抽象巨噬细胞在炎症过程的开始,维持和过渡中至关重要,例如异物反应和伤口愈合。安装证据表明,物理因素还会在体外和体内调节巨噬细胞的激活。2D体外系统表明,将巨噬细胞限制为小区域或通道可调节其表型,并改变其对已知炎症剂(如脂多糖)的反应。但是,探索尺寸和孔径如何影响巨噬细胞表型。在这项工作中,我们研究了巨噬细胞限制在微孔退火颗粒支架(MAP)中时M1/M2极化的变化,这些粒子是由退火球形微凝胶产生的颗粒状水凝胶。我们设计了三种类型的地图凝胶,分别包括40、70和130 µm直径的粒径。颗粒大小,该输出分析了MAP凝胶中3-D孔的特性。由于构建块粒子的尺寸与最终支架内部的孔径相关,因此我们的三种脚手架类型使我们能够研究空间限制程度如何调节嵌入式巨噬细胞的行为。在空间上限制了骨尺寸的巨噬细胞在细胞尺度上的巨噬细胞导致炎症反应水平降低,这与细胞形态和运动性的变化相关。引言巨噬细胞是许多伤害和疾病的核心1。这些状态可以简化为从促炎(M1)到促育(M2)表型2,3的频谱。这个因素在典型的炎症事件中,巨噬细胞是最早到达并偏振各种激活状态以执行特定功能的巨噬细胞之一。通常,M1表型与炎症的启动和维持有关,而M2表型与炎症的分辨率和再生阶段4密切相关。除了在表型中及时过渡的内在分化途径外,巨噬细胞还适应了来自相邻细胞的微环境线索和居住在5的细胞外基质。其他细胞(例如IFN-γ或IL-4)分泌的生化因子可以将巨噬细胞引导到促炎或育次育进行表型6。这些常见可溶性因子背后的分子机制及其对巨噬细胞的影响已得到广泛研究。但是,物理信号调节巨噬细胞激活的机制的探索较少。在生物材料领域,研究人员已经测试了广泛的材料特性对巨噬细胞调节的影响,以追求更好的生物相容性。例如,通过增加亲水性来修饰表面修饰可减少巨噬细胞的附着,而用细胞结合配体进行装饰表面偏向巨噬细胞极化10-13。了解控制表型巨噬细胞变化的特定机械传输机制将指导未来的生物材料设计并获得深远的生理意义。空间限制是在组织或材料支架中调节巨噬细胞反应的众所周知的参数。地形设计将巨噬细胞迫使伸长的细胞形状被证明可促进促增再效的M2表型14。通过使用微图案表面,微孔底物和细胞拥挤来诱导空间限制,研究人员能够防止小鼠骨髓来源的巨噬细胞或RAW264.7细胞扩散,从而抑制晚期的脂多糖(LPS)晚期(LPS)相关的转录程序和细胞质的表达15。肌动蛋白聚合在狭窄空间内的巨噬细胞中受到限制,这降低了依赖于肌动蛋白的转录副因素,肌动蛋白相关的转录因子-A 15。
组织工程 (TE) 是一门跨学科领域,它将工程和生命科学的原理应用于开发生物替代品,以恢复、维持或改善组织功能或整个器官 [1]。组织是由许多不同但相似的细胞组成的生物结构,这些细胞来自同一来源。除了细胞之外,组织还由细胞外基质 (ECM) 构成,而细胞外基质由特定的蛋白质和酶组成。ECM 起着空间框架(蜂窝或骨架)的作用,主要为细胞提供机械支撑,以及组织细胞之间的生化通信网络。在组织工程中,组织工程支架(下文中称为 TE 支架或支架)一词通常用于表示人工 ECM,即通过(人类开发的)技术人工构建的 ECM,其具有或应该具有与天然 ECM 相同的作用:为应该通过支架空间长出并构建新组织的细胞提供机械和生化支撑。
虽然DNA的合成通常通过非共价可逆相互作用进行,但是它们也可以被设计为在多种化学和环境刺激下改变其结构构型或功能。[15,16] 然而,对这些超分子功能生物支架的合理和可编程控制仍然具有挑战性,而且通常难以以多功能和动态的方式实现多个标记基团的高阶组织。与用于结构和支架自组装的其他生物分子相比,使用合成DNA作为构建块具有几个优点。首先,DNA-DNA碱基配对的可预测和可编程性质使我们能够合理设计具有明确定义的二维和三维几何形状的DNA结构。[17,18] 其次,DNA链的序列特异性可寻址性加上在DNA寡核苷酸骨架上共价连接不同功能部分的可能性,使得可以使用多个分子标记在DNA结构的特定位置进行受控纳米级修饰。近年来,人们已成功利用上述特性制造出以 DNA 为基础的支架,并用其修饰各种不同的化学和生物物质,如抗体[19,20] 信号部分[21,22] 适体[23,24] 病毒衣壳[25,26] 和蛋白质 [27,28],这些材料已在生物成像、药物输送和癌症治疗中得到应用。[21,29,30] 尽管上述例子清楚地说明了合成 DNA 作为构建分子生物支架的构件的多功能性,但迄今为止用于修饰 DNA 组装体的方法往往缺乏多功能性和可编程性,它们是“静态的”,不能在没有事先拆卸结构的情况下“动态”更换标签。开发新方法以动态方式控制用多个功能部分修饰和标记 DNA 支架,将有助于获得具有更高适应性、精确度和传感能力的功能生物材料。受上述论点的启发,我们在此展示了一种实现 DNA 支架动态和位点特异性修饰的策略。为此,我们使用了一种通过 DNA 片自组装形成的模型支架系统 DNA 结构。更具体地说,我们使用了通过五条不同的 DNA 链杂交形成的反向平行双交叉 DNA 片 (DAE-E)。[31–33] 这些片显示 4 个单链粘性末端(每个 5 个核苷酸),可诱导其
。CC-BY-NC 4.0 国际许可下可用(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2023 年 3 月 20 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.03.17.533119 doi:bioRxiv 预印本
目的 本研究的主要目的是调查带减震器的装置支架的疲劳寿命。 设计与方法 进行了振动试验以证明有限元模型的准确性并确定了阻尼比。 使用三种不同的方法在频域中进行疲劳分析,并通过实验证明了分析的准确性。 原创性 本研究的主要新颖之处在于找出受减震器影响的部件的疲劳寿命。 发现 减震器对部件的疲劳寿命有很大影响。 结论 Lalanne 和 Dirlik 方法与加速试验结果的差异相同。 另一方面,窄带方法给出的结果最远。 原因是不规则因子 0.398 远离 1。 道德标准声明 本文作者声明,本研究中使用的材料和方法不需要道德委员会许可和/或法律特别许可。
通过在喷嘴和喷嘴之间施加高电压,将喷嘴挤出的聚合物熔体电吸向收集器,从而无需任何溶剂即可形成聚合物纤维。[6] 与 MES 不同,MEW 引入了计算机辅助打印头相对于接收基板的相对运动,从而能够对生成的纤维进行数字控制定位,从而形成边界明确的微结构。与通常生产直径超过 100 微米的纤维的传统挤出数字沉积技术相比,MEW 可轻松产生从数百纳米到数十微米的定位良好的纤维。[2,3,5,7,8] 此外,由于静电吸引,该技术可以精确堆叠纤维,从而形成边界明确的高壁。[1] 凭借所有这些特性,MEW 已被证明是一种制备超细纤维基生物支架的强大技术,在组织工程和再生医学中具有巨大潜力。[8–12]
摘要:天然聚合物由于其内在的生物相容性和仿生性,已在很大程度上被研究为组织工程应用的脚手架材料。传统的脚手架制造方法提出了几个局限性,例如使用有机溶剂,获得非均匀结构,孔径的变化以及缺乏孔隙互连性。这些缺点可以根据使用微流体平台的创新和高级生产技术来克服这些缺点。液滴微流体和微流体旋转技术最近在组织工程领域中发现了可用于生产微粒和微纤维的应用,这些微粒和微纤维可以用作支架或三维结构的基础。与标准制造技术相比,基于微流体的技术具有多种优势,例如获得具有均匀尺寸的颗粒和纤维的可能性。因此,可以获得具有极为精确的几何形状,孔分布,孔相互连接性和均匀孔径的支架。微流体也可以代表一种更便宜的制造技术。在这篇综述中,将说明基于天然聚合物的微粒,微纤维和三维支架的微流体制造。还将提供其在不同组织工程领域的应用概述。
背景:右心室外流动(RVOT)支架似乎被认为是一种有前途的治疗选择,并且可以替代近年来Fallot型病变的患者最初贴calliation pallocked Blalock-Taussig分流(MBTS)。这项研究试图评估RVOT支架对法洛(Tetaloge)四曲(TOF)患者的肺动脉(PA)生长的影响。方法:回顾性审查分析5例Fallot型先天性心脏病患者患有小肺动脉,他们在9年内接受了rvot置于RVOT支架的姑息治疗,并接受了9例修改后的Blalock-Taussig分流。通过心血管计算机断层扫描(CTA)测量差异左PA(LPA)和右PA(RPA)生长。结果:RVOT支架增加了60%的中位数(四分位数范围[IQR]:37%至79%)的动脉氧饱和度,至95%(87.5%至97.5%)(P = 0.028)。LPA直径z-分数从−2.843( - 3.51 - 2.037)提高到-0.78( - 2.3305 - 0.19)(p = 0.03)(p = 0.03),RPA直径z-得分从中间 - 2.843( - 3.51 - 2.51 - 2.51 - 0.47)提高0.002),MC GOON比率从中位1(0.8 - 1.105)增加到1.32(1.25 - 1.98)(p = 0.017)。没有程序并发症,所有5例患者在RVOT支架组中进行了最终修复。结论:与MBT相比,RVOT支架似乎可以更好地促进肺动脉生长,改善动脉氧饱和度,并且由于高风险而被禁忌的TOF患者的TOF患者的手术并发症较小。In the mBTS group, the LPA diameter Z -score improved from − 1.494 ( − 2.242 – 0.6135) to − 0.396 ( − 1.488 – 1.228) ( p = 0.15), the RPA diameter Z -score improved from median − 1.328 ( − 2.036 – 0.838) to 0.088 ( − 0.486 - 1.223)(p = 0.007),并且有5例患者发生不同的并发症,没有达到最终手术修复的标准。
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摘要 我们开发了一种分析填充粒子的工具,以应对颗粒生物材料日益流行的趋势。颗粒水凝胶,包括微孔退火粒子 (MAP) 支架,是一类用于治疗应用的材料,因为它们具有独特的性质,包括粒子之间的微孔隙度。颗粒材料的微观结构很难研究,这导致该领域的许多人报告不可靠的空隙体积分数度量和/或 2D 切片近似“孔径”作为空隙空间的唯一特征。为此,我们创建了 LOVAMAP,这是一款定制软件,它结合了计算几何和图论技术,将空隙空间分割成 3-D 孔隙,这是开放空间的自然口袋。LOVAMAP 的 44 个支架特征为用户提供了描述支架内部和入口的定量概况。我们视觉丰富的输出解决了诸如空隙大小、形状、连通性、路径、各向同性/各向异性、配体可用性以及渗透/迁移限制等主题。使用 LOVAMAP,我们研究了 60 种不同类型的颗粒支架,包括具有相应细胞数据的真实 MAP 支架。我们使用高维分析来表明,我们软件的输出数据可用于对 3-D 孔隙类型进行分类,以及通过生成数字“指纹”来表征整个支架。结合细胞数据,LOVAMAP 揭示了神经球形成与支架空隙几何形状之间的关系。LOVAMAP 是一种支持技术,广泛应用于颗粒生物材料研究以及研究颗粒材料的所有领域。背景由于颗粒生物材料越来越受欢迎,填充颗粒及其周围的空隙(间隙空间、孔隙空间)是一个热门研究课题。颗粒材料在许多应用领域都很有吸引力,包括可注射组织模拟物和 3D 生物打印,因为它们具有独特的属性,例如剪切稀化行为、增加的材料表面积以及离散异质性的选项 1,2。由水凝胶微粒(微凝胶)制成的颗粒材料已用于促进多种疾病模型中的伤口愈合,包括中风 3、心肌梗死 4、皮肤伤口 5 和脊髓损伤 6。当微凝胶堆积在一起时,它们形成一种称为颗粒支架的 3D 结构,当颗粒支架的微凝胶连接在一起时,所得到的稳定结构称为微孔退火颗粒 (MAP) 支架 7。堆积的微凝胶在整个支架中形成空隙空间微孔,从而使细胞在颗粒之间畅通无阻地浸润和迁移。许多研究支持局部几何形状影响细胞行为的观点 8-13 ,并且在颗粒支架中,细胞感知到的局部几何形状是空隙空间的微观结构。因此,我们的目标是了解颗粒支架的内部几何形状,以改进材料设计。在生物材料领域,使用二维显微镜图像近似的孔隙率是最常见的支架空隙空间量化方法。孔隙率通常报告为孔隙体积分数或二维“孔”长度测量值的分布。我们之前已经揭示了报告孔隙率的这种近似值的细微差别 14 ,我们认为空隙体积分数和二维孔隙近似值不足以作为独立指标,因为它们忽略了三维空隙空间局部口袋中的复杂性和几何多样性。其他领域(数学、物理、地球科学、化学、农业等)对堆积颗粒进行了广泛的研究,而没有考虑空隙空间几何形状如何影响细胞的行为。研究通常侧重于粒子本身,其中已经开发出方法来识别粒子边界 15-17 或构建接触粒子的图形以研究粒子连通性、填充配置和应力链 18-23 。然而,这些结果未能表征空隙空间。一些以粒子为中心的研究包括有关空隙空间的信息,