摘要。这篇关键评论探讨了可生物降解的聚合物生物材料在组织工程中的应用,从而强调了它们革命性的再生医学和组织替代品的潜力。可生物降解的聚合物由于它们模仿细胞外基质的能力,因此为开发组织支架的发展提供了一种可持续的替代方法,该替代品以与新组织形成相匹配的速率降解。本综述系统地涵盖了这些材料的演变,类型和应用,以解决自然和合成聚合物。特别注意制造技术,以及3-D生物打印和纳米制作,从而引入了针对独特的组织工程包装量身定制的脚手架。评估讨论了当代苛刻的情况,以及机械性能和生物降解性之间的平衡,以及脚手架与宿主组织的混合。此外,它会深入研究未来的方向,包括杂交生物材料的发展以及生物活性分子的掺入以增强组织再生。可生物降解的聚合物生物材料的进步构成了朝着开发更有效和个性化的组织工程过程的方向迈出的巨大步骤。
新组织形成的速率:这意味着,当细胞在自己周围制造自己的ECM时,脚手架能够在体内提供结构完整性,最终它将分解,而将新形成的组织将接管机械负载。
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1。简介添加剂制造有时称为“ 3D打印”,是一种通过添加材料层制造三维对象的方法。该方法已用于许多领域,例如工程,建筑以及最近的水凝胶制造。水凝胶是吸收水的柔软,柔性聚合物[1]。它们用于许多生物医学应用,例如药物输送,伤口愈合,组织工程和再生医学。在现代工程过程中,设计师,工程师和技术人员经常在产品开发周期的每个阶段使用计算机辅助技术来测试其产品[2-3]。这些计算机辅助技术包括以下内容:计算机辅助设计(CAD),计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工程(CAE)[4]。Peiyan Shen等人。[5]使用CAD创建3D模型
研讨会吸引了超过 180 名参与者,他们来自学术界(28%)、政府(37%)、工业界(25%)和非营利界(10%)。参与者重点讨论和确定了用于临床应用的生物制造组织工程医疗产品 (TEMP) 的测量需求。参与者的专业知识包括组织工程(34%)、生物材料(18%)、增材制造(16%)和传感器(11%)等(22%)。参与者针对的细胞和组织包括肌肉骨骼(29%)、间充质干细胞(14%)、心脏(9%)、脂肪(8%)和内皮细胞(8%)等(34%)。向参与者询问哪些测量最需要改进的调查结果如下:效力(18%)、细胞活力(14%)、结构(13%)、pH-O2 代谢物(10%)和机械性能(8%)等(39%)。
心脏组织工程(CTE)有望应对心血管疾病所带来的临床挑战,这是全球死亡率的主要原因。人类诱导的多能干细胞(HIPSC)是心脏再生疗法的关键,提供了免疫同相的高密度细胞来源。然而,HIPSC衍生的心肌细胞(HIPSC-CMS)表现出重要的功能性降低,这些功能尚未得到充分了解,从而阻碍了其临床部署。我们认为,机器学习(ML)可以通过强大的数学模型和预测来改善这些细胞的表型和功能来克服这些挑战。本评论论文探讨了ML在推进CTE中的变革性作用,并在相关的ML算法上提出了底漆。我们关注ML最近如何解决CTE中的六个关键挑战:细胞分化,形态,钙处理和细胞细胞耦合,收缩和组织组装。纸质调查了常见的ML模型,从基于树的和概率到神经网络和深度学习,说明了它们的应用,以更好地了解HIPSC-CM行为。在确认与整合ML相关的挑战时,例如有限的生物医学数据集,学习数据的计算成本以及模型的可解释性和可靠性,我们研究了改进的建议,并强调了更广泛和多样化的数据集,这些数据集将更广泛,更多样化的数据集包含时间和成像,并通过合成生成生成模型增强。通过将ML与数学模型和现有专家知识相结合,我们预见了一项富有成果的合作,将创新的数据驱动模型与生物物理知识模型结合在一起,有效地缩小了CTE内的差距。
*通讯作者:Z。Bagher,电子邮件:bagher.z@iums.ac.ir **通讯作者:S。Hassanzadeh,电子邮件:hassanzadeh.sa@iums.ac.ims.ac.ir摘要干细胞疗法是软骨组织工程的一种有前途的策略,在最近的研究中,在最近的研究中,细胞通过Polymercercercercercercercercercercercercercercercercercercercecerscaftolds sakaffords a Docations a Docations a Docation。在此,我们封装了硫酸藻酸盐水凝胶中的人脂肪衍生的干细胞(HASC),并添加了模仿软骨结构和特征性的多含素/明胶电纺纳米纤维,并添加了细胞外基质(ECM)粉末。开发了复合水凝胶支架,以评估机械性能,细胞增殖和分化以增强软骨再生的相关因素和条件。最初将不同浓度(1-5%w/v)的ECM粉末加载到硫酸藻酸盐溶液中,以优化封装的HASC可行性的最佳组成。结果表明,ECM添加显着提高了机械性能和细胞活力,并选择了4%w/v ECM作为最佳样品。在下一步中,将电纺纳米纤维层添加到硫酸藻/ECM复合材料中,以准备不同的分层水凝胶纳米纤维(2、3和5层)结构,并能够模仿软骨结构和功能。3层被选为最佳分层复合支架。此外,评估了软骨发生潜力,结果显示了软骨组织工程应用的有希望的特征。关键字:硫酸藻酸盐;干细胞;软骨组织工程;复合支架;水凝胶/纳米纤维
抽象聚合物在纺织工业的多个领域中起着影响力。纺织品研究集中在基于聚合物以及涂有聚合物的纺织织物的纤维/织物生产上。聚酯,聚酰胺,多酰胺,聚苯胺,聚丙烯硝基烯,聚氨酯,聚丙烯酰胺,聚乙烯氯,聚乙烯基氯,聚乙烯基氟化物,聚乙烯基醇,人造丝等,已指定为纺织品服务聚合物。聚合物是生产纺织品的必要化学物质。聚合物在从纤维制造到纺织品和饰面的纺织品制造的每个步骤中都使用。不同的纳米颗粒和纳米碳也已在聚合物复合材料中用于纺织品相关目标。聚合物和纺织品材料的可能性和组合是无限的,具体取决于最终使用的目的。关键字:聚合物,纺织品生产,纺织色彩,纳米颗粒
软骨组织工程已经取得了巨大的进步,从基本的手术干预措施发展为更细微的生物技术方法。该领域已面临各种挑战,其中包括细胞考虑因素,脚手架材料选择,环境因素以及道德和调节性约束。细胞源多样化的创新,包括软骨细胞,间充质干细胞和诱导的多能干细胞的创新,但并非没有局限性,例如受限的细胞增殖和伦理困境。脚手架材料在天然底物之间提供了独特的二分法,可提供生物相容性和合成矩阵,这些矩阵具有机械完整性。但是,临床适用性的转化障碍持续存在。环境因素,例如生长因子以及热力和机械力,已被认为是细胞行为和组织成熟的影响变量。尽管有这些进步,但与宿主组织的整合仍然是一个重大挑战,涉及机械和免疫学复杂性。期待,诸如3D和4D打印,纳米技术和分子疗法等新兴技术有望完善脚手架设计和增强组织再生。随着该领域的继续成熟,涵盖彻底的科学研究和协作的多学科方法对于克服现有挑战并实现其全部临床潜力是必不可少的。
骨骼在轻伤时能够再生自身。但是,由于严重损伤而无法再生的骨骼的治疗通常需要手术应用。另一方面,组织工程旨在消除这些手术干预中缺乏供体组织和不兼容的问题。脚手架是实现这一目标工程目标的最进口结构。支架为细胞附着,增殖和分化提供了环境,从而有助于形成新的组织。在脚手架设计期间,应考虑一些特性,例如机械性能,表面特性,生物降解性,生物相容性和孔隙率。确定组织的支架的创建与所用的材料和生产方法有关。用石墨烯及其在支架中的衍生物的使用是组织工程中的重要应用之一,作为细胞增殖和差异化的调节剂。石墨烯(GR)及其衍生物在骨骼再生中具有重要作用,因此在骨组织工程应用中使用了机械和生物学特性。这项研究报告了在脚手架中使用基于石墨烯的生物材料进行骨组织工程的重要性和优势。在各种研究中获得的基于石墨烯的生物材料的生物学特性有所改善,成骨细胞的粘附和增殖也有所增加。
