Regenerácia mäkkých tkanív v bezbunkovom mikroprostredí lešenia

Regenerácia mäkkých tkanív v bezbunkovom mikroprostredí lešenia

V novej správe, ktorá je teraz zverejnená Vedecké správy„Irini Gerges a tím vedcov v Taliansku a USA študovali význam biomechanických a biochemických podnetov pre vytvorenie kultúrnych podmienok vhodných pre trojrozmerné (3D) regeneračné mikroprostredie a tvorbu mäkkých tkanív. Tím pozoroval zmeny v adipogenéze v porovnaní s 3D mechanickými vlastnosťami a vytvoril gradient trojrozmerných mikroprostredí s rôznymi tuhosťami. Výsledky naznačili významné zvýšenie podielov tukového tkaniva pri súčasnom znížení tuhosti 3D mechanického mikroprostredia. Porovnávali tento efekt mechanickej úpravy s biochemickou reguláciou zaťažením extracelulárneho prostredia biologickým stimulantom. Výsledky ukázali, že mechanické a biochemické úpravy sú dostatočné na zvýšenie adipogenézy a ovplyvnenie remodelácie tkaniva. Táto práca môže otvoriť nové cesty k navrhovaniu 3D lešení na vytvorenie mikroprostredia, ktoré regeneruje veľké objemy mäkkého a tukového tkaniva pre praktické a priame dôsledky v rekonštrukčnej a kozmetickej chirurgii.

Rekonštrukcia mäkkých tkanív

Prístupy k rekonštrukcii mäkkých tkanív závisia od inertných plnív alebo autológnych štepov; preto existuje neuspokojená klinická potreba účinných riešení na obnovenie mäkkých tkanív po operácii. Bezbunkové prístupy založené na lešení sú sľubným riešením kvôli ich biokompatibilite, prispôsobivosti cieľovému tkanivu, nákladovej efektívnosti a dodržiavaniu medzinárodných výrobných štandardov. Syntetické lešenia sú škálovateľným klinickým riešením, pretože sa môžu vyhnúť regulačným a výrobným prekážkam v porovnaní s bunkovými terapiami. Trojrozmerné (3D) lešenia na regeneráciu klinicky relevantných objemov mäkkých tkanív dosiahli značný pokrok na klinickej úrovni, ako je to viditeľné u lešení pre lekárske účely. Obmedzenia materiálu vyplývajú z vysokej miestnej tuhosti polymérnych vlákien v porovnaní s cieľovým tkanivom. Preto je dôležité vyvinúť lešenia špecifické pre regeneráciu tukového tkaniva na reguláciu biomechanických podnetov na dosiahnutie vhodných bunkových a biomateriálnych interakcií, ktoré sú pre adipogenézu zásadné. Tím sa zameral na úlohu polymérnej chémie a mikroarchitektúry a zaoberal sa kľúčovými faktormi biologickej účinnosti zosieťovaných poréznych biomateriálov na báze polyuretánu ako skeletov pre regeneráciu mäkkých tkanív. V tejto práci Gerges a kol. upravil zloženie polyesterových triolových segmentov tak, aby syntetizovali gradient poréznych skeletov, ktoré majú podobné fyzikálno-chemické a morfologické vlastnosti s rôznou tuhosťou substrátu, aby pochopili vplyv mechanických podnetov na adipogenézu.

Regenerácia mäkkých tkanív v bezbunkovom mikroprostredí lešenia Experimenty

Vedci vylepšili regeneračné mikroprostredie pomocou lešenia naplneného agonistom receptora aktivovaného peroxizómovým proliferátorom rosiglitazónom na indukciu diferenciácie adipocytov. Skúmali vplyv mechanického prostredia na výkonnosť lešenia in vivo jemným vyladením mechanických vlastností lešenia bez zmeny alebo zmeny zostávajúcich fyzikálno-chemických znakov. Zmenou stupňa zosieťovania, rozmerov pórov a pomeru tvrdých a mäkkých segmentov držiacich makromolekulárnu štruktúru pohromade tím reguloval mechanické vlastnosti zosieťovanej polyuretánovej peny. Gerges a kol. potom sa zameral na stupeň kryštalinity mäkkých segmentov a udržiaval konštantný pomer medzi iniciátorom a monomérom, aby sa udržala rovnaká priemerná molekulová hmotnosť materiálov. Po vykonaní kompresných testov na troch verziách prípravkov lešenia tím zmenil pomer medzi amorfnými a kryštalickými doménami polyesterov, aby úspešne získal tri typy prípravkov lešenia. Vedci ošetrili všetky lešenia v tejto štúdii poly-L-lyzínom, aby podporili bunkovú adhéziu na povrchoch materiálov pre nešpecifické interakcie bunka-biomateriál.

Regenerácia mäkkých tkanív v bezbunkovom mikroprostredí lešenia

Pochopenie funkcie lešenárskeho materiálu

Po implementácii lešení na zvieracích modeloch vedci nepozorovali ich abnormality a po ich získaní vykonali histologické vyšetrenia na lešeniach. Zaznamenali tvorbu kapsúl okolo lešenia so stredným množstvom makrofágov a viacjadrových obrovských buniek spojených s chronickými zápalovými infiltrátmi vo všetkých troch skupinách lešenia. Spomedzi testovaných skupín si materiál lešenia s najnižším modulom pružnosti udržiaval najvyššie percento tukového tkaniva. Gerges a kol. ďalej skúmal vplyv biochemickej regulácie lokálnym uvoľňovaním molekúl agonistu receptora aktivovaného proliferáciou peroxizómov v neutrálnom biomechanickom rámci. Koncentrácie molekúl boli dostatočné na aktiváciu zodpovedajúcich receptorov na bunkách napadajúcich lešenie z priľahlého okolitého tkaniva. Tím pripísal významné zvýšenie tukového tkaniva v liečených skeletoch do bezbunkového prostredia vyvolané aktiváciou špecifických receptorov.

Regenerácia mäkkých tkanív v bezbunkovom mikroprostredí lešenia

výhľad

Týmto spôsobom Irini Gerges a kolegovia študovali význam biomechanických a biochemických podnetov pre vývoj 3D regeneračného mikroprostredia pre tvorbu mäkkých tkanív na základe dvoch špecifických súborov experimentov na zvieracích modeloch. Výsledky poukazujú na infiltráciu tukového tkaniva so znižujúcou sa tuhosťou skeletu a na výhody mechanických vlastností skeletu na regeneráciu tukového tkaniva pri súčasnom inhibovaní tvorby vláknitého tkaniva. Výsledky potvrdili schopnosť mechanických a biochemických faktorov rovnako podporovať tvorbu tukového tkaniva v opísaných podmienkach, čo naznačuje, že adekvátna mechanická signalizácia môže podporiť adipogenézu významným ovplyvnením diferenciácie buniek.