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Os pesquisadores mostram o potencial de biomimicry crescer tecidos prevascularized para correcções de programa cardíacas

Uma equipe conduzida por Feng Zhao, professor adjunto da engenharia biomedicável na universidade tecnologico de Michigan, publicou recentemente dois papéis novos em melhores práticas em tecidos prevascularized engenharia.

O artigo de investigação da equipe, publicado em Theranostics, os focos em desenvolver uma correcção de programa cardíaca da célula estaminal feita com tecido projetados com os vasos sanguíneos minúsculos para ser como o coração real muscled. Seu papel de revisão publicado na acta Biomaterialia, examina os profissionais - e - um contra de seis estratégias inovativas para alinhar os microvessels em tecidos projetados.

O sistema vascular traz nutrientes e oxigênio aos tecidos; ingredientes importantes para a cura bem sucedida seguindo uma transplantação de órgão, uma cirurgia cardíaca ou um enxerto de pele. As estruturas Microvascular, que são capilar-como microvessels, são particularmente importantes e, a fim ser eficazes, devem ser alinhadas altamente, densas e maduras. Projetar matérias biológicos com um sistema vascular tão robusto é difícil e depende da estrutura -- o andaime --para crescer as pilhas.

“O significado da organização do microvessel nos andaimes 3D foi ignorado pela maior parte,” Zhao explicou. “Microvessels não é o mesmo que pilhas; os povos fizeram muito trabalho que olha o alinhamento das pilhas mas este trabalho em microvessels é ainda novo. Compreender os mecanismos atrás do alinhamento do microvessel nos matérias biológicos ajudará nos e outros coordenadores do biomedical a criar uns implantes e uns dispositivos melhor, mais refinados.”

Para obter lá, Zhao e sua equipe reviram as vantagens e as desvantagens de seis métodos diferentes usados para alinhar embarcações: estimulação electromecânica, topografia de superfície, micro-andaime e microfluidics, modelação de superfície e impressão 3D.

As vantagens variam bastante um bit e um foco na facilidade ou no controllability de um método. A estimulação electromecânica está esticando simplesmente; o micro-andaime e o microfluidics facilitam o teste médico; a impressão 3D é customizável. Contudo, as desvantagens centram-se em um desafio principal: Os microvessels projetados tendem a ser demasiado grandes --são muito maiores do que os capilares reais em tecidos do coração -- e frequentemente não são densos e maduros bastante fornecer correctamente nutrientes e sangue.

Alinhar microvessels é um pouco como o encanamento e os tamanhos combinados mal não prognosticam bem girando a água sobre. Para alguma resolução de problemas a trabalhar, equipe de Zhao centrada dentro sobre biomimicking o alinhamento do microvessel, densidade e dimensão do músculo de coração.

Até agora, o processo da engenharia para criar o matéria biológico ideal para uma correcção de programa cardíaca prevascularized não a fez aos ensaios clínicos. Zhao e sua equipe esperam mudar aquele.

O “enfarte do miocárdio é um problema grande e actualmente não há nenhum bom tratamento para ele,” disse. Uma correcção de programa cardíaca podia ajudar a seguir um cardíaco de ataque. “A correcção de programa cardíaca é completamente biológica, compreendido das células estaminais com vasculature que imita o tecido real, que poderia ajudar a reparar um coração.”

O papel de Theranostics investiga no papel dos microvessels nesse processo e como um tecido projetado pode seguir o chumbo dos naturais. O autor principal Zichen Qian, um graduado doutoral da tecnologia de Michigan e agora um cientista da pesquisa em Merck, trabalharam extensivamente com o Zhao em tecidos prevascularized. A universidade reconheceu os esforços de Zhao e de Qian no ano passado com a concessão de Bhakta Rath. Após Qian graduou-se, candidatos Dhavan Sharma do PhD e Wenkai Jia continuou esta pesquisa. A equipe diz que músculo de coração é um dos tecidos os mais complicados a trabalhar com.

“No músculo de coração, as pilhas são alinhadas altamente para a transacção electromecânica do sinal e os microvessels são igualmente alinhados altamente e denso,” Zhao disse, explicando que os microvessels na correcção de programa podem conectar ao vasculature nativo, trazendo nutrientes e oxigênio. Sem isto, a correcção de programa cardíaca projetada pôde morrer. “Mas todos os tecidos têm esta microestrutura. Está em toda parte. Esta tecnologia podia ser usada para os músculos esqueletais, a queimadura e cura e regeneração esbaforidos crônicas do nervo.”

Zhao e sua equipe mostraram o potencial de biomimicry crescer microvessels nos tecidos apropriados para uma correcção de programa cardíaca. Os passos seguintes serão experimentações animais e tecnologia médica refinadora para implantes e dispositivos. Com a ajuda dos vasos sanguíneos minúsculos, densos, ordenadamente alinhados, os tecidos projetados poderiam ajudar corações, pele, ossos e os músculos regeneram naturalmente.