravitrealiteye katkıda bulunan bir fibriller ağıdır.

Son zamanlarda damar tıkanıklığı ve hayatta kalma (MMP) ile hayvan modellerinde, örneğin, elektrospun kollektif hidrojektif olmayan kimyasal maddelerle kıyaslanma oranlarının azalmasına göre, kanserli kimyasal maddelerle ilişkili olarak, kimyasal maddelerle ilişkili olarak, kimyasal maddelerle ilişkili olarak, kimyasal maddelerle ilişkili olarak, kimyasal maddelerle ilişkili olarak, kimyasal maddelerle ilişkili olarak sürekli olarak daha fazla bozulmadan etkilenebilir.

Elastin: Vasculara Uygunluk

Elastin, damarlardaki sürekli kan akışını korumak ve enerji kaybını önlemek için sorumlu olan anahtar ECM bileşenidir. Sık sık sık yeterince elastik olmayan, sistole sırasında gemilerin genişlemesine izin veren morfozis ve antörün oluşumunda, trombozotik bir kanalda enerji kaybının önlenmesi için kritiktir.

Elastin veya elastin benzeri peptidler damardan gelen peptidler bu komplikasyonları optimize edebilir ve azaltılabilir Tropoelastin, elastin'in fikresi veya matriks modellerine elektrospun veya bağlantı kurmalı olabilirler, ek olarak, elastin-derd peptidlerin mekanik ve biyolojik özelliklerini ortaya çıkarabilirler, ancak kesin kas hücreleri ve fibroblasts üzerinde korelasyon ve matrisleri teşvik eder.

Fibronectin: Hücre Adhesion ve Yara İyileştirme

Fibronectin, dimeric glycoprotein, plazmada ve ECM'deki çözülmemiş fibriller gibi, RGD (Arg-Gly-Asp) sıralarında, RGD (Arg-Gly-Asp) dizisinde, birçok incelalize ve ekinler için gerekli olan ve diğer ECM moleküllerine sahiptir.Inoblastectin, RGD (Arg-Gly-Asp) sıralarında da dahil olmak üzere birçok hücreli resküler ve renojen ve fibrinler için önemlidir.

damarlı scaffold entegrasyon için, fibronectin ile kaplama yüzeyler veya RGD motiflerini sentetik polimerlere dahil etmek önemli ölçüde endotel hücre kapsamını geliştirir ve plakalı asırlık ekiniler ve tam uzunlukta fibronectin kullanımı, patojen iletim ve toplu-to-batch değişkenliği riskini taşır.

Laminins: Endothelial ve Smooth Muscle Hücre Davranışı

Laminins, foillary ağları ve endotelyal hücreyi düzenlemeyi sağlayan heterotrimeric bodrum proteinleri bir ailedir, bariyer işlevi ve anjiyojenlik.Süler duvarda, laminin 411 ve 511 özellikle subendothelial bodrum membranında, kapillary ağları stabilize ederler ve endotelyal aktivasyonunlar da düzgün bir şekilde etkilenmektedir.

Akciğerler damardan gelen tıkanıklıklar, hızlı endotelizasyonu teşvik edebilir ve YIGSR ve IMATV hiperplasia gibi biyoaktif kaplamalar genellikle bu etkileri yeniden kurmak için uygulanırken, immünojenite ve maliyetle ilgili olarak kullanılır.

Proteoglycans ve Glycosaminoglycans: Hydration and growth Factor Regulation

Proteoglycans (PG), yüksek miktarda su ile etkileşime girer, korelasyon faktörü ve hipoksik asitler.Bu moleküller, yüksek çözünürlükte bulunan doku hidrojenleri ve vitreusturalları birbirine bağlar.

Son zamanlarda, gelişmiş teknelerin ve yara iyileşmesi gibi vasküler scaffold design, GAG'ler hücre prodüksiyonu ve göçöryel endojen cerrahisi ile birlikte biyokompiyonik asit, biyofaktörlü bir vitreus cerrahisi ile birlikte biyokrejik asit, gelişmiş biyologik asit, gelişmiş biyologlar veya sentetik gresyonlar için kaplamalar olarak kullanılabilir.Heparin, diğer yandan, anti-kogulantropolojik bir endotelyal endotelyal enderasyonlar oluşturmak için bir rektöre sahiptir.

ECM-Mediated Scaffold

Hücre Adhesion ve Migration

Src, ECM bileşenleri, bu hücrelerdeki belirli tanıma siteleri, odaklamalar, FAK, Src ve PI3K / Akt gibi sinyalizasyon yolları teşvik edebilir.Integrin-ECM etkileşimi, birbiriyle bağlantılı karmaşıklaşma ve engellemeleri sağlar.

Ek olarak, hücreler göç hızı ve her iki haptotatik (immobilize gradient) ve chemotactic (muhtemelen gradient) fikre sahip olan sinüsler arasındaki dengeyi yeniden yapılandırmalıdır. Örneğin, fibronectin ve kolajen gradientler sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık mamulasyonavasyon sağlar.

Hücre Proliferasyon ve Farklılaştırma

ECM molekülleri sadece yapıştırıcı siteleri değil, aynı zamanda ECM ligands'a yapılan afyonlar da, bu ECM-yarası ilerlemesine yol açıyor.

Farklılaştırma eşit derecede önemlidir: örneğin, vasküler pürüzsüz kas hücreleri, α7 integrin'i aktive ederek ve ERKing sinyalini azaltması için bir sözleşmeli kas çürüklüğü benimsemeli ve bazı kolajen monokatronikleri, tromboziyal bir filizlemeyi önlemek için bir sözleşmeli kas filizlemeyi benimsemeli ve böylece ERKES sinyalini uygun bir şekilde azaltmalıdır.

Angiogenesis ve Vascularizasyon

Eşdeğer kan tedariki, ilk difüzyon limitinin ötesindeki scaffold hayatta kalmak ve entegrasyon için önemlidir (~200 μm). ECM, yeni kapiller oluşumu ve anjigenojen büyüme faktörleri için bir rezervuar sağlar.Birgiogenez sırasında, endotel hücreleri, fibronectin ve hipnozun erken asit desteğine rağmen.

Pro-angigen ECM bileşenlerinin sorgulayıcılara dönüştürülmesi, nörolojik asit parçalarına (küçük moleküler ağırlık) doğrudan bir şekilde uyarılabilir ve birçok deneysel scaffolds, kontrollü salıverme formülasyonlarını, difüzyonlarını ve biyoaktivitelerini uzatmalarını sağlar. Hyaluronic asit parçaları (küçük moleküler ağırlık) ECMin'nin klinik denemeleri ile birlikte cerrahileri azaltmış ve birçok deneysel scaffolds içerir.

Immune Modulation and Inflammation

Yabancı vücut, taklit edilen scaffolds'a yanıt, rejeneratif, anti-inflamatuar makrofajer (M2-like) bağışıklık ortamına iki kat daha fazla bağlantı sağlar.Bu M2 kutuplaştırma, diğer taraftan, doku yeniden modelleme ve entegrasyon teşvik eder.

Kolesterolü-derived peptidler, fibronectin parçaları ve hipnozlu asit oligarşistler tüm bunlar yerel ECM kompozisyonunu ve yapısını korumak için gösterildi ve genellikle olumlu immünmodülatif özellikleri gösterir. ECM bileşenlerinin immünelasyonu ve çapraz bağlantılandırılması, bu nedenle, dışsal olmayan kimyasal maddelerdeki bağışıklık profilini belirlemek ve dışsal olmayan komplikasyonları aktif olarak azaltmak için ECM'nin oluşumuna engelleyici olarak.

ECM Bileşenlerlerini Vascular Scaffolds içine Aklı için Current Strategies

Yüzey Kaplamaları ve Biyokimyasal Fonksiyonelizasyon

En basit yaklaşım sentetik scaffold yüzeyler (örneğin, ePTFE, Dacron, policaprolactone) temizlenmiş ECM proteinleri veya peptid mimikleri içerir. Kaplama yöntemleri fiziksel adorpsiyon içerir, covalent gre-by-katronik bir yapı ile aşılama sağlar ve kontrollü nano ölçekli bir mimaride birden fazla ECM bileşeninin eklenmesine olanak sağlar.

Yaygın olarak kullanılan kaplama malzemeleri, kolajen, fibronectin, laminin ve heparin. Klinik başarı, Avrupa ve Asya'da erken trombotik komplikasyonları azaltan bir kolajen olarak kabul edilen heparin-koated grets için rapor edilmiştir. Ancak, heparin tek başına uzun vadeli biyoaktivite sağlamamıştır; büyüme faktörlerini veya hücre destekli proteinleri içeren kaplamalar soruşturma altında. Örneğin, Avrupa ve Asya'da daha sonra yapılan bir kolajen kaplama kaplamalar.

Decellularized ECM Scaffolds

Yerli kan gemilerinin (tümograf veya xenograft) hücre bileşenlerini korumak, kolajen, elastin, GAGs ve bodrum membran proteinleri dahil olmak üzere, karmaşık biyokimyasal ve mekanik cuesler bu yaklaşım, sentetik scaffolds mücadelesini çoğaltmak için korur.Decellularized porcine veya bovine gemileri ticari olarak bazı uygulamalar için kullanılabilir (örneğin, koroner arterleri gretleri atlar) ancak immünitesi dahil olmak üzere sorunlarla karşı karşıya kalır.

Kimyasal yöntemler deterjanları (örneğin, SDS, Triton X-100) ve enzymatik tedaviler (örneğin, DNase) hücreleri kaldırmak için kullanılır, ancak işlem, ECM kompozisyon ve mekanikleri değiştirebilir, ancak bu, GAGs ve büyüme faktörleri gibi daha fazla ECM bileşenleri korumak için, peracetik asit gibi hafif ajanları kullanarak.

Hybrid ve Composite Scaffolds

Hibrit scaffolds sentetik polimerleri doğal ECM bileşenleri ile birleştirir, örneğin, elektrospun PCLfilli polimerler (örneğin, PLGA, poliurethane) yeni ECM'nin kontrol edilebilir özelliklerini sağlar, başka bir yaklaşım ECM-derived hidrojez (örneğin, kolajen ve korneal) bir optik ızgaranın içinde bir biyolojik gözeneklerin yanı sıra, ECM-derived hidrojekte edici hidroksitler (örneğin, vücretici veya vüdül) için organik bir mikropüreler için devrilmiş bir mikropüreler için devrilmiş bir mikropüresel bir ızgaralar için desteklenmektedir.

Bir umut verici hibrit tasarım, bir konfluent endothelium'u desteklemek için "bi-katlı" scaffold, dış tabakanın medya doku oluşumunu teşvik etmek için son ve pürüzsüz kas-opted ECM'yi içerir. Mekanik özellikler sentetik'nin doğal bileşenlere ve haçlı bağlantı derecesiyle sıralanabilir.

3D Bioprinting ve Electrospinning with ECM Bioinks

Ek olarak üretim teknolojileri, ECM tabanlı biyoinkslerin, istenen biyoinküler iskeletler oluşturmak için kesin bir şekilde yer ayırmasına izin verir. Bioinks tipik olarak hidrogels (e.g., alginate, jelatin methacryloyl, hipnozik asit) ek olarak, istenen ECM bileşenleri ile birlikte, biyoink'in rheolojik özellikleri baskı ve cep kullanılabilirliği için optimize edilmelidir.

Elektrospinning, yerli ECM mimarisini taklit eden nanofibrous scaffolds için popüler bir yöntem olmaya devam ediyor. Teknik, ECM bileşenlerini iplik çözümünde çözünerek birleştirerek, örneğin, elastin ve kolajen PCL ile birlikte fiberler üreterek, çift mekanik ve biyoaktivite özellikleri ile işlem sonrası değişikliklerle ilişkilendirmeye olanak sağlıyor.

Klinik Zorluklar ve Gelecek Yollar

Immunogenity and Biocompatability

ECM bileşenleri genellikle biyoakonomi olarak kabul edilirken, özellikle de insan dışı kaynaklardan elde edilen bağışıklık yanıtlarını azaltabilir. Xenograft ECM, inflamasyonu tetikleyen α-Gal epitopları veya diğer antijenleri içerir. Recombinant insan ECM proteinlerine karşı yapılan anti-döveksiyonlara karşı yapılan antijeneratif bir çözüm sunar, ancak ek olarak, transkript cerrahisi için geçici olarak uygulanan cerrahi yöntemlerin bozulması ve CM-eksiyonelasyonun uygulanması gerekir.

Mekanik Dürüstlük ve In Vivo Yeniden Modelleme

En büyük zorluklarından biri, affold'un mekanik özelliklerini yerli tekneye uygun şekilde eşleştirir.Eğer scaffold çok sert ise, yeni doku dekonomisi oranıyla uyumsuz olmalıdır - "in situ doku mühendisliği" olarak bilinen bir süreçtir.Mevcut araştırma, matrix metalloprotein baskısına dayalı olarak odaklanır.

Uzun süreli Patency ve Neotcon Formasyon

ECM ile ilgili klinik çalışmalar değişken uzun vadeli patency göstermiştir. Örneğin, decelluized human anestezik ven gremeter uygulamaları orta başarı ile kullanılmıştır, ancak stenoz ile ilgili sorunlar devam etmelidir.

Kişiselleştirilmiş ECM Scaffolds

Biyofabrikasyon ve hasta spesifik görüntüleme (örneğin, CT angiography) geometriyi ve hemodinamikleri, bireysel bir hastanın vazoyu karşılaştırması ve bu da ECM bileşiklerini hastalığa uygun olarak birleştirin (örneğin, diyabetik, uremik veya bir formülün tasarımını) daha da artırabileceğini tahmin edebilir. "precision ECM" kavramı, sadece ECM molekülünü değil, aynı zamanda çapraz bağlantı kurma ve yayınlamayı da dikkate alır.

Büyüme Faktörü Teslimat ve Gen Editing

ECM bileşenleri, bu faktörleri uzaysal ve zaman zaman zamanlayıcı olarak tanımlayan büyüme faktörlerinin dağıtımını sağlamak için depolar olarak hizmet edebilir. Örneğin, optamers veya mühendis ECM-binding alanlarının belirli scaffold sitelerine ek olarak, CRISPR gibi genetik düzenlemeler yapmak için kullanılabilir.Internalexing methods, bu faktörleri kullanarak evlenebilir ve büyüme faktörlerini önceden belirlenmiş hale getirmek için kullanılabilir.

Düzenleme ve Yol Yönetimi

ECM ile sınırlı kalın damar tıkanıklığı için yapılan onay, FDA'nın biyolojik ve sentetik bileşenlerin kombinasyonu nedeniyle karmaşıktır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, bu cihazlar genellikle kombinasyon ürünleri olarak sınıflandırılmaktadır ve ECM bileşeni standartlaştırma ve kalite kontrolüne daha fazla gelişme gerektirir.

Özet olarak, ekstracellular matrisi sadece bir destek yapısı değil, damar tıkanıklığı ve bu bileşenleri yüzey kaplamaları, epitelifikasyonları ile birlikte inşa eden ve biyotipik baskılar için önemli bir unsurdur.

[FONT=0)Dönetici:[Dönemli)