最近的一篇论文发表在杂志上ACS应用生物材料欧洲杯足球竞彩回顾了潜在的和当前的应用聚已酸内酯(PCL)对心脏再生疗法。
研究:当前的应用聚已酸内酯作为心脏再生的支架材料。图片来源:eranicle / Shutterstock.com
背景
心力衰竭(HF)仍然是全世界导致死亡的主要原因,尽管显著提高治疗心血管疾病(心血管病)。失去功能的心肌细胞(CM)主要负责心血管疾病进展。cellularized补丁的外科植入心脏病变是一个领先的策略来重新设计通过收缩组织再生和减少心脏功能受损组织对心脏的影响寿命和功能。
组织支架可以用来概括本机的结构和机械环境心脏病变的心脏,促进工程心肌功能和收缩性。PCL支架可以模仿本机的结构和力学的心。
这些支架是追究心肌再生由于其简单的制造,生物降解性,和理想的生物相容性,化学和机械性能。因此,PCL支架适用于重组和再生后心脏的功能损伤或疾病。
综述,研究人员关注PCL作为组织支架的应用,特别是在心肌再生和修复,临床翻译这种PCL-based技术路线图。
PCL支架的概括本机心肌的机制
支架的能力能够承受重复性和高机械负荷和各向异性弹性结构设计时必须考虑工程心脏组织再生治疗后心脏疾病/受伤。PCL是一个机械强大的聚合物与杨氏模量(YM) 330−360 MPa和足够的抗拉强度和25之间43 MPa。
虽然PCL不是机械地认为是一个合适的脚手架等软组织心肌由于其高YM,新策略的发展使PCL更适合心墙植入大大增加了潜在的心脏聚合物的应用。
在心脏组织,PCL通常应用在纤维支架的形式离开重要空间细胞增殖和浸润,导致增加横截面积没有增加机械加固,这大大降低了YM许多支架相比,大部分聚合物。此外,水凝胶通常用来改善细胞增殖和嵌入这些支架,这会进一步降低他们的,
可生物降解聚合物在两到三年内完全降解。然而,PCL支架的力学性能的退化,比如YM,发生在头几个月。体外研究表明,YM四和两个月内下降了60%和40%,分别由于水解降解。
PCL支架生物制造方法
PCL很容易溶解在氯仿和丙酮等有机溶剂,低熔点。因此,PCL的物理特性可以修改使用大规模生物制造过程。湿纺、三维(3 d)印刷、和电纺的方法可以用来改变PCL的属性和几何。
电纺的过程是最常见的PCL支架制造技术。在这个过程中,可以改变PCL纤维直径不同的湿度和温度,弯曲的聚合物,外加电压和溶液浓度。电纺的广泛用于制造纳米PCL纤维由于其易于纤维生产和适应性的参数。
3 d打印技术是最近PCL支架制造的方法。3 d捏造PCL的组成和结构支架可以精确控制在这个方法通过计算机辅助设计。
虽然湿纺是常用的生物纤维制备方法,尤其是其亚型重力旋转,获得了关注聚合物纤维制造。不一致的风险降低由于环境条件的主要优势是湿纺电纺的方法。然而,通过这种方法产生的PCL纤维直径大,可以延长降解时间和影响细胞浸润。
物理和化学修改影响PCL属性
批量修改会导致化学变化对整个PCL脚手架。这些修改可以用来促进细胞渗透,调节机制,提高支架的导电性。碳纳米管和蚕丝蛋白通常用作混合材料改变PCL力学通过批量修改。欧洲杯足球竞彩
此外,PCL可以用于复合系统,如分层的脚手架。例如,未混合的PCL可以嵌入在一个水凝胶制备复合支架。的水凝胶在PCL纤维可以降低高YM价值接近健康的天然心肌的价值没有降低PCL纤维强度。
表面功能化和改性PCL支架表面通过改变表面的属性,如表面孔隙度、能量和电荷,可以增强细胞增殖和附着力。
PCL支架可以调节生物交互
在心脏组织,CM对齐对心肌组织的军队年代功能至关重要。厘米成熟,整体功能,对齐是一个成功的三个决定性的指标心肌脚手架。
混合PCL着一致的导电聚合物可以创建电气PCL支架内的各向异性。成熟的方法可以提高表达厘米标记和人为多能干细胞厘米(hiPSC-CM)信号。
PCL是nonimmunogenic PCL在体内植入节目很少或没有炎症。不同的体内研究已经证实,PCL植入无法产生炎症反应。
此外,显著降低炎性细胞因子的生产,如转变增长factor-beta-1 (TGF-ß1)和白介素6 (il - 6),在一项研究当一个胶质鞘被包裹在纤维PCL的核心。
目前进展的PCL心脏组织工程(CTE)
厘米首先要考虑的是附件的PCL支架体外CTE领域的使用。几种方法,如化学修改和批量修改,是用来促进化学依恋和渗透厘米PCL支架。与氢氧化钠显著提高化学改性PCL支架的亲水性,导致更大的CM附件。
同样,PCL的机械刚度降低使用一些技术,比如创建组合和混合支架或调制PCL生物制造技术。例如,PCL的YM支架成功地减少了制造多孔PCL脚手架使用选择性激光烧结技术。
的机械和结构各向异性PCL支架使用更复杂的技术调整。例如,并行,90年啊,60o,30o实际上电纺纤维PCL是工程优化PCL支架的各向异性。
PCL支架的体内测试来评估心脏功能
在一项研究中,间充质干细胞(MSC)的聚(lactide-co-ε-caprolactone)脚手架是利用cryo-injury啮齿动物的心肌梗死模型。研究结果表明,梗塞面积降低,左心室射血分数显著增加植入组相比,生理盐水注入控制。
心脏磁共振成像(MRI)已经成为一个多才多艺,无创、准确的方法体内的调查来评估心脏功能和结构PCL-based疗法的有效性。
临床翻译PCL-based再生治疗心脏工程
达到临床翻译PCL-based再生治疗心脏工程,研究基于一个全面的设计,可以针对一些成功的心脏组织支架的要求是必要的。
设计必须注重确保宿主心肌之间的机电一体化和工程组织,促进血管化的本地和策划组织,提供机械强化本地和工程组织和促进细胞功能和附件。
结论
总而言之,PCL在心脏也有巨大的潜力工程由于其多功能性,生物降解性和机械强度。在未来,PCL可用于体外模型,药物输送,工程心脏组织成熟,可以提供各向异性支持心脏疾病/受伤后。然而,还需要更多的研究来克服一些挑战组织血管化和CM等不成熟之前开发cellularized临床治疗心力衰竭。
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源
Coulombe K·l·K。德怀尔,k·D。施密特,p . r .当前的应用聚已酸内酯作为心脏再生的支架材料。ACS应用生物材料欧洲杯足球竞彩2022年。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsabm.2c00174
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