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Nanotecnologia na Medicina Regenerativa

Pela Vontade Soutter

Assuntos Cobertos

Introdução
Nanofibres para a Medicina Regenerativa
Electrospun Nanofibres
Peptide deMontagem Nanofibres
Engenharia do Tecido
Tecido Cardíaco
Geração do Osso
Reconstrução Córnea
Engenharia Neural do Tecido
Etiquetas do Nanoparticle na Terapia de Célula Estaminal
Conclusão
Referências e Leitura Adicional

Introdução

A medicina Regenerativa tenta restaurar o tecido vivo que foi perdido ou danificado. É um campo altamente interdisciplinar que seja tornado somente possível pela intersecção de avanços recentes na terapia de célula estaminal, na tecnologia biológica, e na nanotecnologia.

As técnicas da Nanofabricação permitem agora que os pesquisadores criem andaimes do nanofibre para terapias regenerativas. A maneira que exacta esta trabalha depende da natureza do tecido, mas os andaimes são usados geralmente para guiar o crescimento do tecido novo, semeado usando células estaminais.


A Figura 1. Células estaminais pode ser usada para regrow o tecido danificado em muitas áreas do corpo. Os andaimes de Nanoscale podem melhorar resultados da terapia de célula estaminal guiando este crescimento no sentido correcto. Crédito de Imagem: Instituto Nacional do Olho.

Nanofibres para a Medicina Regenerativa

Electrospun Nanofibres

A Maioria de nanofibres que foram usados na pesquisa regenerativa da medicina são produzidos usando o método electrospinning. Esta é uma técnica bem conhecida, que permita um grau de controle sobre as propriedades das folhas ou das malhas resultantes do nanofibre, e é serida a uma vasta gama de materiais da fibra natural e sintética.

Enquanto os nanofibres são poço - serido para se usar como andaimes biológicos, são somente úteis em seu estado não tratado porque um 2D apoio - os poros dentro da malha do nanofibre 3D são demasiado pequenos apoiar o crescimento da pilha. Alguma pesquisa investigou o uso dos porogens no processo electrospinning - os entorpecentes que provocam a formação de maior, poros da mícron-escala dentro da malha do nanopore.

Peptide deMontagem Nanofibres

Um Outro tipo de nanofibre que provou eficaz na medicina regenerativa é feito dos peptides os que formam espontâneamente redes estáveis dos nanofibres. Isto é conduzido por interacções entre regiões hidrofóbicas e hidrófilas da corrente do peptide.

Estes nanofibres do peptide podem ser functionalized com terminais específicos para adicionar capacidades adicionais, tais como locais ou hormonas de crescimento receptor-obrigatórias.


Em 2012, os pesquisadores da Universidade Johns Hopkins relataram que o sucesso em usar células estaminais e andaimes do nanofibre para regrow danificou a cartilagem. Os andaimes do nanofibre consistiram em fibras do polímero do electrospun, com sulfato adicionado do chondroitin para ajudar o crescimento do disparador.

Engenharia do Tecido

As exigências precisas para o andaime do nanofibre dependem do tipo de tecido que regrown. Abaixo, alguns dos tipos de tecidos que os pesquisadores trabalharam com são resumidos.

Tecido Cardíaco

Os nanofibres do peptide de Functionalized foram mostrados para ajudar ao tratamento da doença cardíaca isquêmica, que é causada por depósitos gordos nas artérias coronárias. Os tratamentos da Célula estaminal tinham sido tentados previamente, mas os benefícios eram obscuros. Usar-se auto-montou os nanofibres do peptide functionalized com factor de crescimento da insulina enquanto um método da entrega foi mostrado para melhorar a função cardíaca.

Regeneração do Osso

O Osso consiste ou uma matriz mineral, encaixada com uma grande variedade de estruturas biológicas. As Células estaminais crescidas em um andaime do nanofibre podem ser usadas para regenerar com sucesso esta estrutura complexa. Os materiais do andaime que dão os melhores resultados são feitos de uma mistura do colagénio, titânio nano-estruturado, fibras de seda electro-giradas, e hydroxyapatite nanostructured (o mineral fosfato-baseado cálcio que compo muita da estrutura contínua do osso).

Reconstrução Córnea

A Deficiência de células estaminais limbal, o reservatório de células estaminais usadas para reparos naturais à córnea, é tratada actualmente com uma transplantação de células estaminais cultivadas em andaimes de seda ou colagénio-baseados amniotic humanos da membrana - foram tornados como alternativas potenciais.

Este método agora igualmente está mostrando a promessa como um método de tratar os ferimentos córneos, usando nanofibres do electrospun como o media do portador para as células estaminais. As células estaminais limbal e mesenchymal foram mostradas para melhorar a cura córnea, e reduzem a reacção inflamatório local.

Engenharia Neural do Tecido

Reconstruir o tecido neural é um dos desafios os mais grandes à medicina regenerativa. Tem uma estrutura muito complexa, e o ambiente tende a inibir a capacidade natural do tecido para regenerar.

Os Andaimes de nanofibres do polímero com células estaminais foram mostrados para impedir a formação de tecido da cicatriz nos ferimentos espinais, impedindo de uma “o bloco comunicação” que pode ocorrer quando a medula espinal é danificada.


Laboratórios da Fuga, o programa do financiamento da pesquisa das Fundações de Thiel, os apoios um número de empresas de Biotech que trabalham no campo da pesquisa da célula estaminal e medicina regenerativa.

A adição a mais nova à lista, Biosistemas de Bell, está desenvolvendo uma tecnologia para ajudar a seguir células estaminais terapêuticas no corpo que usa MRI.

Etiquetas do Nanoparticle na Terapia de Célula Estaminal

A Nanotecnologia igualmente forneceu ferramentas valiosas para a pesquisa da célula estaminal. Os nanoparticles Magnéticos podem ser anexados às pilhas antes que estejam transplantados no corpo em experimentações da terapia de pilha. Podem então actuar como os agentes do contraste, ajudando a seguir as pilhas no corpo através das varreduras de MRI.

Os agentes os mais comuns do contraste do nanoparticle são nanoparticles superparamagnéticos do óxido de ferro. Estes consistem tipicamente em um núcleo cristalino do óxido de ferro, com um escudo inerte do polímero que impeça a aglomeração das partículas e minimize interacções com as pilhas. Estes agentes nano do contraste foram aprovados pelo FDA, e são disponíveis no comércio de um número de fornecedores.

Os nanoparticles Superparamagnéticos foram usados com sucesso para seguir o destino da célula estaminal no sistema nervoso central, no coração, no fígado, e nos rins.

Conclusões

O progresso Recente no campo da nanotecnologia permitiu o progresso rápido correspondente na medicina regenerativa, particularmente em nanoscaffolds e na engenharia biocompatible do tecido.

Muita pesquisa em curso é principal para a reconstrução completa do tecido danificado, incluindo o sistema nervoso, o osso, os vasos sanguíneos, e os órgãos potencial inteiros, utilizando as ferramentas e os materiais fornecidos pela nanotecnologia conjuntamente com a terapia de célula estaminal. Esta é apenas uma mais maneira em que a nanotecnologia está transformando gradualmente o mundo da medicina.

Clique aqui para mais na medicina regenerativa de AZoNano.

Referências e Leitura Adicional


Date Added: Sep 7, 2012 | Updated: Sep 27, 2012

Last Update: 27. September 2012 01:53

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