Kollageenisienet

15.3 Kollageenisienet

Kollageenisienet muodostuvat yleensä kylmäkuivauksella kollageeniliuoksesta.9-11 kylmäkuivaukseen kuuluu kollageenin tai kollageenigeelin vesiliuoksen jäädyttäminen alhaisessa lämpötilassa ja jääkiteiden sublimointi tyhjiössä alhaisessa lämpötilassa. Jäätymislämpötila ja jäätymisnopeus vaikuttavat jonkin verran syntyvän kollageenisienen huokoiseen rakenteeseen. Nopea jäätyminen alhaisissa lämpötiloissa aiheuttaa halkeilua, yhtenäisiä pieniä kanavia ja kuiturakenteen tuotantoa. Hidas jäätyminen korkeammissa lämpötiloissa johtaa epäyhtenäisyyteen ja suuriin huokosiin, joissa on enemmän romahtaneita huokosia kuin jatkuvia kanavia. Yksisuuntaisesti jäsennelty kollageenisieni on valmistettu yksisuuntaisella pakastuskuivausmenetelmällä.12 Faraj ym. valmistetut kolmiulotteiset kollageenitelineet, joilla on tietty kolmiulotteinen rakenne, joka muistuttaa tietyn kudoksen todellista solunulkoista matriisia (ECM) käyttäen erityisiä jäätymisjärjestelmiä.13 kollageeni rakennustelineet muistuttavat cup-muotoinen parenkymaalinen (alveolaarinen) arkkitehtuuri keuhkojen, tukitelineet, jotka jäljittelevät rinnakkaista kollageeni organisaatio jänne, ja tukitelineet, jotka jäljittelevät kolmiulotteinen organisaatio ihon kehitettiin. Tukirangan morfologiaa voidaan säädellä jäätymisnopeudella, suspensioväliaineen tyypillä ja erityisillä lisäaineilla (esim.etanoli).

Kollageenisienitelineitä on käytetty erilaisten kudosten ja elinten kudostekniikkaan. Juncosa-Melvin ym. luotu autogeenista kudosta-suunniteltu jänne rakentaa kylvämällä kanin mesenkymaalisia kantasoluja tyypin I kollageenisienissä.Ihmisen nikamavälilevysolujen kolmiulotteisessa viljelmässä on käytetty 14 Kollageenisieneä. Sen vaikutusta verrattiin muihin solunkantajiin, kuten kollageenigeeliin, agaroosiin, alginaattiin ja fibriinigeeliin.15-17 kollageenisienen ja agaroosin havaittiin tarjoavan erinomaisen mikroympäristön ECM: n muodostumiselle. Kollageenisienellä saatiin aikaan suurempi solujen proliferaatio ja se näytti agaroosia paremmalta. Vaikka jotkut tutkijat ovat onnistuneet käyttämään solujen injektiota levykudostekniikassa, 18 soluilla täytetty kollageenisieniteline helpottaa solukantajarakenteen sijoittamista in vivo.19

kehitettiin osteogeenisistä soluista ja kollageenisienestä koostuva bio-keinotekoinen periosteum.20 Bio-keinotekoinen periosteum edisti osteogeneesiä in vitro ja In vivo. Maksan organoidit rekonstruoitiin viljelemällä pieniä maksasoluja (SHs), jotka ovat maksan kantasoluja, kollageenisienessä.21 1 kuukauden viljelyn jälkeen sieneen muodostui soluaggregaatteja, jotka osoittivat tyypillistä kudosarkkitehtuuria: columnar ja/tai kuutiomaiset epiteelisolut reunustivat sienen pintaa. Kollageenisienen solut proliferoituivat aktiivisesti ja maksasolut erittivät albumiinia väliaineeseen. Sabbagh ym. käytetty kollageenisieni uroteelisolujen viljelyyn uroteelisolujen autologisten siirtojen suunnittelun alustavana vaiheena.22 he raportoivat, että kollageenisienet tukevat uroteelisolujen kasvua ja kerrostumista ja ovat sopiva substraatti uroteelisolujen autologisten siirteiden kehittämiseen. Kollageenisieneä käytettiin hammaskudostekniikkaan.23 sikojen kolmannen poskihampaan solua latvuksen muodostumisen alkuvaiheessa kiinnittyi nopeammin ja niiden ALP-aktiivisuus oli huomattavasti suurempi kollageenisienitelineessä kuin polyglykolihappokuituverkossa. Tulos osoittaa, että kollageenisieni teline mahdollistaa hampaiden tuotannon suuremmalla menestyksellä kuin polyglykolihappokuituverkko ja että kollageenisieni teline on parempi kuin polyglykolihappokuituverkko hammas-kudostekniikkaan. Taylor ym. viljellyt ihmisen sydänläpän interstitiaalisolut (ICs) kollageenisienessä venttiililehtistä muistuttavan rakenteen uudistamiseksi.24

Kollageenisieni on sopiva biohajoava tukiranka, joka voi ylläpitää elinkykyisiä venttiilejä ja näyttää parantavan solujen kykyä ilmaista alkuperäistä fenotyyppiään. Shimizu ym. käytetty kollageenisieni henkitorven kudoksen elvyttämiseen käyttämällä in situ-kudostekniikan tekniikkaa hengitysteiden jälleenrakentamiseen.25-27 he sovelsivat aiempien onnistuneiden koe-eläinkokeidensa perusteella regeneratiivista tekniikkaa kilpirauhassyöpää sairastavan 78-vuotiaan naisen henkitorven korjaamiseen. Kudostelineenä käytettiin kollageenisienellä peitettyä marlex-verkkoputkea. Hyvä epiteeli on havaittu henkitorven luminaalin pinnalla ilman komplikaatioita kaksi vuotta.

Buma ym. vertailtiin ristisilloitettujen tyypin I ja tyypin II kollageenimatriisien vaikutuksia rustokudostekniikkaan.28 he päättelivät, että erityyppiset kollageenimatriisit aiheuttavat erilaisia kudosvasteita kokopaksuisissa nivelrustovirheissä. Tyypin I kollageenipohjaiset matriisit ovat parempia ohjaamaan progenitorisoluja subkondralisesta alkuperästä vikaan. Tyypin II kollageenipohjaisissa matriiseissa solujen migraatio on vähäisempää, mutta tunkeutuvat solut ohjataan kondrosyyttifenotyyppiin. Näiden havaintojen perusteella näyttää siltä, että komposiittimatriisi, joka koostuu syvästä tyypin I kollageenikerroksesta ja pinnallisemmasta tyypin II kollageenikerroksesta, voisi olla sopiva matriisi ruston uudistumiselle. Kollageenimatriisia, joka koostuu kahdesta kerroksesta, eli tyypin I / III kollageenikerroksesta ja tyypin II kollageenikerroksesta, käytettiin ihmisen kondrosyyttien morfologisen ja biokemiallisen käyttäytymisen ja aktiivisuuden arvioimiseen nonartriittisesta ja osteoartriittisesta rustosta. Tyypin I/III kollageenikerros on vähemmän huokoinen ja jakautuu edelleen karkeaan ja sileään puoleen; sileä puoli on nivelonteloon päin oleva pinta. Nämä kaksi kollageenityyppiä voidaan erottaa toisistaan niiden erilaisen fibrillaarisen koon ja elektronitiheyden perusteella.29,30 huokoinen kerros koostuu tyypin II kollageenista ja palvelee solujen kylvöprosessia. Tyypin II kollageenin on osoitettu ylläpitävän kondrosyyttifenotyyppiä paremmin kuin tyypin I kollageenin, minkä vuoksi se soveltuu paremmin solujen kylvöön. Matriisit koostuvat sian kollageenista. Kohtalainen ristisidonta oli saavutettu ultraviolettisäteilyllä (UV). Rustoruston kondrosyytit paljastivat suuremman määrän pallomaisia soluja, jotka sopivat kondrosyyttiseen fenotyyppiin. Biokemiallinen määritys osoitti GAG-sisällön nettolisäyksen ei-artriittisissa kondrosyyteissä, kun taas osteoartriittisissa soluissa ei havaittu juuri lainkaan Gageja. Osteoartriittirustosta eristetyillä ihmisen nivelen kondrosyyteillä näyttää olevan vähemmän bioaktiivisuutta laajentamisen ja viljelyn jälkeen sienessä, joka koostuu tyypeistä I, II ja III kollageenista, kuin kondrosyyteillä, jotka ovat peräisin ei-artriittisesta rustosta.31

viljelyolosuhteet ja kasvutekijöiden vapautuminen on yhdistetty kollageenisieniviljelmän osalta.32-34 väliaineen perfuusio-ja dynaamisissa viljelmissä havaittiin joitakin vaikutuksia nivelen kondrosyyttien kondrogeneesiin, kun sitä viljeltiin kollageenisienissä. Yates ym. arvioidut huokoiset, 3D-kollageenisienet rustojen in vitro-tekniikkaan sekä standardiviljelmissä että seerumittomissa viljelyolosuhteissa.32 he raportoivat, että huokoinen 3D kollageeni sienet ylläpitää kondrocyte elinkelpoisuutta, muoto, ja synteettinen aktiivisuus tarjoamalla ympäristön suotuisa korkean tiheyden kondrogenesis ja että kollageeni sienet on potentiaalia tukiraudat rustokudoksen engineering. Tabata ym. yhdistetty kollageenisieni ja sopivasti kontrolloitu bFGF: n vapautuminen rasvakudoksen in situ-muodostumisen aikaansaamiseksi rotilla.35 he päättelivät, että tukirangan kollageenin ja bFGF: n asianmukaisen kontrolloidun vapautumisen yhdistelmä oli välttämätön rasvakudoksen in situ-muodostumiselle myös ilman preadiposyyttejä.