Collagen svamp

15.3 Collagen svamp

Collagen svampe dannes generelt ved frysetørring af en vandig kollagenopløsning.9-11 frysetørringsprocessen omfatter frysning af en vandig opløsning af kollagen eller kollagengel ved lav temperatur og efterfølgende sublimering af iskrystallerne ved vakuum ved lav temperatur. Frysetemperaturen og frysehastigheden har en vis virkning på den porøse struktur af den resulterende kollagensvamp. Hurtig frysning ved lave temperaturer inducerer revner, ensartede små kanaler og produktion af en fibrøs struktur. Langsom frysning ved højere temperaturer resulterer i nonuniformity og store porer med mere kollapsede porer end kontinuerlige kanaler. Envejs struktureret kollagensvamp er fremstillet ved en ensrettet frysetørringsmetode.12 Faraj et al. fremstillede tredimensionale kollagenstilladser med et specifikt tredimensionelt strukturelt design, der ligner den faktiske ekstracellulære matrice (ECM) af et bestemt væv under anvendelse af specifikke fryseordninger.13 Kollagenstilladser, der ligner den kopformede parenchymale (alveolære) arkitektur af lunge, stilladser, der efterligner den parallelle kollagenorganisation af senen, og stilladser, der efterligner den tredimensionelle organisering af huden, blev udviklet. Stilladsmorfologien kunne styres af frysehastigheden, typen af suspensionsmedium og specifikke additiver (f.eks.

Kollagensvamp stilladser er blevet brugt til vævsteknik af forskellige væv og organer. Juncosa-Melvin et al. oprettet autogene vævskonstruerede senekonstruktioner ved såning af mesenkymale stamceller fra kaniner i type i-kollagensvampe.14 Kollagensvamp er blevet brugt til den tredimensionelle kultur af humane intervertebrale skiveceller. Dens virkning blev sammenlignet med andre cellebærere, såsom kollagengel, agarose, alginat og fibringel.15-17 kollagensvampen og agarosen viste sig at tilvejebringe overlegne mikromiljøer til dannelse af ECM. Kollagensvampen gav større celleproliferation og syntes bedre end agarose. Selvom nogle efterforskere har haft succes med at bruge injektion af celler til diskvævsteknik,18 et kollagensvamp stillads fyldt med celler letter in vivo placering af cellebærerkonstruktionen.19

et bio-kunstigt periosteum sammensat af osteogene celler og kollagensvamp blev udviklet.20 det bio-kunstige periosteum havde salgsfremmende virkninger på In vitro og in vivo osteogenese. Hepatiske organoider blev rekonstrueret ved dyrkning af små hepatocytter (SHs), som er hepatiske stamceller, i en kollagensvamp.21 efter kultur i 1 måned blev celleaggregater dannet i svampen og viste karakteristisk vævsarkitektur: søjleformede og/eller kuboidale epitelceller foret svampens overflade. Cellerne i kollagensvampen spredte sig aktivt, og hepatocytterne udskilte albumin i mediet. Sabbagh et al. brugt kollagensvamp til dyrkning af urotelceller som et indledende trin i ingeniørarbejde urotel autologe transplantater.22 de rapporterede, at kollagensvampene understøttede vækst og stratificering af urotelceller og er et egnet substrat til udvikling af urotel autologe transplantater. Kollagensvamp blev brugt til tandvævsteknik.23 celler fra svin tredje molære tænder på det tidlige stadium af kronedannelse fastgjort hurtigere, og deres ALP-aktivitet var signifikant større for kollagensvamp stilladset end for et polyglycolsyrefibernet. Resultatet indikerer, at et kollagensvamp stillads tillader tandproduktion med en højere grad af succes end polyglycolsyrefibernet, og at kollagensvamp stillads er bedre end et polyglycolsyrefibernet stillads til tandvævsteknik. Taylor et al. dyrkede humane hjerteventil interstitielle celler (ICs) i en kollagensvamp for at regenerere en konstruktion, der ligner en ventilbro.24

Kollagensvamp er et egnet biologisk nedbrydeligt stillads, der kan opretholde levedygtige ventil-ICS og ser ud til at forbedre cellernes kapacitet til at udtrykke deres oprindelige fænotype. Et al. brugt kollagensvamp til at regenerere trakealvæv ved at anvende en in situ vævsteknisk teknik til luftvejsrekonstruktion.25-27 baseret på deres tidligere vellykkede eksperimentelle dyreforsøg anvendte de den regenerative teknik til at reparere luftrøret hos en 78-årig kvinde med kræft i skjoldbruskkirtlen. Et maskerør dækket med kollagensvamp blev brugt som et vævs stillads. God epithelialisering er blevet observeret på tracheal luminaloverfladen uden komplikationer i to år.

Buma et al. sammenlignet virkningerne af tværbundne type I og type II kollagenmatricer på bruskvævsteknik.28 de konkluderede, at forskellige typer kollagenmatricer inducerer forskellige vævsresponser i ledbrusk i fuld tykkelse. Type i kollagenbaserede matricer er overlegne til at lede stamceller fra en subchondral Oprindelse ind i defekten. I type II kollagenbaserede matricer er cellemigration mindre, men invaderende celler ledes ind i en chondrocytfænotype. Baseret på disse observationer ser det ud til, at en sammensat matrice bestående af et dybt lag af type I-kollagen og et mere overfladisk lag af type II-kollagen kan være den valgte matrice til bruskregenerering. En kollagenmatrice sammensat af to lag, nemlig et type I/III kollagenlag og et type II kollagenlag, blev brugt til at evaluere den morfologiske og biokemiske opførsel og aktivitet af humane chondrocytter taget fra ikke-arthritisk og osteoarthritisk brusk. Type I / III kollagenlaget er mindre porøst og er yderligere opdelt i ru og glatte sider; den glatte side er overfladen, der vender mod ledhulen. De to kollagentyper kan differentieres ved deres forskellige fibrillære størrelse og elektrontæthed.29,30 det porøse lag består af type II kollagen og tjener cellesåningsprocessen. Type II-kollagen har vist sig at opretholde chondrocytfænotypen i bedre grad end type i-kollagen og er derfor mere egnet til cellesåning. Matricerne er sammensat af svinekollagen. Moderat tværbinding var opnået ved ultraviolet (UV) bestråling. Chondrocytter af nonarthritic brusk afslørede et større antal sfæriske celler, i overensstemmelse med en chondrocytisk fænotype. Et biokemisk assay viste en nettostigning i GAG-indhold i nonarthritic chondrocytter, hvorimod næsten ingen gag ‘ er blev set i osteoarthritiske celler. Humane artikulære chondrocytter isoleret fra osteoarthritisk brusk synes at have mindre bioaktivitet efter ekspansion og kultur i en svamp bestående af type I, II og III kollagen sammenlignet med chondrocytter fra ikke-arthritisk brusk.31

kulturbetingelserne og frigivelsen af vækstfaktorer er blevet kombineret til kultur i kollagensvamp.32-34 medium perfusion og dynamiske dyrkningsbetingelser viste nogle effekter på chondrogenesis af artikulære chondrocytter, når de blev dyrket i kollagensvampe. Yates et al. vurderet porøs, 3D kollagen svampe til in vitro engineering af brusk under både standard og serumfri dyrkningsbetingelser.32 De rapporterede, at porøse 3D-kollagensvampe opretholder chondrocyt levedygtighed, form og syntetisk aktivitet ved at tilvejebringe et miljø, der er gunstigt for chondrogenese med høj densitet, og at kollagensvampe har potentiale som stilladser til bruskvævsteknik. Tabata et al. kombineret kollagensvamp med en passende kontrolleret frigivelse af bFGF for at opnå en in situ dannelse af fedtvæv hos rotter.35 de konkluderede, at en kombination af stilladskollagen med en passende kontrolleret frigivelse af bFGF var afgørende for at opnå in situ-dannelse af fedtvæv, selv uden preadipocytter.