ניצול השימוש ב-Nanoטכנולוגיה ב- Islet Cell Transplantation

סוכרת נותרה אחד האתגרים הבריאותיים הגלובליים המתמשכים ביותר, המשפיעים על יותר מ-500 מיליון אנשים ברחבי העולם.עבור אנשים עם סוכרת מסוג 1 וחלק עם סוכרת מסוג 2 מתקדם, טיפול באינסולין אקסוגניים הוא תקן הטיפול, אך השגת שליטה גליקולארית עקבית קשה, והסיכון של hypoglycemia, נוירופתיה, ננופתיה, וסיבוכים קרדיווסקולריים נותרים משמעותיים על ידי שחזור אינסולין, אך הוא לחץ דם של טיפול תרופתי, הוא לחץ דם, הוא שיפור משמעותי, אך הוא לחץ דם, לחץ דם, לחץ דם חיסוני, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, אשר מאפשר טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, הוא לחץ דם חיסוני, הוא שיפור חיי דלקתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, והוא עדיין, הוא שיפור חיי דלקתי, הוא לחץ דם חיסוני, טיפול תרופתי, אשר מסייע, טיפול תרופתי, והוא עדיין חסוגני, הוא לחץ דם חיסוני, טיפול תרופתי, והוא עדיין עמיד על ידי חיסון, הוא לחץ דם חיסוני, טיפול תרופתי, הוא שיפור נרחב, טיפול תרופתי, הוא שיפור נרחב, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי,

האתגר של החלפת תאי האי

השתלת תאים איית כוללת בידוד תאים בטא המייצר אינסולין מן פנום מת התורם הלבלבים ו infusing אותם לתוך דליל הפורטל של מקבל עם סוכרת.התאים מושתלים מוגשת בכבד, תחת תנאים אידיאליים, להתחיל סודיות אינסולין בתגובה לרמות גלוקוז בדם. בעוד ההליך יכול לחסל או להפחית את הצורך עבור זריקות אינסולין, כמה עבור מכשולים בלתי ניתנים להגבלת ההצלחה ארוכת הטווח שלה.

חיסון נגד חיסון ואוטואימוניות

המערכת החיסונית של המקבל מזהה את טיפות התורם כזרים ומעלה התקפה קדמית תאית, הורסת את הרקמות מושתלות בתוך שבועות או חודשים.אפילו עם תרופות מדכאות חזקות, רוב החסות נכשל בתוך חמש שנים. Recurrence של נוגדנים בחולי סוכרת מסוג 1 מטופלים גם מאיצה את ההרס.

Hypoxia ו- Acent Deprivation

בימים הראשונים לאחר השתלה, אין לאיונים אספקת דם ייעודית ומבוסס על דיפוזיה חמצן מהרקמות הסובבות.סביבה היפותקסית זו גורמת למוות תאים מהיר, עם עד 50–70% משטחים שאבדו בתקופה שלאחר ה-transplant המיידי.האתר האינטרפורטי הזה אינו אידיאלי מבחינה פיזיולוגית לתפקוד ה- Isleticicial ל-Autogicial Revastationicial של דלקת ריאות, כמו גם לאחר זמן טיפול ב-Ricial Repation הוא לא אידיאלי עבור תפקוד הוא טיפול ב-Ricial Revastationicial של דלקת ריאות, כמו גם לאחר טיפול ב-Ricial של דלקת ריאות, כמו גם לאחר טיפול ב-Ricial Retragicial של דלקתיות.

אספקת תרומות

מספר הפנסים התורמיים הזמינים בכל שנה נופל רחוק מהביקוש.גם כאשר איבר מתאים זמין, נהלי בידוד של הקטר מניבים כמויות שונות ואיכות. מחסור זה מניע את הצורך בשיטות לשיפור ההישרדות והתפקוד של כל תא מושתל. יתר על כן, ההסתמכות על תורמי קדרטיס מציגה גמישות באיכות, טוהר, וכדאיות.

Nanoטכנולוגיה: פתרונות הנדסה בקנה מידה מולקולרי

ננוטכנולוגיה כוללת את העיצוב והיישום של חומרים עם ממדים בין 1 ל -100 ננומטרים. בקנה מידה זה, חומרים מציגים תכונות פיזיות, כימיות וביולוגיות ייחודיות שניתן לרתום כדי להתמודד עם האתגרים הספציפיים של השתלת החתלתול.ננו חלקיקים יכולים להיות פונקציונליים עם מולקולות מיקוד, מלוכדים גם עם סוכנים טיפוליים, או מקובצים תלת מימדיים המחקה את מערכות הגמישות הטבעיות, המאפשרות, כגון זיהומים של תרופות חד-חמצני, כמו גם, כגון זיהומים, ואפקטיביים, אשר מאפשר חמצני, ואפקטים, כמו גם חמצני, ואפקטים של תרופות חד-חמצני, תוך מתן תרופות חד-חמצני, תוך כדי מתן תרופות חד-חמצני, כמו גם, ואפקטיביים, תוך מתן תרופות חד-ממדיים, כמו גם, כמו גם חמצני, תוך כדי מתן תרופות חד-ממדיים, תוך כדי מתן תרופות חד-חמצני, כמו גם , כמו גם חמצני, תוך כדי מתן תרופות חד-ממדיים, כגון זיהומים ייחודיים, כגון זיהומים ייחודיים, כמו גם, כמו גם, תוך כדי מתן תרופות חד-ממדיים, כגון זיהומים ייחודיים, אשר מאפשר חנקן, אשר מאפשר חמצני, כגון זיהומים ייחודיים, כגון זיהומים

עקבו אחרי Immune Protection

אחת האסטרטגיות המבטיחות ביותר היא להגן על משטחים מושתלים עם ציפוי nanoscale עמיד, למחצה. nanocoatings אלה לפעול כמכשול המונע תאים חיסוניים - כגון תאי T, מקרופילים ואנטינוגנים - ממגע עם התאים התורמים, בעוד עדיין מאפשר מעבר של גלוקוז, אינסולין, חמצן, ומוצרי פסולת.

חומרים כגון פוליאתילן גליקול (PEG), alginate, chitosan, ופוליאלקטרוניקה רב-שכבות נחקרו באופן נרחב.רכבת Layer-by-layer (LbL) היא טכניקה תכליתית במיוחד, שבו פולימרים מואשמים באופן הפוך יכולים גם להיות מלוכדים על פני השטח הוא מסוגל ליצור ציפויים לא סדירים על פני השטח הוא מאפשר שליטה מדויקת על עובי, פוזרנטיות, משטחים, וטעון, כי הוא באמת הוכח כי הוא ציפויים של חומצה פולינזירית.

ננווט דוריות ודרדציה

שיקול מפתח לתרגום קליני הוא היציבות ארוכת הטווח של ננו-מינגים.הציפוי חייב להישאר שלם במשך חודשים עד שנים ללא סדקים או מחיקה, בעוד גם להיות biodegradable כדי למנוע צבירת גוף זר כרונית. החוקרים מפתחים ציפויים הידרוגל מפוסקים שיכולים לעמוד בלחץ מכני במהלך הזריקה ו enftment. לדוגמה, dopamine-modified alginates יכול להעריך צורות חזקות של חי עם ציפויים חזקים או גרף כמו גרף גדול.

ננו-סכרים ומיקרו-סביבון ביומטי

מעבר לאמצעים בודדים, ננוטכנולוגיה מאפשרת יצירתם של פיגומים תלת-ממדיים המחזירים את הארכיטקטורה הטבעית של המיקרו-סביבה הלבלבונית. אלה ננו-מבנים המשמשים כנשישות מלאכותיות, תמיכה בדבקות בשקע, הישרדות, ותפקוד תוך מתן vascularization והחלפת חומרים מזינים.

מזרקות אלקטרוספלון המורכבים פולימרים ביו-דגרד כגון פוליcaprolactone (PCL), חומצה פולילאקטי-co-glycolic חומצה (PLGA), או חלבונים טבעיים כמו קולגן וג'לטין לספק שטח על פני השטח גבוה ו porosity כי לחקות את המרצת תאית הנוספת.הסיבים, אוריינטציה, וכימיה ניתן לכוון כדי להשפיע על התנהגות.

הידרוג'ל מבוסס על רכיבים ננוקליים, כגון peptides self-assembling או nanoגודל crosslinkers, מציעים פלטפורמה צדדית נוספת. hydrogels בלתי ניתן להעביר באמצעות catheter יחד עם ה islets, ויצרו חומצות ג'ל תומך (FLT:0in situFLT:1 ; שילוב של גורמים גיאוגניים כגון אפקט קצה (Gemcular) או פרופילים מהירים (reicial) במיוחד).

עבודה עדכנית הוכיחה כי ממטריקס חוץ סלולרי פאן-קר, מעובד לתוך ננופיברווס scaffold, משמר רמזים ספציפיים רקמות ומשפר באופן משמעותי את סודיות האינסולין בהשוואה לתנאי תרבות סטנדרטיים. אלה פיגומים מאוגדים איברים אלה עדיין בהערכה פרה-קלינית, אך מייצגים כיוון מבטיח להשתלת אישית.שלב טכנולוגיה רבת עם תאים mesenchymal או תאים קצה-חוליים יותר יכול לייצר אנרגי יותר.

חלקיקים עבור משלוח תרופות ממוקד

אימונוטיפיון מערכתי גורם לתופעות לוואי נרחבות.ננו חלקיקים יכולים לספק תרופות מדכאות אימונואידים באופן מקומי לאתר השתלה, צמצום הרעילות המערכתית תוך שמירה על ריכוזים מקומיים יעילים.לדוגמה, nanoparticles PLGA PLGA עמוסים עם tacrolimus או rapamycin ניתן להזריק עם islets, שחרור התרופה במשך מספר שבועות ישירות באתר זה הוכח מינונים חיים.

חלקיקים יכולים גם לספק גורמי צמיחה כדי לקדם הישרדות של הlet ותפקוד. Encapsulation של exenatide (GLP-1 אנלוגי) או גורם צמיחה hepatocyte ב nanoגודל ספקים להגן על חלבונים אלה מפני השפלה ומספק שחרור מתמשך. במחקר אחד, alate nanoparticles טעון עם חומצה מוגברת, תרכובת אנטי דלקתית, מופחתת מוקדם אובדן graft ו שיפור של חומרים כגון HIV, כגון גירויים.

יישום מרגש נוסף הוא השימוש של תחמוצת ברזל חלקיקים עבור מיקוד מגנטי.על ידי תגים עם חלקיקים מגנטיים nanoparticles, מנתחים יכולים להשתמש שדה מגנטי חיצוני כדי לרכז את התאים במיקום הרצוי בתוך הכבד או אתר השתלות אחר, שיפור יעילות engraftment וצמצום אובדן תאים למחזור הדם.

ננוחיות לבדיקות בזמן אמת

ננוטכנולוגיה מציעה גם את היכולת לפקח על תפקוד גרפט ואת המיקרו-סביבה המקומית בזמן אמת. nanoorescent ננוסנס - כגון צינורות פחמן עטוף פחמן או דוטים קוונטיים - ניתן להטמיע לצד השתלות הוא חיישנים ספציפיים לשנות את האות האופטיים שלהם בתגובה גלוקוז, חמצן, או cytokines דלקתיים.

מחקר ופיתוח קליני

התרגום של ננוטכנולוגיה מספסל למיטה להשתלת הlet עדיין בשלב מוקדם, אבל כמה ניסויים קליניים ומחקרים פרה-קליניים מתקדמים חוסכים את הדרך.דוגמה בולטת היא הניסוי שלב I /II של ה-FLT:0Encapsulation SystemFLT:1 (Vicyte/Nova Bioרפורפואי), אשר משתמש בניסוי חלקיקים למחצה של ננופילציה למחצה כדי לפתח תאים חיסוניים בלבד, למרות שעדיין לא לשלב תכונות נוגדות.

חוקרים באוניברסיטאות כגון MIT, אוניברסיטת קליפורניה סן פרנסיסקו, ואוניברסיטת מיאמי מפתחים nanocoating תואמים באמצעות LbL הרכבה פולימיזציה מעוקלת פני השטח שלהם מחקרים שלהם ב פרימטים לא אנושיים הוכיחו הישרדות ממושכת עם דלקת מינימלית.תרגום קליני צפוי בתוך חמש עד עשר שנים הבאות.

(הופנה מהדף הספריה הלאומית לרפואהFLT:1) מאינדקס מאות מאמרים על ננוטכנולוגיה בהשתלה, כיסוי חומרים, אימונולוגיה ו bioengineering. A לאחרונה מקיף סקירה (FLT:2 שפורסם ב-FLT:3NanomedicineFLT:4FLT:5 מדגיש את ההתקדמות ב-Nronicialdation) של מחקר קליני מתמשך של NLT 7.

כיוונים עתידיים ואתגרים

ייצור סקאלה

מחסום אחד לפרריסה קלינית הוא ההיקף וההפצה של ייצור ננו-קופי ונפוץ.מתאים אלפי איים בודדים במהירות ובמדים דורש תהליכים אוטומטיים.מערכות מיקרו-דיליות וטכנולוגיות ריסוס-קוינג מפותחות כדי לטפל בזה.ההסתברות וההתאמה של רכיבי nanomaterial גם צריך הערכה קפדנית כדי לעמוד בסטנדרטים רגולטוריים.

זמן רב של Biocompatibility

למרות שננו-חומרים רבים אינם עולים בקנה מידה קצר, השפעות ארוכות טווח כגון דלקת כרונית, הצטברות חלקיקים בכבד או בכליות, וסרטן פוטנציאלי חייב להיות מוערך ביסודיות, השימוש בחומרים ביו-דידיים המפרקים לתוך חלקיקים שפירים שפירים יהיה חיוני עבור כל נתיב קליני קדימה.

שילוב עם Stem Cell Technology

השילוב של ננוטכנולוגיה עם משטחים של תאי גזע-דרטיביים מציע מקור תאים כמעט בלתי מוגבל.שימוש בתאי גזע בשפע המושרה (iPSCs) כי הם ספציפיים לחולה יכול לחסל את הצורך בדיכוי חיסוני, אבל הסיכון של גידולים צמחיים יכול גם להציג פגמים שונים של תאים שונים, אשר מספקים גורמי זיהום או התאבדויות לספק שכבת בטיחות נוספת.

חידושים פיברוטיים

אפילו הננו-קוינגס המתקדם ביותר יכול לעורר תגובה של גוף זר שמובילה לcapsulation fibrotic, בידוד הגרפה ממחזור הדם.אסטרטגיות כדי לשנות את התגובה - כגון שחרור תרופות אנטי-פוליורטיות כמו pirfenidone מ nanoparticlesulf, או שילוב של ציטוקינים נוגדי חומצה immunomodulatory - נחקרים במודלים מוקדמים מבטיח אבל עדיין לא השיגו קדמית אחת עם ציפוי תאומטרית נוסף.

מסקנה

ננוטכנולוגיה מחזיקה פוטנציאל יוצא דופן להפוך את השתלת תאי ה- Islet מהליך אחרון, בסיכון גבוה לטיפול בהשתלות הזרם המרכזי לסוכרת.על ידי שימוש ב- nanocoatings כדי למנוע דחייה חיסונית, ננו-מבנים ממריצים לספק מיקרו-סביבה מטפחת, ונונומטריד מערכות השתלות סמים כדי לשלוט באופן מקומי ולקדם vascularization, החוקרים פונים למכשולים בסיסיים שיש להם טיפול מוגבל זה עשרות שנים, בעוד שעדיין לא זמין, אך ורק עבור פעילות גופנית משמעותית, ישארוכת, ישארוכת זמן, היא מאפשרת טיפול תרופתית, והיא מביאה לאימון רפואי, והיא מביאה לאימון מהיר, אשר יביא אתגרים חדשים, אשר יביא לאימון רפואי, אשר יביא לאימון מיידי, אשר יביא לאימון מיידי, אשר מאפשר לאימון מיידי, אשר יביא לאימון יעיל של פעילות גופנית, אשר יביא לאימון רפואי, אשר יביא לאימון מיידי, אשר יביא לאימון רפואי, אשר מאפשר לאימון מיידי של פעילות גופנית, אשר מאפשר לאימון יעיל של פעילות גופנית, אשר מאפשר לאימון מיידי של פעילות גופנית, אשר מאפשר לאימון חירום, אשר מאפשר לאימון חירום, אשר יביא לאימון רפואי, אשר מסייע, אשר יביא לאימון יעיל של פעילות גופנית, אשר יביא לאימון יעיל יותר, אשר יביא ל