Lágyrész-regeneráció sejtmentes állvány mikrokörnyezetben

Lágyrész-regeneráció sejtmentes állvány mikrokörnyezetben

A most közzétett új jelentésben Tudományos jelentései, Irini Gerges és egy olasz és amerikai tudóscsoport tanulmányozta a biomechanikai és biokémiai jelek fontosságát a háromdimenziós (3D) regeneratív mikrokörnyezet és a lágyrészképzés számára megfelelő tenyésztési feltételek megteremtésében. A csapat megfigyelte az adipogenezis változását a 3D mechanikai tulajdonságokhoz képest, és létrehozott egy háromdimenziós, különböző merevségű mikrokörnyezet gradiensét. Az eredmények a zsírszövet arányának jelentős növekedését jelezték, miközben csökkentették a 3D mechanikus mikrokörnyezet merevségét. Összehasonlították ezt a mechanikai kondicionáló hatást a biokémiai szabályozással azáltal, hogy az extracelluláris környezeteket biológiai stimulánssal töltötték fel. Az eredmények azt mutatták, hogy a mechanikai és biokémiai kondicionálás elegendő az adipogenezis fellendüléséhez és a szövetek átalakulásának befolyásolásához. A munka új utakat nyithat a 3D állványok megtervezéséhez olyan mikrokörnyezet kialakításához, amely nagy mennyiségű lágy- és zsírszövetet regenerál a rekonstrukciós és kozmetikai műtétek gyakorlati és közvetlen vonatkozásaihoz.

Lágyrész rekonstrukció

A lágyrész rekonstrukciós megközelítései inert töltőanyagoktól vagy autológ graftoktól függenek; ezért kielégítetlen klinikai igény van hatékony megoldásokra a lágy szövetek műtét utáni helyreállítására. A sejttel nem rendelkező állványokon alapuló megközelítések ígéretes megoldást jelentenek biokompatibilitásuk, a célszövetekhez való alkalmazkodóképességük, költséghatékonyságuk és a nemzetközi gyártási szabványoknak való megfelelés miatt. A szintetikus állványok skálázható klinikai megoldás, mert elkerülhetik a szabályozással és a gyártással kapcsolatos akadályokat a sejtalapú terápiákhoz képest. A klinikailag releváns lágyrész-térfogatok regenerálására szolgáló háromdimenziós (3D) állványok klinikai szinten jelentős előrehaladást értek el, mint az orvosi minőségű állványok esetében. Az anyag korlátai a polimer szálak magas helyi merevségéből adódnak a célszövethez képest. Ezért fontos a zsírszövet-regenerációra specifikus állványok kifejlesztése a biomechanikai jelek szabályozása érdekében, hogy az adipogenezishez elengedhetetlen megfelelő sejt- és biomateriális kölcsönhatások jöjjenek létre. A csapat foglalkozott a poliuretán alapú térhálósított porózus biológiai anyagok biológiai teljesítményének kulcsfontosságú tényezőivel, mint állványok a lágyrész regenerációjához, a polimer kémia és a mikroarchitektúra szerepére összpontosítva. Ebben a munkában Gerges et al. módosította a poliészter-triol szegmensek összetételét, hogy olyan pórusos állványok gradiensét szintetizálja, amelyek hasonló fiziokémiai és morfológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, különböző szubsztrátmerevséggel, hogy megértsék a mechanikai jelek adipogenezisre gyakorolt ​​hatását.

Lágyrész-regeneráció sejtmentes állvány mikrokörnyezetben A kísérletek

A tudósok fokozták a regeneratív mikrokörnyezetet egy peroxiszóma proliferátorral aktivált receptor agonistával, Rosiglitazonnal töltött állvány használatával az adipocita differenciálódás kiváltására. Megvizsgálták a mechanikai környezet hatását az állvány in vivo teljesítményére az állvány mechanikai tulajdonságainak finomhangolásával anélkül, hogy megváltoztatták vagy megváltoztatták volna a fennmaradó fizikai-kémiai karaktereket. A csoport a térhálósodás mértékének, a pórusméretnek és a makromolekuláris szerkezetet összetartó kemény és lágy szegmensek arányának változtatásával szabályozta a térhálósított poliuretán hab mechanikai tulajdonságait. Gerges és mtsai. ezután a lágy szegmensek kristályosságának fokára összpontosított, és az iniciátor és a monomer arányát állandó szinten tartotta az anyagok azonos átlagos molekulatömegének fenntartása érdekében. Az állványkészítmények három változatán végzett kompressziós tesztek elvégzése után a csapat megváltoztatta a poliészterek amorf és kristályos doménjeinek arányát, hogy háromféle állványkészítményt eredményesen kapjon. A kutatók ebben a vizsgálatban az összes állványt poli-L-lizinnel kezelték, hogy elősegítsék a sejtek tapadását az anyagfelületeken a nem specifikus sejt-biomaterális kölcsönhatások érdekében.

Lágyrész-regeneráció sejtmentes állvány mikrokörnyezetben

Az állvány anyagának működésének megértése

Az állványok állatmodellekben történő megvalósítása után a tudósok nem figyeltek meg bennük rendellenességeket, és visszakeresésük után szövettani vizsgálatokat végeztek az állványokon. Megállapították, hogy az állvány körül kapszula képződik, mérsékelt mennyiségű makrofágokkal és krónikus gyulladásos infiltrátumokhoz kapcsolódó multinukleáris óriássejtekkel mind a három állványcsoportban. A vizsgált csoportok közül a legkisebb rugalmassági modulussal rendelkező állványanyag tartotta a legnagyobb zsírszövet-százalékot. Gerges és mtsai. ezután a biokémiai szabályozás hatását vizsgálta a peroxiszóma proliferációval aktivált receptor agonista molekulák helyi felszabadításával semleges biomechanikai keretek között. A molekulák koncentrációja elegendő volt ahhoz, hogy aktiválják a megfelelő receptorokat a sejteken, amelyek behatolnak az állványba a szomszédos környező szövetből. A csapat a kezelt állványok zsírszövetének jelentős növekedését a specifikus receptorok aktiválásával kiváltott sejttelen környezetnek tulajdonította.

Lágyrész-regeneráció sejtmentes állvány mikrokörnyezetben

kilátás

Ily módon Irini Gerges és munkatársai tanulmányozták a biomechanikai és biokémiai jelek fontosságát egy 3D regeneratív mikrokörnyezet kifejlesztésében a lágyrész-képződéshez, két specifikus kísérleti csoport alapján, állatmodellekben. Az eredmények kiemelik a zsírszövet beszivárgását az állvány merevségének csökkenésével, valamint az állvány mechanikai tulajdonságainak előnyeit a zsírszövet regenerálásához, miközben gátolják a rostos szövetek képződését. Az eredmények megerősítették a mechanikai és biokémiai tényezők azon képességét, hogy a leírt beállítások mellett egyformán elősegítsék a zsírszövet kialakulását, arra utalva, hogy a megfelelő mechanikus jelátvitel fokozhatja az adipogenezist azáltal, hogy jelentősen befolyásolja a sejtek differenciálódását.