Collageenspons
15.3 Collageenspons
Collageensponzen worden in het algemeen gevormd door het vriesdrogen van een waterige collageenoplossing.9-11 het vriesdrogen omvat het invriezen van een waterige oplossing van collageen of collageengel bij lage temperatuur en vervolgens sublimatie van de ijskristallen door vacuüm bij lage temperatuur. De vriestemperatuur en vriessnelheid hebben enig effect op de poreuze structuur van de resulterende collageenspons. Snel bevriezen bij lage temperaturen veroorzaakt barsten, uniforme kleine kanalen, en de productie van een vezelige structuur. Langzaam bevriezen bij hogere temperaturen resulteert in non-uniformiteit en grote poriën met meer ingestorte poriën dan continue kanalen. Unidirectioneel gestructureerde collageenspons is bereid door middel van een unidirectionele vriesdroging.12 Faraj et al. bereid driedimensionale collageensteigers met een specifiek driedimensionaal structureel ontwerp dat op de werkelijke extracellulaire matrix (ECM) van een bepaald weefsel lijkt met behulp van specifieke bevriezingsregimes.13 Collageensteigers die lijken op de cup-vormige parenchymale (alveolaire) architectuur van de longen, steigers die de parallelle collageenorganisatie van pees nabootsen, en steigers die de driedimensionale organisatie van de huid nabootsen werden ontwikkeld. De steigermorfologie kan worden gecontroleerd door de vriessnelheid, het type suspensiemedium en specifieke additieven (bijvoorbeeld ethanol).
collageensponssteigers zijn gebruikt voor de weefselmanipulatie van verschillende weefsels en organen. Juncosa-Melvin et al. gemaakt autogene Weefsel-engineered pees constructies door het zaaien van konijn mesenchymale stamcellen in type I collageensponzen.14 Collageenspons is gebruikt voor de driedimensionale cultuur van menselijke tussenwervelschijf cellen. Het effect ervan werd vergeleken met andere celdragers zoals collageengel, agarose, alginaat en fibrinegel.15-17 de collageenspons en agarose werden gevonden om superieure micromilieu voor de vorming van ECM te verstrekken. De collageenspons zorgde voor grotere celproliferatie en leek superieur aan agarose. Hoewel sommige onderzoekers in het gebruik van de injectie van cellen voor de techniek van het schijfweefsel succesvol zijn geweest,vergemakkelijkt een het steigersteiger van de collageenspons geladen met cellen de in vivo plaatsing van de cel-dragerconstructie.19
een bio-artificieel periosteum bestaande uit osteogene cellen en collageenspons werd ontwikkeld.Het bio-kunstmatige periosteum had bevorderingseffecten op in vitro en in vivo osteogenese. Leverorganoïden werden gereconstrueerd door het kweken van kleine hepatocyten (SHs), die hepatische voorlopercellen zijn, in een collageenspons.21 na een kweek gedurende 1 maand, werden celaggregaten gevormd in de spons en vertoonden karakteristieke weefselarchitectuur: zuilvormige en/of cuboïdale epitheliale cellen bekleed het oppervlak van de spons. De cellen in de collageenspons actief verspreid en de hepatocyten uitgescheiden albumine in het medium. Sabbagh et al. gebruikte collageenspons voor de cultuur van urothelial cellen als voorlopige stap in techniek urothelial autologe enten.Zij meldden dat de collageensponzen de groei en stratificatie van urotheliale cellen ondersteunden en een geschikt substraat zijn voor het ontwikkelen van urotheliale autologe transplantaten. Collageenspons werd gebruikt voor tandweefsel engineering.23 cellen van varkens derde molaire tanden in het vroege stadium van de kroonvorming bevestigd sneller en hun ALP activiteit was significant groter voor de collageenspons steiger dan die voor een polyglycolzuur vezel mesh. Het resultaat geeft aan dat een collageensponssteiger tandproductie mogelijk maakt met een grotere mate van succes dan polyglycolzuurvezelnetwerk en dat collageensponssteiger superieur is aan een polyglycolzuurvezelsteiger voor tandweefsel engineering. Taylor et al. gekweekte menselijke hartklep interstitiële cellen (ICs) in een collageenspons om een constructie die lijkt op een klep folder regenereren.24
Collageenspons is een geschikte biologisch afbreekbare steiger die levensvatbare ICs van kleppen in stand kan houden en de capaciteit van cellen lijkt te vergroten om hun oorspronkelijke fenotype tot expressie te brengen. Shimizu et al. gebruikte collageenspons om tracheale weefsel te regenereren door een in situ weefselengineering techniek voor luchtwegreconstructie te gebruiken.25-27 op basis van hun eerdere succesvolle proefdierstudies, pasten ze de regeneratieve techniek toe om de luchtpijp van een 78-jarige vrouw met schildklierkanker te herstellen. Een Marlex mesh tube bedekt met collageen spons werd gebruikt als weefselsteiger. Goede epithelialisatie is waargenomen op het tracheale luminale oppervlak zonder complicaties gedurende twee jaar.
Buma et al. vergeleken de effecten van crosslinked type I en type II collageenmatrices op kraakbeenweefsel engineering.Zij concludeerden dat verschillende soorten collageenmatrices verschillende weefselreacties veroorzaken in articulaire kraakbeendefecten met een volledige dikte. Type I collageen-gebaseerde matrices zijn superieur voor het begeleiden van voorlopercellen van een subchondrale oorsprong in het defect. In type II op collageen gebaseerde matrices, is de celmigratie minder, maar binnenvallende cellen worden geleid in een chondrocytefenotype. Op basis van deze waarnemingen lijkt het erop dat een samengestelde matrix bestaande uit een diepe laag van type I collageen en een meer oppervlakkige laag van type II collageen de matrix van keuze voor kraakbeenregeneratie zou kunnen zijn. Een collageenmatrijs die uit twee lagen, namelijk een collageenlaag van type I/III en een collageenlaag van type II wordt samengesteld, werd gebruikt om het morfologische en biochemische gedrag en activiteit van menselijke chondrocyten te evalueren die uit nietarthritic en osteoarthritic kraakbeen worden genomen. De type I / III collageenlaag is minder poreus en is verder verdeeld in ruwe en gladde zijden; de gladde kant is het oppervlak gericht op de gewrichtsholte. De twee collageentypes kunnen door hun verschillende fibrillargrootte en elektronendichtheid worden onderscheiden.29,30 de poreuze laag is samengesteld uit type II collageen en dient het cel-zaaiproces. Het is aangetoond dat type II collageen het fenotype van chondrocyten beter handhaaft dan type I collageen en daarom geschikter is voor celzaaien. De matrices zijn samengesteld uit varkenscollageen. Door middel van ultraviolette (UV) bestraling werd een matige crosslinking bereikt. Chondrocyten van niet-arthritisch kraakbeen onthulden een groter aantal sferische cellen, consistent met een chondrocytisch fenotype. Een biochemische analyse toonde een netto toename van GAG-gehalte in niet-arthritische chondrocyten, terwijl bijna geen Gag ‘ s werden gezien in osteoarthritische cellen. Menselijke articulaire chondrocyten geïsoleerd uit osteoarthritisch kraakbeen lijken minder bioactiviteit te hebben na expansie en cultuur in een spons bestaande uit collageen van de types I, II en III in vergelijking met chondrocyten uit niet-arthritisch kraakbeen.31
de kweekvoorwaarden en het vrijkomen van groeifactoren zijn gecombineerd voor de kweek in collageenspons.32-34 de medium perfusie en dynamische kweekomstandigheden toonden enkele effecten op de chondrogenese van articulaire chondrocyten wanneer gekweekt in collageensponzen. Yates et al. beoordeelde poreuze 3D collageensponzen voor in vitro engineering van kraakbeen onder zowel standaard-als serumvrije kweekomstandigheden.32 zij meldden dat de poreuze 3D collageensponzen chondrocyte levensvatbaarheid, vorm, en synthetische activiteit handhaven door een gunstig milieu voor chondrogenesis met hoge dichtheid te verstrekken en dat de collageensponzen potentieel als steigers voor kraakbeenweefseltechnologie hebben. Tabata et al. gecombineerde collageenspons met een geschikte gecontroleerde afgifte van bFGF om een in situ vorming van vetweefsel bij ratten te bereiken.Zij concludeerden dat een combinatie van steigercollageen met een passende gecontroleerde afgifte van bFGF essentieel was voor het bereiken van de in situ vorming van vetweefsel, zelfs zonder preadipocyten.
