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Los investigadores muestran el potencial de biomimicry de crecer los tejidos prevascularized para los remiendos cardiacos

Las personas llevadas por Feng Zhao, profesor adjunto de la ingeniería biomédica en la universidad tecnológica de Michigan, publicaron recientemente dos nuevos papeles en mejores prácticas en tejidos prevascularized ingeniería.

El trabajo de investigación de las personas, publicado en Theranostics, se centra en desarrollar un remiendo cardiaco de la célula madre hecho con el tejido dirigido con los vasos sanguíneos minúsculos para ser como el corazón real muscled. Su papel de revista publicado en el acta Biomaterialia, examina los pros - y - contra de seis estrategias innovadoras para alinear los microvessels en tejidos dirigidos.

El sistema vascular trae los alimentos y el oxígeno a los tejidos; ingredientes importantes para la cura acertada siguiendo un trasplante de órgano, una cirugía de corazón o un injerto de piel. Las estructuras microvasculares, que están capilar-como microvessels, son determinado importantes y, para ser efectivas, deben ser alineadas altamente, densas y maduras. Dirigir biomateriales con un sistema vascular tan robusto es difícil y depende del marco -- el andamio --para crecer las células.

“La significación de la organización del microvessel en los andamios 3D se ha ignorado en gran parte,” Zhao explicó. “Microvessels no es lo mismo que las células; la gente ha hecho mucho trabajo que observaba la alineación de células pero este trabajo sobre microvessels es todavía nuevo. La comprensión de los mecanismos detrás de la alineación del microvessel en biomateriales ayudará nos y a otros ingenieros del biomedical a crear implantes y dispositivos mejor, refinados.”

Para conseguir allí, Zhao y sus personas revisaron las ventajas y las desventajas de seis métodos diferentes usados para alinear los buques: estímulo electromecánico, topografía superficial, micro-andamio y microfluidics, el modelar superficial e impresión 3D.

Las ventajas varían muy una broca y un foco en la facilidad o la controlabilidad de un método. El estímulo electromecánico está estirando simple; el micro-andamio y el microfluidics hacen la prueba médica más fácil; la impresión 3D es adaptable. Sin embargo, las desventajas centran en un reto importante: Los microvessels dirigidos tienden a ser demasiado grandes --son mucho más grandes que los capilares reales en tejidos del corazón -- y no son a menudo densos y bastante maduros suministrar correctamente los alimentos y sangre.

El alineamiento de microvessels es un poco como la tubería sanitaria y las tallas desequilibradas no presagian bien para girar el agua. Para una cierta solución de problemas con manos, las personas de Zhao centradas hacia adentro en biomimicking la alineación del microvessel, la densidad y la dimensión del músculo cardíaco.

Hasta la fecha, el proceso de la ingeniería para crear el biomaterial ideal para un remiendo cardiaco prevascularized no lo ha hecho a las juicios clínicas. Zhao y sus personas esperan cambiar eso.

El “infarto del miocardio es un problema grande y no hay actualmente buen tratamiento para él,” ella dijo. Un remiendo cardiaco podía ayudar a seguir un ataque del corazón. “El remiendo cardiaco es totalmente biológico, comprendido de células madres con la vasculatura que imita el tejido real, que podría ayudar a reparar un corazón.”

El papel de Theranostics cava en el papel de microvessels en ese proceso y cómo un tejido dirigido puede seguir el guía los naturales. El autor importante Zichen Qian, un graduado doctoral de la tecnología de Michigan y ahora un científico de la investigación en Merck, ha trabajado extensivamente con Zhao en tejidos prevascularized. La universidad reconoció los esfuerzos de Zhao y de Qian el año pasado con la recompensa de Bhakta Rath. Después de Qian graduó, los candidatos Dhavan Sharma del doctorado y Wenkai Jia continuó esta investigación. Las personas dicen que el músculo cardíaco es uno de los tejidos más difíciles a trabajar con.

“En el músculo cardíaco, las células se alinean altamente para la transacción electromecánica de la señal y los microvessels son también alineados altamente y denso,” Zhao dijo, explicando que los microvessels en el remiendo pueden conectar con la vasculatura nativa, trayendo los alimentos y el oxígeno. Sin esto, el remiendo cardiaco dirigido pudo morir. “Solamente todos los tejidos tienen esta microestructura. Está por todas partes. Esta tecnología se podía utilizar para los músculos esqueléticos, quemadura y cura de la herida y regeneración crónicas del nervio.”

Zhao y sus personas han mostrado el potencial de biomimicry de crecer microvessels en los tejidos convenientes para un remiendo cardiaco. Los pasos siguientes serán juicios animales y tecnología médica de refinación para los implantes y los dispositivos. Con la ayuda de los vasos sanguíneos minúsculos, densos, cuidadosamente alineados, los tejidos dirigidos podrían ayudar a los corazones, piel, huesos y los músculos regeneran naturalmente.