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Les chercheurs montrent le potentiel de biomimicry d'élever les tissus prevascularized pour les corrections cardiaques

Une équipe aboutie par Feng Zhao, professeur agrégé de génie biomédical à l'université technique du Michigan, les deux papiers neufs récent publiés sur les pratiques dans le bureau d'études prevascularized des tissus.

Le rapport de recherche de l'équipe, publié dans Theranostics, orientations sur développer une correction cardiaque de cellule souche effectuée avec le tissu conçues avec des minuscules vaisseaux sanguins pour être comme le coeur réel muscled. Leur exposé synoptique publié dans l'acta Biomaterialia, examine le pour - et - le contre de six stratégies novatrices pour aligner les microvessels en tissus conçus.

Le système vasculaire porte les éléments nutritifs et l'oxygène aux tissus ; composantes importantes pour la guérison couronnée de succès suivant une greffe, une chirurgie cardiaque ou une greffe de peau d'organe. Les structures microvasculaires, qui sont les microvessels comme un capillaire, sont particulièrement importantes et, afin d'être efficaces, doivent être fortement alignées, denses et matures. Concevoir des biomatériaux avec un système vasculaire si robuste est difficile et dépend du cadre -- l'échafaudage --pour élever les cellules.

« La signification de l'organisme de microvessel dans les échafaudages 3D a été en grande partie ignorée, » Zhao a expliqué. « Microvessels ne sont pas identique que des cellules ; les gens ont effectué beaucoup de travail regardant le cadrage des cellules mais ce travail sur des microvessels est encore neuf. La compréhension des mécanismes derrière le cadrage de microvessel dans les biomatériaux aidera nous et d'autres techniciens biomédicaux à produire des implants et des dispositifs mieux, plus de raffinage. »

Pour y arriver, Zhao et son équipe ont observé les avantages et les désavantages de six méthodes différentes employées pour aligner des récipients : stimulation électromécanique, topographie extérieure, micro-échafaudage et microfluidics, structuration extérieure et impression 3D.

Les avantages varient bien un morceau et une orientation sur la facilité ou la contrôlabilité d'une méthode. La stimulation électromécanique s'étend simplement ; le micro-échafaudage et le microfluidics facilitent le test médical ; l'impression 3D est personnalisable. Cependant, les désavantages portent sur un défi majeur : Les microvessels conçus tendent à être trop grands --ils sont beaucoup plus grands que les capillaires réels en tissus cardiaques -- et souvent ils ne sont pas denses et assez matures pour accepter correctement des éléments nutritifs et le sang.

L'alignement des microvessels est un peu comme la tuyauterie et les tailles mauvaises ne présagent pas bien pour faire couler l'eau. Pour la résolution des problèmes à commande manuelle, l'équipe de Zhao concentrée dedans sur biomimicking le cadrage de microvessel, la densité et la cote du muscle cardiaque.

Jusqu'à présent, le procédé de bureau d'études pour produire la matière biologique idéale pour une correction cardiaque prevascularized ne l'a pas effectuée aux tests cliniques. Zhao et son équipe espèrent changer cela.

Le « infarctus du myocarde est un grand problème et actuel il n'y a aucune bonne demande de règlement pour elle, » il a dit. Une correction cardiaque a pu aider à suivre une crise cardiaque. « La correction cardiaque est complet biologique, consisté en les cellules souche avec le réseau vasculaire qui imite le tissu réel, qui pourrait aider à réparer un coeur. »

Le papier de Theranostics fouille dans le rôle des microvessels dans ce procédé et comment un tissu conçu peut suivre l'exemple de le naturel. L'auteur important Zichen Qian, un diplômé doctoral de tech du Michigan et maintenant un scientifique de recherches à Merck, a travaillé considérable avec Zhao sur les tissus prevascularized. L'université a identifié l'année dernière les efforts de Zhao et de Qian avec la récompense de Bhakta Rath. Après Qian a reçu un diplôme, candidat Dhavan Sharma de PhD et Wenkai Jia prolongé cette recherche. L'équipe dit que le muscle cardiaque est l'un des tissus les plus délicats à fonctionner avec.

« Dans le muscle cardiaque, les cellules sont hautement alignées pour la transaction électromécanique de signe et les microvessels sont fortement alignés également et dense, » Zhao a dit, expliquant que les microvessels dans la correction peuvent brancher au réseau vasculaire indigène, portant les éléments nutritifs et l'oxygène. Sans ceci, la correction cardiaque conçue pourrait mourir. « Mais tous les tissus ont cette microstructure. Elle est partout. Cette technologie a pu être employée pour les muscles squelettiques, la brûlure et la cicatrisation et la régénération continuelles de nerf. »

Zhao et son équipe ont montré le potentiel de biomimicry d'élever des microvessels en tissus adaptés pour une correction cardiaque. Les prochaines opérations seront les essais animaux et la technologie médicale de raffinage pour des implants et des dispositifs. À l'aide des vaisseaux sanguins minuscules, denses, d'une manière ordonnée alignés, les tissus conçus pourraient aider des coeurs, peau, os et les muscles régénèrent naturellement.