kollagén szivacs

15,3 kollagén szivacs

a kollagén szivacsokat általában vizes kollagén oldat fagyasztva szárításával képezik.9-11 a fagyasztva szárítási eljárás magában foglalja a kollagén vagy kollagén gél vizes oldatának alacsony hőmérsékleten történő fagyasztását, majd a jégkristályok ezt követő vákuumos szublimálását alacsony hőmérsékleten. A fagyasztási hőmérséklet és a fagyasztási sebesség hatással van a keletkező kollagén szivacs porózus szerkezetére. A gyors fagyasztás Alacsony hőmérsékleten repedést, egyenletes kis csatornákat, rostos szerkezet kialakulását idézi elő. A magasabb hőmérsékleten történő lassú fagyasztás nem egységességet és nagy pórusokat eredményez, amelyek több összeomlott pórussal rendelkeznek, mint a folyamatos csatornák. Az egyirányú strukturált kollagén szivacsot egyirányú fagyasztás-szárítási módszerrel állítottuk elő.12 Faraj et al. elkészített háromdimenziós kollagén állványok egy adott háromdimenziós szerkezeti kialakítással, amely hasonlít egy adott szövet tényleges extracelluláris mátrixára (ECM) specifikus fagyasztási rendszerek alkalmazásával.13 kollagén állványt fejlesztettek ki, amelyek hasonlítanak a tüdő csésze alakú parenchymás (alveoláris) architektúrájára, az ín párhuzamos kollagén szerveződését utánzó állványokra, valamint a bőr háromdimenziós szerveződését utánzó állványokra. Az állvány morfológiáját a fagyasztási sebesség, a szuszpenziós közeg típusa és a specifikus adalékanyagok (például etanol) szabályozhatják.

kollagén szivacsos állványokat használtak különböző szövetek és szervek szöveti tervezéséhez. Juncosa-Melvin et al. létrehozott autogén szövet által tervezett ín konstrukciók a nyúl mezenchimális őssejtjeinek I. típusú kollagén szivacsokba vetésével.14 kollagén szivacsot használtak az emberi intervertebrális lemezsejtek háromdimenziós tenyésztéséhez. Hatását más sejthordozókkal, például kollagén géllel, agarózzal, algináttal és fibrin géllel hasonlították össze.15-17 megállapították, hogy a kollagén szivacs és az agaróz kiváló mikrokörnyezetet biztosít az ECM kialakulásához. A kollagén szivacs nagyobb sejtproliferációt biztosított, és jobbnak tűnt az agaróznál. Bár néhány kutató sikeresen alkalmazta a sejtek injekcióját a lemezszövet tervezéséhez, 18 a sejtekkel megrakott kollagén szivacs állvány megkönnyíti a sejthordozó konstrukció in vivo elhelyezését.19

osteogén sejtekből és kollagén szivacsból álló bio-mesterséges periosteumot fejlesztettek ki.20 a bio-mesterséges periosteum elősegítő hatással volt az in vitro és in vivo osteogenesisre. A máj organoidjait rekonstruáltuk kis májsejtek (SHs) tenyésztésével, amelyek máj progenitor sejtek, kollagén szivacsban.21 1 hónapos tenyésztés után sejt aggregátumok képződtek a szivacsban, amelyek jellegzetes szöveti felépítést mutattak: oszlopos és/vagy kocka alakú hámsejtek szegélyezték a szivacs felületét. A kollagén szivacs sejtjei aktívan szaporodtak, a májsejtek pedig az albumint választották ki a táptalajba. Sabbagh et al. használt kollagén szivacs az urothelialis sejtek tenyésztéséhez, mint előzetes lépés az urothelialis autológ graftok tervezésében.22 arról számoltak be, hogy a kollagénszivacsok támogatták az urothelialis sejtek növekedését és rétegződését, és megfelelő szubsztrátként szolgálnak az urothelialis autológ graftok kifejlesztéséhez. Kollagén szivacsot használtak a fogszövet tervezéséhez.A sertés harmadik őrlőfogaiból származó 23 sejt a koronaképződés korai szakaszában gyorsabban kapcsolódott egymáshoz, és ALP aktivitásuk szignifikánsan nagyobb volt a kollagén szivacsállványnál, mint a poliglikolsav rosthálónál. Az eredmény azt jelzi, hogy a kollagén szivacs állvány nagyobb sikerrel teszi lehetővé a fogak előállítását, mint a poliglikolsav szálas háló, és hogy a kollagén szivacs állvány jobb, mint a poliglikolsav szálas háló állvány a fogszövet tervezéséhez. Taylor et al. tenyésztett emberi szívbillentyű intersticiális sejtek (IC-k) egy kollagén szivacsban, hogy regenerálják a szelep szórólapjára emlékeztető konstrukciót.24

a kollagén szivacs alkalmas biológiailag lebomló állvány, amely képes fenntartani az életképes szelep IC-ket, és úgy tűnik, hogy növeli a sejtek képességét az eredeti fenotípus kifejezésére. Shimizu és munkatársai. használt kollagén szivacs a légcső szövetének regenerálására in situ szövettechnikai technika alkalmazásával a légutak rekonstrukciójához.25-27 korábbi sikeres kísérleti állatkísérleteik alapján a regeneratív technikát alkalmazták egy pajzsmirigyrákos 78 éves nő légcsőjének javítására. Szövetállványként egy kollagén szivaccsal borított Marlex hálós csövet használtunk. Jó epithelializációt figyeltek meg a légcső luminalis felületén, két évig komplikációk nélkül.

Buma et al. a térhálósított I. és II. típusú kollagén mátrixok porcszövetre gyakorolt hatását hasonlították össze.28 arra a következtetésre jutottak, hogy a különböző típusú kollagén mátrixok különböző szöveti reakciókat váltanak ki a teljes vastagságú ízületi porchibákban. Az I. típusú kollagén alapú mátrixok jobbak a progenitor sejtek szubchondrális eredetű hibába vezetéséhez. Típusú kollagén alapú mátrixokban a sejtvándorlás kisebb, de a behatoló sejtek egy kondrocita fenotípusba irányulnak. Ezen megfigyelések alapján úgy tűnik, hogy az I. típusú kollagén mély rétegéből és a II.típusú kollagén felszínesebb rétegéből álló összetett mátrix lehet a választott mátrix a porc regenerációjához. A kollagén mátrix két rétegből áll, nevezetesen egy I/III típusú kollagén rétegből és egy II típusú kollagén rétegből, a nem ízületi és osteoarthritis porcból vett emberi kondrociták morfológiai és biokémiai viselkedésének és aktivitásának értékelésére használták. Az I / III típusú kollagén réteg kevésbé porózus, és tovább oszlik durva és sima oldalakra; a sima oldal az ízületi üreg felé néző felület. A két kollagén típus megkülönböztethető különböző fibrilláris méretük és elektronsűrűségük alapján.29,30 a porózus réteg II-es típusú kollagénből áll, és a sejtvetési folyamatot szolgálja. Típusú kollagénről kimutatták, hogy jobb mértékben fenntartja a kondrocita fenotípust, mint az I. típusú kollagén, ezért alkalmasabb sejtvetésre. A mátrixok sertés kollagénből állnak. A mérsékelt térhálósítást ultraibolya (UV) besugárzással sikerült elérni. A nem ízületi porc kondrocitái nagyobb számú gömb alakú sejtet tártak fel, összhangban a kondrocita fenotípussal. Egy biokémiai vizsgálat a gag tartalom nettó növekedését mutatta a nemartritikus kondrocitákban, míg az osteoarthritikus sejtekben szinte semmilyen Gag-t nem észleltek. Úgy tűnik, hogy az osteoarthritikus porcból izolált emberi ízületi kondrociták kevesebb bioaktivitással rendelkeznek az I., II.és III. típusú kollagénből álló szivacs tágulása és tenyésztése után, mint a nem ízületi porcból származó kondrociták.31

a tenyésztési feltételeket és a növekedési faktorok felszabadulását kollagénszivacsban tenyésztették.32-34 a közepes perfúziós és dinamikus tenyésztési körülmények némi hatást mutattak az ízületi kondrociták kondrogenezisére, amikor kollagén szivacsokban tenyésztették őket. Yates et al. értékelt porózus, 3D kollagén szivacsok a porc in vitro tervezéséhez mind standard, mind szérummentes tenyésztési körülmények között.32 arról számoltak be, hogy a porózus 3D kollagén szivacsok fenntartják a kondrocita életképességét, alakját és szintetikus aktivitását azáltal, hogy kedvező környezetet biztosítanak a nagy sűrűségű kondrogenezis számára, és hogy a kollagén szivacsok állványként szolgálhatnak a porcszövetek tervezéséhez. Tabata et al. kombinált kollagén szivacs a bfgf megfelelő szabályozott felszabadulásával patkányokban a zsírszövet in situ képződésének elérése érdekében.35 arra a következtetésre jutottak, hogy az állvány kollagén kombinációja a bFGF megfelelő szabályozott felszabadulásával elengedhetetlen a zsírszövet in situ képződésének eléréséhez preadipociták nélkül is.