Мезенхимальные стволовые клеток ( МСК )
Расширение мезенхимальных стволовых клеток.
Мезенхимальные стволовые клетки были тщательно изучены для ТЕ благодаря их способности дифференцироваться в остеогенные , хондрогенной и адипогенных тканей , которые являются основными целями для репаративной медицины. Кроме того, последние данные показали, их потенциал для нервной трансдифференцировки как в пробирке и в естественных , и для дифференцировки в клетки гладкой мускулатуры . Присоединение к тканевой культуры пластика был использован в качестве критерия для отбора МСК из других типов клеток в процессе их очистки от костного мозга и пуповинной крови. Хотя тканевой культуры пластик может поддержать обширную пролиферацию МСК , продолжающиеся усилия к тому, чтобы разработать оптимальную субстрат для расширения MSC . Клинически масштабное расширение МСК достижимо с помощью биореактора культуры.
MSC Дифференциация
Хотя мы узнали много нового о роли биологических факторов в стимулировании МСК дифференциации , играющая роль физической среды в этом процессе только появляются. Поверхностные химические одних только субстратов появляются достаточно , чтобы изменить дифференциацию МСК . Хотя немодифицированные и модифицированные Силановые поверхности поддерживается обслуживания MSC , - NH2 -и- SH -модифицированные поверхности способствует остеогенной дифференцировки , и -СООН - и -ОН- модифицированные поверхности способствует хондрогенный дифференциации. Механические сигналы, такие как локальных напряжений ( растяжение , сжатие, сдвиг) , геометрии, топографии и межклеточного контакта имеют прямое влияние на дифференциации МСК . Макбет и др. . продемонстрировали , что судьба МСК дифференциации могут быть изменены путем манипулирования форму клетки с использованием микрорисунком клейкую подложку . Насильственные сферическая морфология клеток привело к льготной адипогенной приверженности , тогда как сплющенная морфология индуцированных остеобластов обязательства. Форма клеток показано далее влиять на дифференцировку судьбу с помощью механики цитоскелета , скорее всего, преобразованных с помощью передачи сигналов RhoA .
|
|
|
Биоматериалы для остеогенной дифференцировки МСК
Широкий спектр биоматериалов был протестирован , чтобы использовать остеогенный потенциал МСК для костной ТЕ . Составляющие , имитирующие естественную кость часто были включены в биоматериала дизайна , чтобы стимулировать окостенения . Ионов кальция и фосфата , являются важными компонентами во время фазы минерализации процесса окостенения . Материалы , состоящие из фосфата кальция , такие как гидроксиапатит [НА ; Cа10 ( P04 ) 6 ( OH) 2] и трикальцийфосфат [TCP ; Са3 ( P04 ) 2] являются привлекательными кандидатами для замены костей. HA является естественным компонентом костей и прошел клинические испытания для ортопедических и пародонта приложений. HA покрытие было показано, улучшить исход протезирования имплантатов. Пористой керамики HA поддерживается остеогенез по МСК костного мозга в пробирке и в естественных условиях.
|
|
|
Ряд уникальных особенностей ГК способствовать его имущества остеокондуктивного . HA , как известно, сильно адсорбируют фибронектин и витронектин , лиганды для интегринов семейства рецепторов клеточной адгезии , которые играют ключевую роль в опосредовании адгезию МСК и остеобластов предшественников . Кроме того, при использовании в смеси с другими полимерами , HA частицы подвергаются на поверхности каркасов пользу фокусное контактную формирование остеобластов . Костно - минерального как пленка, состоящая в основном из апатита кальция , при введении на поверхность поли ( лактид-со- гликолида ) подложки , может достичь того же эффекта , что и при HA была включена в объемном материале . Считается также, что HA продукты разложения создать щелочную микросреду и обеспечить электролиты , необходимые для минерализации ECM остеобластами в процессе формирования костной ткани. Это микросреда затем набирает окружающие клетки приобрести остеобластов фенотип и принять участие в процессе окостенения .
|
|
|
Композиты ГК с другими полимерами были оценены как остеокондуктивные субстратов. Эшафот Фабри с лаборантом из композита , состоящего из HA / хитозана желатин способствует начальную адгезию клеток , поддерживает 3.3 раза выше насыщенность клетками и может поддерживать более высокую progenicity МСК по сравнению с только хитозана желатина . Двухфазные фосфата кальция керамика , состоящие из смеси НА и- трикальцийфосфат считаются более биологически активный и более эффективным , чем только HA для ремонта дефектов периодонта и некоторых ортопедических применений. Макропористая форма двухфазной фосфата кальция может способствовать формированию костной ткани и имеет скорость деградации совместимый с костью в кинетики роста . Минерализованные коллагеновые губки , изготовленные из сшитого коллагена -1 волокон , покрытых безкристаллической ГК улучшилось посева клеток и индуцированных остеогенный дифференциальное диференцирование человеческих МСК . Когда затравку фибриногена гидрогеля в поликапролактона -HA композитного эшафот , человека МСК дифференцированы эффективно в остеобласты под остеогенных средних условиях .
|
|
|
Другие формы фосфата кальция материала, содержащего которые были оценены для остеокондуктивности являются фосфат окта- кальция и- трикальцийфосфат . ткань конструкции различных конформаций в том числе двумерных клеточных листов и 3D блоков были достигнуты с крыс МСК , посеянных на Октакальцийфосфат кристально микро- строительных лесов . Макропористый- TCP была продемонстрирована для поддержки остеогенеза из человеческих МСК . Биологически активные стекловолокно обладают несколько характеристик привлекательным для костной ТЕ . Во-первых, они спонтанно инициирования осаждения ГК на их поверхности , что делает их остеокондуктивных . Во-вторых, их фибриллярная природа имитирует пористость костного материала и также фибриллярную организацию коллагеновых волокон , которые ортогонально распределенной в натуральной кости . Биологически активное стекло хорошо интегрировано с окружающей костной тканью при использовании в качестве дефекта наполнителей.
Композиты из биологически активного стекла с других биоразлагаемых полимеров, таких как фосфолипазы , способствовал формированию кристаллической ГК на поверхности , которой была благоприятной для распространения MSC и дифференциации в остеобласты . Компоненты Кость ECM глубоко влиять на активность МСК . Костного матрикса состоит в основном из фибронектин, коллаген типов I и IV, ламинин и сульфат гликозаминогликаны гепарин , хондроитин сульфат и гиалуронан . Последние данные свидетельствуют о том, что разные ответ МСК в различных 3D полимерных каркасов может быть определена путем адсорбционной способности полимера для различных компонентов ECM , присутствующих в культуральной среде. Например, поликапролактон посредником привязанность MSC в первую очередь через адсорбированного витронектин , в то время как ПМГК делает это через адсорбированнаый типа I коллаген. Включение этих компонентов в ТЕ каркасов костных предоставляет способ более точно контролировать поведение MSC. Эшафот , состоящие из гиалуроновой кислоты , одним из основных гликозаминогликанов найдено в костном ECM , были продемонстрированы модулирование экспрессии молекул , связанных с воспалительной реакции , а также , что из костного ремоделирования металлопротеиназ и их ингибиторов человеческими МСК . Этот вывод имеет существенное влияние на строительстве костных трансплантатов для клинического использования . Человеческие МСК культивировали на поли (3- гидроксибутирата ) ткань эшафотов , иммобилизованных с хондроитин сульфатом , отображается фенотип и экспрессию гена в соответствии с обширным остеогенеза . Соты коллагеновых каркасов , изготовленные из коровьего кожного ателоколлагена предоставил превосходную поверхность для распространения MSC и остеобластов дифференциации по сравнению с пластиковой контроля тканевой культуры .
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!