Pehmete kudede regenereerimine rakuvabas tellingu mikrokeskkonnas

Pehmete kudede regenereerimine rakuvabas tellingu mikrokeskkonnas

Nüüd avaldatud uues aruandes Teaduslikud aruanded, Irini Gerges ning Itaalia ja USA teadlaste rühm uurisid biomehaaniliste ja biokeemiliste vihjete olulisust kolmemõõtmeliste (3D) regeneratiivsete mikrokeskkondade ja pehmete kudede moodustamiseks sobivate kultuuritingimuste loomiseks. Meeskond jälgis muutusi adipogeneesis 3D-mehaaniliste omaduste suhtes ja lõi erineva jäikusega kolmemõõtmeliste mikrokeskkondade gradiendi. Tulemused näitasid rasvkoe osakaalu olulist suurenemist, vähendades samal ajal 3D mehaanilise mikrokeskkonna jäikust. Nad võrdlesid seda mehaanilist konditsioneerimisefekti biokeemilise reguleerimisega, laadides rakuvälised keskkonnad bioloogilise stimulandiga. Tulemused näitasid, et mehaaniline ja biokeemiline konditsioneerimine on adipogeneesi soodustamiseks ja kudede ümberkujundamise mõjutamiseks piisav. Teos võib avada uusi võimalusi 3D-karkasside kujundamiseks, et moodustada mikrokeskkondi, mis regenereerivad suures koguses pehmet ja rasvkoe, et neid rekonstrueerivas ja kosmeetilises kirurgias praktiliselt ja otseselt mõjutada.

Pehmete kudede rekonstrueerimine

Pehmete kudede rekonstrueerimise lähenemisviisid sõltuvad inertsetest täiteainetest või autoloogsetest pookoksadest; seetõttu on pehmete kudede taastamiseks pärast operatsiooni efektiivsete lahenduste järele rahuldamata kliiniline vajadus. Rakuvabad tellingutel põhinevad lähenemisviisid on paljutõotav lahendus tänu nende biosobivusele, kohanemisvõimele sihtkoega, kulutõhususele ja vastavusele rahvusvahelistele tootmisstandarditele. Sünteetilised tellingud on skaleeritav kliiniline lahendus, kuna need võimaldavad rakupõhiste ravimeetoditega vältida regulatiivseid ja tootmistõkkeid. Kliiniliselt oluliste pehmete kudede mahtude taastamiseks mõeldud kolmemõõtmelised (3D) tellingud on kliinilises plaanis saavutanud märkimisväärset edu, nagu on näha meditsiinilise kvaliteediga tellingutega. Materjali piirangud tulenevad polümeeri niitide suurest kohalikust jäikusest sihtkoega võrreldes. Seetõttu on oluline välja töötada rasvkoe regenereerimisele spetsiifilised karkassid, et reguleerida biomehaanilisi näpunäiteid, et saavutada adipogeneesi jaoks olulised rakkude ja biomaterjalide vastastikused mõjud. Meeskond käsitles polüuretaanil põhinevate ristseotud poorsete biomaterjalide kui karkasside pehmete kudede regeneratsiooni põhitegureid, keskendudes polümeerkeemia ja mikroarhitektuuri rollile. Selles töös Gerges jt. modifitseeris polüestritriolisegmentide koostist poorsete karkasside gradiendi sünteesimiseks, millel on erinevad substraadi jäikusega sarnased füsiokeemilised ja morfoloogilised omadused, et mõista mehaaniliste märkide mõju adipogeneesile.

Pehmete kudede regenereerimine rakuvabas tellingu mikrokeskkonnas Katsed

Teadlased parandasid regeneratiivset mikrokeskkonda, kasutades adipotsüütide diferentseerumise esilekutsumiseks karkassi, mis oli koormatud peroksisoomi proliferatsiooniga aktiveeritud retseptori agonisti Rosiglitasooniga. Nad uurisid mehaanilise keskkonna mõju tellingute in vivo jõudlusele, korrigeerides tellingu mehaanilisi omadusi, muutmata või muutmata ülejäänud füüsikalis-keemilisi märke. Muutes ristsidumise astet, pooride mõõtmeid ja makromolekulaarset struktuuri koos hoidvate kõvade ja pehmete segmentide suhet, reguleeris meeskond ristsillatud polüuretaanvahu mehaanilisi omadusi. Gerges jt. seejärel keskendus pehmete segmentide kristallilisuse astmele ja hoidis initsiaatori ja monomeeri suhet konstantsena, et säilitada materjalide sama keskmine molekulmass. Pärast tellingupreparaatide kolme versiooni kokkusurumiskatsete tegemist muutis meeskond polüestrite amorfsete ja kristalliliste domeenide suhet, et edukalt saada kolme tüüpi karkassipreparaate. Teadlased töötlesid selles uuringus kõiki tellinguid polü-L-lüsiiniga, et soodustada rakkude adhesiooni materjali pindadel rakkude ja biomaterjalide mittespetsiifiliste vastasmõjude jaoks.

Pehmete kudede regenereerimine rakuvabas tellingu mikrokeskkonnas

Tellingute materjali funktsiooni mõistmine

Pärast karkasside rakendamist loommudelites ei täheldanud teadlased neis esinevaid kõrvalekaldeid ja viisid nende ülesvõtmisel tellingutele histoloogilised uuringud. Nad märkisid kapsa moodustumist tellingu ümber mõõduka koguse makrofaagide ja mitmetuumaliste hiidrakkudega, mis olid seotud krooniliste põletikuliste infiltraatidega kõigis kolmes tellingute rühmas. Nendest testitud rühmadest säilitas madalaima elastsusmooduliga karkassimaterjal kõrgeima rasvkoe protsendi. Gerges jt. Järgmisena uuriti biokeemilise regulatsiooni mõju peroksisoomi proliferatsiooniga aktiveeritud retseptori agonistimolekulide lokaalse vabanemisega neutraalses biomehaanilises raamistikus. Molekulide kontsentratsioonid olid piisavad rakkude vastavate retseptorite aktiveerimiseks külgnevast ümbritsevast koest tellingutesse tungivatele rakkudele. Meeskond panustas rasvkoe märkimisväärset suurenemist töödeldud karkassides rakuvabasse keskkonda, mis on põhjustatud spetsiifiliste retseptorite aktiveerimisest.

Pehmete kudede regenereerimine rakuvabas tellingu mikrokeskkonnas

väljavaade

Nii uurisid Irini Gerges ja tema kolleegid biomehaaniliste ja biokeemiliste vihjete olulisust 3D-regeneratiivse mikrokeskkonna väljatöötamisel pehmete kudede moodustamiseks, tuginedes loommudelite kahele konkreetsele katsekomplektile. Tulemused toovad esile rasvkoe infiltreerumise koos tellingute jäikuse vähenemisega ja tellingute mehaaniliste omaduste eeliseid rasvkoe taastamiseks, pidurdades samal ajal kiudkoe moodustumist. Tulemused kinnitasid mehaaniliste ja biokeemiliste tegurite võimet kirjeldatud tingimustes ühtlaselt soodustada rasvkoe moodustumist, viidates sellele, et piisav mehaaniline signaalimine võib rakkude diferentseerumist oluliselt mõjutades adipogeneesi soodustada.