Mīksto audu reģenerācija bezšūnu sastatņu mikrovidē

Mīksto audu reģenerācija bezšūnu sastatņu mikrovidē

Jaunā ziņojumā, kas tagad publicēts Zinātniskie ziņojumi, Irini Gergesa un Itālijas un ASV zinātnieku komanda pētīja biomehānisko un bioķīmisko signālu nozīmi, lai radītu kultūras apstākļus, kas piemēroti trīsdimensiju (3D) reģeneratīvai mikro videi un mīksto audu veidošanai. Komanda novēroja izmaiņas adipoģenēzē attiecībā pret 3D mehāniskajām īpašībām un izveidoja trīsdimensiju mikrovides ar dažādu stingrību gradientu. Rezultāti liecināja par ievērojamu taukaudu proporciju pieaugumu, vienlaikus samazinot 3D mehāniskās mikrovides stingrību. Viņi salīdzināja šo mehānisko kondicionēšanas efektu ar bioķīmisko regulāciju, iekraujot ārpusšūnu vidi ar bioloģisko stimulantu. Rezultāti parādīja, ka mehāniskā un bioķīmiskā kondicionēšana ir pietiekama, lai veicinātu adipoģenēzi un ietekmētu audu pārveidošanu. Darbs var pavērt jaunas iespējas 3D sastatņu projektēšanai, veidojot mikrovidi, kas atjauno lielu daudzumu mīksto un taukaudu praktiskai un tiešai ietekmei uz rekonstruktīvo un kosmētisko ķirurģiju.

Mīksto audu rekonstrukcija

Mīksto audu rekonstrukcijas pieejas ir atkarīgas no inertiem pildvielām vai autologiem potzariem; tāpēc pastāv neapmierināta klīniska vajadzība pēc efektīviem risinājumiem, lai atjaunotu mīkstos audus pēc operācijas. Pie sastatnēm balstītas pieejas bez šūnām ir daudzsološs risinājums to bioloģiskās savietojamības, pielāgojamības mērķa audiem, rentabilitātes un atbilstības starptautiskajiem ražošanas standartiem dēļ. Sintētiskās sastatnes ir mērogojams klīniskais risinājums, jo tās var izvairīties no regulēšanas un ražošanas šķēršļiem, salīdzinot ar šūnās balstītām terapijām. Trīsdimensiju (3D) sastatnes, lai atjaunotu klīniski nozīmīgus mīksto audu tilpumus, ir guvušas ievērojamu progresu klīniskajā līmenī, kā tas ir redzams ar medicīnas pakāpes sastatnēm. Materiāla ierobežojumi rodas no augsta polimēra pavedienu vietējā stingruma, salīdzinot ar mērķa audiem. Tāpēc ir svarīgi izstrādāt sastatnes, kas raksturīgas taukaudu reģenerācijai, lai regulētu biomehāniskās norādes, lai panāktu atbilstošu šūnu un biomateriālu mijiedarbību, kas ir fundamentāla adipoģenēzei. Komanda pievērsās galvenajiem poliuretāna bāzes savstarpēji saistīto poraino biomateriālu bioloģiskās veiktspējas faktoriem kā sastatnēm mīksto audu reģenerācijai, koncentrējoties uz polimēru ķīmijas un mikroarhitektūras lomu. Šajā darbā Gergess u.c. modificēja poliestera triola segmentu sastāvu, lai sintezētu porainu sastatņu gradientu, kuriem ir līdzīgas fizikāli ķīmiskās un morfoloģiskās īpašības ar dažādu substrāta stingrību, lai izprastu mehānisko norādījumu ietekmi uz adipoģenēzi.

Mīksto audu reģenerācija bezšūnu sastatņu mikrovidē Eksperimenti

Zinātnieki uzlaboja reģeneratīvo mikrovidi, izmantojot sastatnes, kas iekrautas ar peroksisomu proliferatora aktivētu receptoru agonistu Rosiglitazonu, lai izraisītu adipocītu diferenciāciju. Viņi pētīja mehāniskās vides ietekmi uz sastatņu darbību in vivo, precīzi noskaņojot sastatņu mehāniskās īpašības, nemainot vai nemainot atlikušās fizikāli ķīmiskās rakstzīmes. Mainot šķērssaites pakāpi, poru izmēru un cieto un mīksto segmentu attiecību, kas satur makromolekulāro struktūru kopā, komanda regulēja šķērssaistīto poliuretāna putu mehāniskās īpašības. Gerges u.c. tad koncentrējās uz mīksto segmentu kristāliskuma pakāpi un saglabāja nemainīgu attiecību starp ierosinātāju un monomēru, lai saglabātu tādu pašu vidējo materiālu molekulmasu. Pēc saspiešanas testu izpildīšanas trim sastatņu formulu versijām komanda mainīja poliesteru amorfo un kristālisko domēnu attiecību, lai veiksmīgi iegūtu trīs veidu sastatņu sastāvus. Pētnieki apstrādāja visas šī pētījuma sastatnes ar poli-L-lizīnu, lai veicinātu šūnu adhēziju uz materiāla virsmām nespecifiskai šūnu-biomateriālu mijiedarbībai.

Mīksto audu reģenerācija bezšūnu sastatņu mikrovidē

Izpratne par sastatņu materiāla funkciju

Pēc sastatņu ieviešanas dzīvnieku modeļos zinātnieki tajās nenovēroja novirzes, un pēc to izgūšanas veica histoloģiskos izmeklējumus uz sastatnēm. Viņi atzīmēja kapsulas veidošanos ap sastatnēm ar mērenu daudzumu makrofāgu un daudzkodolu milzu šūnām, kas saistītas ar hroniskiem iekaisuma infiltrātiem visās trijās sastatņu grupās. Starp šīm pārbaudītajām grupām sastatņu materiāls ar zemāko elastības moduli saglabāja augstāko taukaudu procentuālo daudzumu. Gerges u.c. Nākamais pētīja bioķīmiskās regulēšanas ietekmi, lokāli atbrīvojot peroksisomu proliferāciju aktivizējošo receptoru agonistu molekulas neitrālā biomehāniskā sistēmā. Molekulu koncentrācija bija pietiekama, lai aktivizētu atbilstošos receptorus uz šūnām, kas iebruka sastatnēs no blakus esošajiem audiem. Komanda uzskaitīja ievērojamo taukaudu pieaugumu apstrādātajās sastatnēs videi bez šūnām, ko izraisīja specifisko receptoru aktivizēšana.

Mīksto audu reģenerācija bezšūnu sastatņu mikrovidē

perspektīva

Tādā veidā Irini Gergess un viņa kolēģi pētīja biomehānisko un bioķīmisko signālu nozīmi, lai izstrādātu 3D reģenerējošu mikrovidi mīksto audu veidošanai, pamatojoties uz diviem specifiskiem eksperimentu komplektiem dzīvnieku modeļos. Rezultāti izceļ taukaudu infiltrāciju ar samazinātu sastatņu stingrību un sastatņu mehānisko īpašību priekšrocības, lai atjaunotu taukaudus, vienlaikus kavējot šķiedru audu veidošanos. Rezultāti apstiprināja mehānisko un bioķīmisko faktoru spēju vienādi veicināt taukaudu veidošanos aprakstītajos apstākļos, liekot domāt, ka adekvāta mehāniskā signalizācija var veicināt adipoģenēzi, būtiski ietekmējot šūnu diferenciāciju.