Looduslik kohre koe regenereerimine. In situ kudede taastumine peremeesraku rakkude värbamise kaudu

Veelgi enam, kuigi null-PEG-i fibriin või madala PEG-i PF kontsentratsiooniga ravimvormid ei olnud nii prokondrogeensed, kaldusid väga kõrge PEG-i kontsentratsiooniga ravimid põhjustama kollageeni I ja kollageeni X suuremat ekspressiooni, mõlemad vastavalt armi ja hüpertroofilise kõhre markerid. Sööde eemaldati ja igale PHP proovile kanti ligikaudu 1 x rakku. Kaarekujuliste liigeste samaaegse artroosiga toimub üksikute selgroolülide segmentide blokeerimine.

Teemad Abstraktne Koetehnoloogia valdkond on teinud mitmesuguste kudede rakenduste tõlkimisel pidevalt edusamme. Kuigi klassikalise koetehnoloogia strateegia, mis hõlmab kultiveeritavate rakkude ja karkasside kasutamist koekonstruktsiooni valmistamiseks implanteerimiseks, on see lähenemisviis ulatuslik rakkude laiendamise etapp, mis nõuab palju implantatsiooni ja tööjõudu.

Selle ex vivo protsessi vältimiseks on kasutusele võetud uus lähenemisviis. In situ kudede regenereerimisel kasutatakse organismi enda regenereerivat võimet mobiliseerides peremeesorganismi endogeensed tüvirakud või Looduslik kohre koe regenereerimine eellasrakud vigastuskohta.

Sobiv mikrokeskkond, mida pakuvad implanteeritud karkassid, hõlbustaks peremeesrakkude värbamist, mida saab suunata regenereeruvate struktuuriliste ja funktsionaalsete kudede juurde. Sissejuhatus Kirurgilised rekonstruktiivsed protseduurid Arriza raviskeem sageli täiendavate kudede, nagu autograft, allograft või ksenotransplantaat, kasutamist normaalsete anatoomiliste ja Looduslik kohre koe regenereerimine kudede konfiguratsioonide taastamiseks.

Kuid need materjalid on sageli seotud komplikatsioonidega, nagu doonori saidi haigestumus, piiratud kättesaadavus ja peremehe koe reaktsioonivõime.

Kuid see lähenemine nõuab doonorkoe biopsiat ja Looduslik kohre koe regenereerimine rakkude paisumisetappe enne ravi alustamist. Peale selle on isoleeritud koest pärinevad primaarrakud sageli heterogeensed ja raskesti standarditavad.

Seega on usaldusväärse ja reprodutseeritava raku allika saamine üks rakupõhiste lähenemisviiside keerulistest elementidest. Hiljutised edusammud koetehnoloogia ja regeneratiivse meditsiini valdkonnas on võtnud kasutusele endogeensete rakkude kasutamise in situ koe regenereerimiseks.

In situ koe regenereerimise põhimõte on kasutada organismi enda bioloogilisi ressursse ja selle reparatiivset võimet, kasutades sihtmärgikspetsiifilist biomaterjali Looduslik kohre koe regenereerimine, et värvata vigastuse kohta peremeesvarre või koespetsiifilisi eellasrakke. See uudne lähenemisviis võimaldaks kahjustatud koe regenereerimist ilma raku siirdamiseta joonis 1.

Kui bioaktiivsete molekulidega ühendatud karkassid implanteeritakse in vivo, vabastab bioaktiivsete märkide püsiv vabanemine organismi enda regeneratiivse võime. Käesolevas ülevaates käsitletakse in situ kudede regenereerimise lähenemisviiside hiljutist arengut, keskendudes eelkõige strateegiatele, mis suurendavad peremeesorganismi tüvirakke või eellasrakke siht-spetsiifilistesse karkassidesse ning esitavad mõned in situ koe regenereerimise rakendused.

Strateegia koe Looduslik kohre koe regenereerimine in situ. Täissuuruses pilt In situ koe regenereerimise põhilised kaalutlused In situ koe regenereerimise edukus sõltub peremeesorganismi tüvirakkude või eellasrakkude efektiivsest värbamisest implanteeritud biomaterjali karkassidesse ja infiltreeruvate rakkude indutseerimisest koespetsiifilistesse rakuliinidesse funktsionaalse koe regenereerimiseks.

Selle saavutamiseks tuleb kujundada sihtmärk-spetsiifiline tellingute süsteem, mis toimib mallina, et Kae harjade liigeste artriit juhendada värbatud peremeesrakkude saatus paljuneda ja diferentseeruda soovitud koetüübiks.

KõHRE REGENEREERIMISE TEHNIKA UURINGUD - MEDITSIINI- -

Peremeesrakkude allikad koe regenereerimiseks in situ On näidatud, et täiskasvanud tüvirakke, mis sisaldavad eneseväljendus- ja diferentseerumisvõimet, saab eraldada erinevatest kudedest ja elunditest, sealhulgas ajust, maksast, vereringest, südamest, nahast, neerust, lihasest ja rasvast. Vastuseks koe vigastusest tulenevatele regulatiivsetele signaalidele aktiveeruvad need tüvirakud ja alustatakse protsessi parandamist. Lisaks koespetsiifilistele täiskasvanu tüvirakkudele, mis on peamiselt vastutavad koe regenereerimisprotsesside eest, on luuüdist pärinevad tüvirakud identifitseeritud kui olulised rakuallikad, mis aitavad kaasa nende taastumisvõimele teistele kudedele.

HSC-d vastutavad kõikide ringlevate vererakkude, nagu müeloidse, ertreoidi ja lümfoidse liini, tootmise eest. HSC populatsiooni oluline osa kudede regenereerimisel on tagada parakriini bioaktiivsed faktorid regeneratiivsetele rakkudele ja mõnikord transdifferentseerida soovitud koespetsiifilisteks liinideks. Teine luuüdis sisalduv rakupopulatsioon on stromaalsed rakud või MSC-d, millel on in vitro ja in vivo mitmesuguseid võimeid diferentseeruda erinevateks rakutüüpideks.

Huvitaval kombel on paljud aruanded näidanud, et MSC populatsioone, mis ekspresseerivad sarnast rakupinna antigeenide kogumit, saab eraldada luust, kõhreest, lihastest, luuüdi stroomist, kõõlusest, rasvast ja muudest sidekudedest, 14 ja neid MSC populatsioone on laialdaselt Glukoosamiini kondroitiin artroosis prekliinilistes uuringutes.

Kuid nende MSC populatsioonide spetsiifiline identiteet on endiselt ebaselge ja täiendavad uuringud on vajalikud Looduslik kohre koe regenereerimine rakkude päritolu ja panuse mõistmiseks koe regenereerumisele. EPC-d 6 on veel üks oluline rakuallikas, mis osalevad aktiivselt angiogeneesi edendamisel vigastuskohas. Neovaskularisatsiooni soodustamine EPC-de kaudu on eriti kasulik koe regenereerimisel ja isheemilise koe kahjustamisel.

Makrofaagid, mis mängivad olulist rolli põletikulises reaktsioonis ja võõrkeha reaktsioonis, leitakse vigastuskohas koe parandamise ja remodelleerimise käigus. Hiljutised aruanded on näidanud, et makrofaagid on regeneratiivse meditsiini kontekstis kudede ümberkujundamisel olulised.

Makrofaagide populatsioonide diferentsiaalse infiltreerumise aluseks olevate mehhanismide parem mõistmine tugikonstruktsioonidesse aitab reguleerida makrofaagide värbamise spetsiifilist tüüpi ja võib avaldada positiivset mõju soovitud koe regenereerimisele.

Oluline on uurida võimalusi kasutada organismi bioloogilisi ja keskkonnaressursse koe regenereerimiseks in situ.

On uuritud peremeesrakkude värbamist implanteeritud karkassisse koe parandamise protsessi osana. Meie eelmises uuringus kasutati selle dogma käsitlemiseks 19 polü glükoolhappe lausriidest. See biomaterjali implantaat oli mõeldud difusiooni suurendamiseks ja peremeesraku infiltraatide vastuvõtmiseks väga poorsetesse struktuuridesse. Selle uuringu tulemused näitasid, et implantaadile infiltreerunud peremeesrakkude arv kasvas pärast implanteerimist kuni 3 nädalat ja hakkas seejärel vähenema, kuna kollageen on kogunenud implanteeritud karkassi pooride täitmiseks.

Huvitaval kombel täheldasime, et väike osa infiltreerunud peremeesrakkudest implantaatide sees oli potentsiaalne mitmetahuline joonis 2. Need tulemused näitavad, et mõned peremeesorganismi tüvirakud, mis mobiliseerusid biomaterjali, olid multipotentsed ja neile anti sobiv mikrokeskkond, need diferentseerusid implantaadi kohale koespetsiifilistesse rakuliinidesse.

Täissuuruses pilt Biomaterjali karkassid koe regenereerimiseks in situ Bioinstruktsiooniga koe loomine eeldab karkassi, mis tagab struktuurse toe, kuni mobiliseeritud rakud moodustavad in vivo funktsionaalse koe. Kuigi tellingute omadused võivad varieeruda sõltuvalt sihtkududest, on tellingute süsteemi üldnõuded bioloogiline stabiilsus, biolagunevus ja ajaline struktuurne terviklikkus.

Tellingute sisemine arhitektuur peaks andma piisava läbilaskvuse funktsionaalse vaskularisatsiooni loomiseks pärast implanteerimist.

Viimane on kriitilise tähtsusega, kuna see poorne struktuur ei saa hõlbustada mitte ainult värbatud rakkude ruumi elamiseks, vaid võimaldab ka bioaktiivsete molekulide ja biofüüsiliste märkide lisamist, mis suurendavad rakkude migratsiooni, proliferatsiooni ja diferentseerumist, et toota biofunktsionaalset peremeesrakkude niši.

Tellingute jaoks kasutatavad Looduslik kohre koe regenereerimine võivad Looduslik kohre koe regenereerimine looduslikult saadud või sünteetilised polümeerid. Looduslikud materjalid hõlmavad Looduslik kohre koe regenereerimine ja valke. Sellel eesmärgil laialdaselt kasutatavad polüsahhariidid hõlmavad tselluloosi, alginaati, hüaluroonhapet, tärklist, dekstraani, hepariini, kitiini ja kitosaani. Valgud on kudede või elundite peamised komponendid ning neid Samogoni liigeste ravi kasutatud mitmesugustes biomeditsiinilistes rakendustes.

Kollageeni, mis on imetajate kõige rohkem valku, on kasutatud lihtsana töötlemise tõttu ning selle võimet indutseerida minimaalseid põletikulisi ja immuunvastuseid. Looduslik kohre koe regenereerimine polümeeride kasutamine kiideti heaks FDA poolt inimestele kasutamiseks mitmesugustes rakendustes, kaasa arvatud kirurgilised õmblused.

Need biolagunevad polümeerid on lagunemisprotsessis in vivo mittetoksilised ja lõpuks eemaldatakse need kehast Looduslik kohre koe regenereerimine ja vee kujul. Need polümeerid omavad termoplastseid omadusi ja neid saab hõlpsasti valmistada mitmesugustesse konfiguratsioonidesse, millel on kontrollitud mikrostruktuur ja poorsus, kasutades mitut töötlemismeetodit, sealhulgas vormimist, ekstrusiooni, 30 lahusti valamist, 31 faasieraldustehnikat ja gaas vahutamismeetodeid.

Kuid täiskasvanud tüvirakkude populatsioonid kehas on üldiselt liiga väikesed, et avaldada märkimisväärset mõju kiirendatud koe regenereerimisele. Enamikul kudede regenereerimise juhtudest on luuüdist pärinevad tüvirakud aidanud kaasa regeneratsioonile ja seetõttu on kasulik suunata need rakud, et neid tõhusalt mobiliseerida perifeersesse veresüsteemi.

Selle mobiliseerimise, kodustamise ja siirdamise käigus saavad teised tsütokiinid ja kemoatraktandid suurendada vigastuskohale ülemineku efektiivsust.

Tabelis 1 on näidatud mitmed bioaktiivsed molekulid, mida kasutatakse in situ koe regenereerimiseks. Täissuuruses tabel Aine P SP on neuropeptiid, mis toimib neurotransmitterina ja neuromodulaatorina. Need tulemused näitavad, et SP eeldab positiivset rolli Looduslik kohre koe regenereerimine parandamisel 39, tuginedes mitme potentsiaaliga omadustele. Terapeutiliste aspektide poolest Looduslik kohre koe regenereerimine, et SP kasutamine on kuluefektiivne ravi, kuna MSC-sarnase raku mobilisatsiooni kõrge efektiivsus on ühekordne süstimine.

Hiljutises aruandes rõhutati ka SP positiivset rolli reparatiivses neovaskularisatsioonis. Uurimisrühm leidis, et SP-põhine notsitseptiivne signalisatsioon võib kujutada endast regeneratiivse meditsiini võimalikku sihtmärki.

Seetõttu on tüvirakkude stimuleerivate faktorite, nagu SP, kasutamine neovaskularisatsiooniprotsessi kiirendamiseks võimalik. Üks mobilisatsiooni kiirendavaid tegureid on granulotsüütide kolooniaid stimuleeriv faktor Looduslik kohre koe regenereerimine ja seda on kliinilistes uuringutes laialdaselt kasutatud. On läbi viidud üksik G-CSF süstimine koe regenereerimiseks, et kiirendada EPC värbamist implanteeritud väikese läbimõõduga veresoonte konstruktsioonidel.

Teises aruandes kirjeldatakse AMD süstimise kasutamist müokardiinfarkti raviks. Lisaks sellele on G-CSF ja AMD kombineeritud ravi andnud tulemuseks monotsüütide tõhusa mobiliseerimise ja angiogeneesi stimuleerimise isheemilistes kohtades. Need tulemused viitavad sellele, et mitmed lõikuvad signaalirajad reguleerivad luuüdist pärinevate tüvirakkude proliferatsiooni ja mobiliseerimist efektiivse kudede regenereerimiseks.

Luuüdi puhul on HSC niši üks komponent osteoblastid. Näidati, et parathormooni retseptori stimuleerimine soodustab osteoblastide proliferatsiooni ja parakriinsete faktorite sekretsiooni, mis omakorda tõi kaasa HSC-de arvu suurenemise. Need uuringud näitavad, et osteoblastide otsene sihtimine võib muuta HSC-de aktiivsust luuüdis.

Kõhre regeneratsioon ja osteoartriit

Kuid koekahjustused või muud mobilisatsioonimärgised Looduslik kohre koe regenereerimine mobiliseerida need rakud perifeerse vere ja vigastuskoha juurde. Seega on võimalik, et implanteeritud karkassis olevate kemoatraktantide nagu SDF-la pidev vabanemine võib tekitada nende tegurite suure kontsentratsiooni gradiendi ja tõsta efektiivse tüvirakkude migratsiooni implantaati.

Näiteks näitas eelmine aruanne, et SDF-la kohalikku vabanemist täheldati hepariniseeritud kollageeni käsnaga HSCde värbamisest subkutaanselt implanteeritud karkassidesse. Üks hiljutine uuring näitas huvitavat lähenemisviisi, et kasutada SDF-1α mõju peremeesorganismi tüvirakkude värbamisel implanteeritud karkassidesse. Lisaks põhjustas tellingute süsteem vähenenud põletikulise vastuse. Seda lähenemist on rakendatud ka ajukahjustuse korral neuronaalsete eellasrakkude värbamisel.

Nad demonstreerisid esialgset teostatavust in vitro, näidates, et SDF-1 a vabanemine kaasatud geelist tellingute süsteemist suurendas märkimisväärselt neuraalsete eellasrakkude infiltratsiooni, võrreldes ainult hüdrogeeliga või sõiduki juhtimisseadmetega, mis näitab, et see tellingute süsteem on paljutõotav lähenemine närvikoele remont.

Teadaolevalt on maatriksi metalloproteinaas-2 SDF-la kergesti kahjustatud. Selle probleemi lahendamiseks konstrueeriti SDF-1a molekul proteaasiaktiivsuseks ja konstrueeritud SDF-1 a ühendati eneses kokkupandavate peptiididega, et moodustada nanokiud.

Liigesekõhre - põlve struktuur, ravi, regenereerimine

Püüdes kaitsta endogeensete inhibiitorite SDF-1a toimeid, näitas alternatiivne lähenemine, et SDF-1a inhibiitori sihtimine parandas SDF-1a efektiivsust tüvirakkude siirdamisel kahjustatud südamesse.

On teada, et dipeptidüülpeptidaas IV lõhustab SDF-1a, mistõttu suureneb dipeptidüülpeptidaasi IV inhibeerimine väikese molekuliga diprotiini A poolt SDF-1a kontsentratsiooni südames pärast müokardiinfarkti.

Selle tulemuseks oli suurenenud eellasrakkude värbamine isheemilisele müokardile ja paranenud neovaskularisatsioon ja ventrikulaarne funktsioon. Nende inhibiitorite sihtimine on tõhus regeneratiivse meditsiini strateegia. On teada, et monotsüütide kemotaktilised valgud MCP suunavad luuüdist pärinevaid tüvirakke vigastuskohtadesse.

Lisaks on teatatud, et MCP-1 ja MCP-5 on CCR2-aktiveerivad kemokiinid, mis värbavad luuüdist pärinevaid makrofaage toksiini poolt indutseeritud lihaste vigastuskohaks, et taastada angiogenees ja lihaste taastumine.

KARTULIKUDE TAASTAMINE LIIDES

Samuti on tuvastatud, et neuropeptiid, galaniin, mängib olulist rolli luuüdist pärineva MSC migratsiooni hõlbustamisel galaniiniretseptori aktiveerimise kaudu. Selle piirangu ületamiseks ja molekulide efektiivse kontsentratsiooni säilitamiseks kohalikus mikrokeskkonnas saab bioaktiivsete märgiste püsiva vabanemise läbi viia, kui kapseldatakse tellingute süsteemi füüsilise või keemilise sidumise kaudu.

Integreeritud bioaktiivsete tegurite vabanemismustrit saab reguleerida tellingute modifitseerimisega, muutes füüsikalisi omadusi, temperatuuri, pH-d ja materjali lagunemist. Eelkõige peab in Looduslik kohre koe regenereerimine koe regenereerimiseks mõeldud tellingute süsteem omama sobivat mikrokeskkonda, mis suudab värvata peremeesvarre ja eellasrakke implantaati ning toetada laienemist ja diferentseerumist soovitud koetüübiks.

Sel eesmärgil tuleb sihtmärgiks olevasse kohta paigutada mitmeid tegureid mikrokeskkonna keerukuse tõttu. Ühes uuringus töötati välja mitme valgu manustamissüsteem vaskularisatsiooni ja funktsionaalse koe moodustumise kiirendamiseks, tuginedes asjaolule, et kudede ja elundite funktsionaalne regenereerimine on tavaliselt põhjustatud mitmete kasvufaktorite toimest. Samamoodi näitas hiljutine uuring bioaktiivsete molekulide erinevaid manustamismeetodeid kontrollitud vabanemiseks aja jooksul.

Teises uuringus kasutati nelja erineva bioaktiivse molekuli, nimelt VEGF, angiopoietiin-1, keratinotsüütide kasvufaktori ja trombotsüütidest pärineva kasvufaktori BB-ga, želatiinil põhinevat tellingut.

Kollageenikoe tehnika: uudsete biomaterjalide ja rakenduste väljatöötamine - laste uuringud

Nende molekulide manustamine põhjustas angiogeneesi suurenemise, mis on potentsiaal koe regenereerimise soodustamiseks. Järelikult hoiab tasakaalustamata raku lokaliseerimine ära kudede edukalt taastumise. On ilmne, et tuleb välja töötada uus tarnekoht, mis hõlbustab vastuvõtva tüvirakkude tõhusat värbamist.

Selle eesmärgi suunas oleme välja töötanud uue manustamismeetodi, kus mitme teguri SP ja SDF-1α kombineeritud süsteemne ja kohalik kohaletoimetamine kasutati peremeesorganismi tüvirakkude, nagu MSC ja HSC populatsioonide värbamiseks kahest erinevast sektsioonist ringlevad vere ja residentide allikatest in vivo sihtkoormustesse.

See strateegia joonis 3 koosneb kahest etapist: 1 luuüdi pärinevate MSC-de ja HSC-de mobiliseerimise suurendamine süsteemsete SP-süstide abil ja 2 kahe erineva SP-stimuleeritud luuüdi tuletatud populatsiooni värbamise tõhustamiseks rakkudesse ja elusatesse tüvirakkudesse implanteeritavatesse karkassidesse SDF-la kohaliku vabanemise kaudu.