再生身体从内部使用生物材料

成功组织再生可以主要好处在治疗受伤或替换部分骨头受损或病变的组织,皮肤、神经系统和肌肉等器官,肾脏,肝脏,肺和心脏。但是身体的系统的有效性等修复损伤可以有很大区别,这取决于所涉及的组织和它的位置。组织工程师一直在努力解决这些限制通过创建物质称为生物材料,可用于各种方式来提高身体的治愈能力。在最近的一份出版物自然评论材料阿里Khademhosseini博士寺崎研究所的董事和首席执行官,和同事讨论组织再生的生物材料的使用。

使用生物材料时,常用有两大类方法。在第一和更传统的方法中,生物材料和适当的细胞和生物分子之外的身体和植入之后到受伤部位。然后允许植入构造发展成组织功能和作为替代受损组织再生。在第二个方法中,特别设计生物材料没有创建的细胞在植入人体之前。植入材料是为了刺激和增强人体自身的细胞和化学治疗机制产生再生组织。

这两种方法可能是有效的,但是是有明显优势的第二种方法;这引发了最近的趋势其用法。由于过程不涉及活细胞在制定生物材料的使用,其植入到体内不受监管障碍。也有更多的生物系统用于临床使用这样的方法,这有助于对设计各种各样的生物材料,以促进和规范的许多事件都是人体的自然愈合过程的一部分。

对身体伤害发生时,有事件发生的三个阶段:炎症、新组织形成和组织重构。在炎症阶段,各种免疫细胞受伤的网站,去除死细胞,感染的迹象和发送信号所需的补充细胞替代受损的。在第二阶段,招募细胞开始繁殖,形成细胞矩阵,得到一个血管网络的支持。在第三阶段,矩阵是重组,不过,创建新的组织。

研究人员可以设计生物材料在这些阶段影响事件。完成此任务的一种方法是通过改变生物材料的物理和化学特性。这些因素大大影响细胞功能、迁移和增殖。物理特性如硬度、孔隙的大小和分布,表面纹理和降解率的生物材料可以促进身体的招聘操纵自己的恢复细胞的损伤。生物材料的化学性质也可以操纵呈现生物分子将刺激招募了细胞生长和繁殖。

生物材料的另一个重要影响是“重编程”的使用身体的再生细胞在基因水平。生物材料可以创建,将因素控制基因表达的需要改变细胞从一个类型到另一个。其他因素可能交付这将导致在组织修复所需的蛋白质的产生。还是其他因素可能是由生物材料通过纳米粒子携带基因编辑工具。这些工具可以执行精确的细胞内基因编辑参与愈合过程。

进步了生物材料制造业,如在3 d印刷,和多样化的生物材料,或bio-inks,增加了能够更精确地创建复杂的或自定义构造注入。更多的在这一领域的进步可能会发生在不久的将来。

最近取得的进展生物材料的发展增加了潜在的用于增强人体的自然能力。未来的方法描述生物材料的性能,比如人工智能平台和“组学”技术,可以在分子水平上提供进一步的洞察。朝着这个方向会导致增加在开发下一代bio-responsive材料的成功。

“利用人体的再生潜能通过转基因生物材料是一种简单而有效的方法来取代受伤或病变组织。因此,下一代的发展bio-responsive内生的材料来调节行为细胞预计将为原位组织再生中发挥关键作用,”Akhilesh k . Gaharwar博士说,该研究的第一作者、生物医学工程系副教授德州农工大学。

“预计,当我们了解更多关于生物机制调节身体,它将使更好的生物材料的发展组织再生,“Khademhosseini说:“这个研究领域是一个重要的组件内的多个手臂寺崎医学研究所和可能改变未来。”

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