СИНТЕЗ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ КАРКАСОВ
Много различных методов было описано в литературе для получения пористых структур для использования каркасов в тканевой инженерии. (Рис.6.6) Каждый из тех методов имеет свои преимущества, но никто не лишен недостатков.
· Нановолокон самосборки: Молекулярная самосборка является одним из методов для создания материалов со свойствами, подобными по своим масштабам и химии, что и естественного внеклеточного матрикса в естественных условиях. Кроме того, гидрогелевый каркас показал превосходство в естественных условиях токсикологии и биосовместимости по сравнению с традиционными макрокаркасами и материалами животного происхождения. PuraMatrix синтетические пептидные гидрогели являются примером в этой категории.
· Текстильные технологии: эти методы включают все те подходы, которые были успешно использованы для приготовления нетканых сеток различных полимеров. В частности нетканые структуры полигликолида были испытаны для тканевой инженерии: такие волокнистые структуры оказались полезными для роста различных типов клеток. Основные недостатки связаны с трудностями получения высокой пористости и регулярного размера пор.
· Растворитель литья и твердые выщелачивания: этот подход позволяет получать пористые структуры с регулярной пористостью, но ограниченной толщины. Первый полимер растворяют в подходящем органическом растворителе, и затем раствор заливают в форму, заполненную порогенными частицами. Таким порогеном может быть неорганическая соль, такая как хлорид натрия, кристаллы сахарозы, желатина, или парафина. Размер частиц порогена влияет на размер пор каркаса, в то время соотношение полимер-пороген напрямую зависит от количества пористости конечной структуры. После раствор полимера бросают в растворитель и дают полностью испариться, составная структура в форму погружется в ванну с жидкостью, пригодной для растворения порогена: вода с хлоридом натрия, сахароза и желатин или алифатический растворитель, такой как гексан в парафин. После того, как пороген полность юрастворяется, получают пористую структуру. Кроме небольшого диапазона толщины, который может быть получен, есть еще один недостаток SCPL, который заключается в использовании органических растворителей, которые должны быть полностью удалены, чтобы избежать возможного повреждения клеток, посеянных на каркас.
|
|
|
· Пенообазующий газ: был разработан для использования с органическими растворителями и твердыми порообразователями в технологии с использованием газа в качестве порообразователя. Первый конструкции, образованные из желаемого полимера, получают путем прямого прессования с использованием нагретой формы. Диски помещают в камеру, где они подвергаются воздействию высокого давления СО2 в течение нескольких дней. Давление внутри камеры постепенно восстанавливается до атмосферного уровня. Во время этой процедуры поры, образованые молекулами диоксида углерода, приобретают губчатую структуру. Основные проблемы, связанные с таким методом, вызваны избыточным теплом, используемым во время компрессионного формования и с тем, что поры не образуют взаимосвязанную структуру.
|
|
|
· Эмульгирование / сублимационная сушка: Этот метод не требует использования твердого порогена подобно SCPL. Сначала синтетический полимер растворяют в подходящем растворителе затем добавляют воду к полимерному раствору и две жидкости смешиваются, для того чтобы получить эмульсию. Затем эмульсию погружают в литую форму и быстро замораживают путем погружения в жидкий азот. Замороженную эмульсию затем сушат вымораживанием, чтобы удалить диспергированную воду и растворитель, в результате чего получают затвердевшую, пористую полимерную структуру. Хотя эмульгирование и сублимационная сушка позволяют быстрее приготовить препарат по сравнению с SCPL, так как он не требует много времени выщелачивани, он все еще требует использования растворителей, причем размер пор является относительно небольшим и пористость часто бывает неправильной формы. Сам по себе метод сушки вымораживанием используют метод для изготовления строительных каркасов. В частности, он используется для подготовки коллагеновой губки: коллаген растворяют в кислом растворе уксусной кислоты или соляной кислоты, которые отлиты в форму, заморожены в жидком азоте затем их лиофилизируют.
|
|
|
· Фазовое разделение жидкость-жидкость: Как и в предыдущем методе, эта процедура требует использования растворителя с низкой температурой плавления, которая легко повышается. Например, диоксан может быть использован для растворения полимолочной кислоты, потом разделяют фазы, путем индуцированного добавления небольшого количества воды: образуются полимер-богатые и полимер-бедные фазы. После охлаждения растворителя ниже точки плавления и несколько дней вакуумной сушки, обеспечивающей сублимацию растворителя, получают пористый каркас. Разделение фаз жидкость-жидкость имеет те же недостатки, что и эмульгирования /сушки вымораживанием.
· 
CAD / CAM технологии: Поскольку большинство описанных выше подходов ограничены, когда дело доходит до контроля пористости и размера пор, в тканевую инженерию были введены автоматизированное проектирование и технологии изготовления. Во-первых, трехмерная структура разработан с использованием системы автоматизированного проектирования, а затем каркасы реализуются с помощью струйной печати полимерных порошков или через моделирование осаждения расплава полимера. (Рис.6.7)
|
|
|
МЕТОДЫ СБОРКИ
Одной из неизменных, постоянных проблем инженерии ткани является ограничения транспорта масс. Инженерии тканей обычно не хватает первоначального кровоснабжения, таким образом, для любых имплантированных клеток затруднено получение кислорода и питательных веществ для выживания и/или функционирования должным образом.
Самосборка может играть здесь важную роль, как от перспективы инкапсулирования клеток и протеинов, а также создания каркасов на правильном физически масштабе для инженерии тканевых конструкций и клеточных составов в рост.
Это позволило бы печатать органы или, возможно, целый организм. Недавний инновационный метод конструкции использует струйный механизм печати точных слоев клеток в матрице термообратимого геля. Эндотелиальные клетки, клетки выстилающие кровеносные сосуды, были напечатаны в наборе сложенных колец. При инкубации они слились в трубу. (Рис.6.8)
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 81; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!