Rigjenerimi i indeve të buta në një mikromjedis të skelës pa qeliza

Rigjenerimi i indeve të buta në një mikromjedis të skelës pa qeliza

Në një raport të ri të botuar tani në Raportet shkencore, Irini Gerges dhe një ekip shkencëtarësh në Itali dhe SH.B.A. studiuan rëndësinë e shenjave biomekanike dhe biokimike për të krijuar kushte kulture të përshtatshme për mikro mjediset rigjeneruese tre-dimensionale (3D) dhe formimin e indeve të buta. Ekipi vëzhgoi ndryshimet në adipogjenezë në lidhje me vetitë mekanike 3D dhe krijoi një gradient të mikro mjediseve tre-dimensionale me ngurtësi të ndryshme. Rezultatet treguan për një rritje të ndjeshme të proporcioneve të indit dhjamor, ndërsa ulin ngurtësinë e mikromjedisit mekanik 3D. Ata krahasuan këtë efekt të kondicionimit mekanik me rregullimin biokimik duke ngarkuar mjediset jashtëqelizore me një stimulues biologjik. Rezultatet treguan kushtëzim mekanik dhe biokimik të mjaftueshëm për të rritur adipogjenezën dhe për të ndikuar në rimodelimin e indeve. Puna mund të hapë rrugë të reja për të hartuar skelat 3D për të formuar mikro ambiente që rigjenerojnë vëllime të mëdha të indeve të buta dhe dhjamore për implikime praktike dhe të drejtpërdrejta në kirurgjinë rindërtuese dhe kozmetike.

Rindërtimi i indeve të buta

Qasjet e rindërtimit të indeve të buta varen nga mbushësit inertë ose graftët autologë; prandaj, ekziston një nevojë e paplotësuar klinike për zgjidhje efektive për të rivendosur indet e buta pas operacionit. Qasjet e bazuara në skela pa qeliza janë një zgjidhje premtuese për shkak të biokompatibilitetit të tyre, përshtatshmërisë për indet e synuara, efektivitetit të kostos dhe pajtueshmërisë me standardet ndërkombëtare të prodhimit. Skelat sintetike janë një zgjidhje klinike e shkallëzuar, sepse ato mund të shmangin pengesat rregullatore dhe prodhuese në krahasim me terapitë me bazë qelizore. Skelat tre-dimensionale (3D) për të rigjeneruar vëllimet përkatëse klinike të indeve të buta kanë fituar përparim të konsiderueshëm në nivelin klinik siç shihet me skelat e gradës mjekësore. Kufizimet e materialit rezultojnë nga ngurtësia e lartë lokale e fijeve të polimerit krahasuar me indin e synuar. Prandaj është e rëndësishme të zhvillohen skela specifike për rigjenerimin e indit dhjamor për të rregulluar shenjat biomekanike për të arritur bashkëveprimet e duhura qelizore dhe biomateriale që janë thelbësore për adipogjenezën. Ekipi adresoi faktorët kryesorë të performancës biologjike të biomaterialeve poroze të kryqëzuara me bazë poliuretani si skela për rigjenerimin e indeve të buta duke u përqëndruar në rolin e kimisë së polimerit dhe mikroarkitekturës. Në këtë punë, Gerges et al. modifikoi përbërjen e segmenteve të triolit poliestër për të sintetizuar një gradient të skelave poroze që ndajnë veti të ngjashme fiziokimike dhe morfologjike me ngurtësi të ndryshme të substratit për të kuptuar ndikimin e shenjave mekanike në adipogjenezë.

Rigjenerimi i indeve të buta në një mikromjedis të skelës pa qeliza Eksperimentet

Shkencëtarët përmirësuan mikromjedisin rigjenerues duke përdorur një skelë të ngarkuar me një agonist të receptorëve të aktivizuar me përhapës peroksizome Rosiglitazone për të nxitur diferencimin e adipociteve. Ata hetuan ndikimin e mjedisit mekanik në performancën in vivo të një skelë duke akorduar mirë vetitë mekanike të skeles pa ndryshuar ose ndryshuar karakteret e mbetura fiziko-kimike. Duke ndryshuar shkallën e ndërlidhjes, dimensionin e poreve dhe raportin e segmenteve të forta dhe të buta që mbajnë strukturën makromolekulare së bashku, ekipi rregulloi vetitë mekanike të një shkumë poliuretani të ndërlidhur. Gerges etj. pastaj u përqendrua në shkallën e kristalitetit të segmenteve të buta dhe mbajti raportin midis iniciatorit dhe monomerit konstant, në mënyrë që të ruhet e njëjta peshë mesatare molekulare e materialeve. Pas kryerjes së provave të kompresimit në të tre versionet e formulimeve të skelës, ekipi ndryshoi raportin midis fushave amorfe dhe kristalore të poliestrave për të marrë me sukses tre lloje të formulimeve të skelave. Studiuesit trajtuan të gjitha skelat në këtë studim me poli-L-lizinë për të nxitur ngjitjen e qelizave në sipërfaqet e materialit për bashkëveprime jo specifike qelizore-biomateriale.

Rigjenerimi i indeve të buta në një mikromjedis të skelës pa qeliza

Kuptimi i funksionit të materialit të skeles

Pas zbatimit të skelave në modelet e kafshëve, shkencëtarët nuk vunë re anomali në to dhe ata kryen ekzaminime histologjike në skelat kur u morën. Ata vunë në dukje formimin e kapsulës rreth skeles me sasi të moderuar makrofagesh dhe qelizash gjigande multinukleare të shoqëruara me infiltrate inflamatore kronike në të tre grupet e skelave. Midis atyre grupeve të testuara, materiali i skeles me modulin më të ulët elastik mbajti përqindjen më të lartë të indit dhjamor. Gerges etj. më tej hetoi ndikimin e rregullimit biokimik nga lirimi lokal i molekulave të agonistit të receptorit të aktivizuar nga përhapja e peroksizomeve në një kornizë biomekanike neutrale. Përqendrimet e molekulave ishin të mjaftueshme për të aktivizuar receptorët përkatës në qelizat që pushtojnë skelën nga indet përreth ngjitur. Ekipi vlerësoi rritjen e ndjeshme të indit dhjamor në skelat e trajtuara në mjedisin pa qeliza të shkaktuar nga aktivizimi i receptorëve specifik.

Rigjenerimi i indeve të buta në një mikromjedis të skelës pa qeliza

Pikëpamje

Në këtë mënyrë, Irini Gerges dhe kolegët studiuan rëndësinë e shenjave biomekanike dhe biokimike për të zhvilluar një mikro ambient rigjenerues 3D për formimin e indeve të buta bazuar në dy grupe specifike eksperimentesh në modelet e kafshëve. Rezultatet theksojnë infiltrimin e indit dhjamor me uljen e ngurtësisë së skeles dhe përfitimet e vetive mekanike të skeles për të rigjeneruar indin dhjamor ndërsa pengojnë formimin e indit fijor. Rezultatet konfirmuan kapacitetin e faktorëve mekanikë dhe biokimikë për të nxitur në mënyrë të barabartë formimin e indit dhjamor nën cilësimet e përshkruara, për të sugjeruar që sinjalizimi i duhur mekanik mund të rrisë adipogjenezën duke ndikuar ndjeshëm në diferencimin e qelizave.