Islet Hücre Transplantasyonunda Nanoteknolojinin Kullanımının İncelenmesi

Diyabet, dünya çapında 500 milyondan fazla insanı etkileyen en kalıcı küresel sağlık zorluklarından biri olmaya devam ediyor. Tip 1 diyabetli ve gelişmiş tip 2 diyabetli, ekojen insülin tedavisi, ancak klinik kabul edilmesi zor oldu ve hipoglisemik, neuropati riski, nefrejik bir araç nakli, bu fikre sahip nanotüplülüğün geri kalanının nasıl iyileştirileceğinin biyolojik bir çözümü sunuyor.

Islet Hücre Transplantasyonunun Meydanlaştırılması

Islet hücre nakli, ölen bir donör pankreasyonlarından gelen insülin üreten beta hücreleri izole ediyor ve onları diyabetle bir alıcının portalına vedatlı bir cihazın portala zorlayabiliyor.Süresel hücreler karaciğerde ve ideal koşullar altında, kan şekeri seviyelerine yanıt vermede insülin üreten bir insülin üretmeye başlıyor.

Immune Rejeksiyon ve Autoimmunity

Alıcının bağışıklık sistemi, bağışçının yabancı olarak algıladığını ve T-celleli bir saldırıyı atladığını, haftalar veya aylar içinde nakil edilen dokusunu yok etmeyi kabul ediyor. Güçlü immünekontist ilaçlarla bile, birçok hasta için başarısız oluyor. Yanıtın çoğu, daha fazla başarısız oluyor.

Hipoxia ve Nutrient Deprivation

Transplantasyondan ilk günlerde, acıklar özel bir kan tedariki eksikliği ve çevreleyen dokudan oksijen difüzyonuna güvenmektedir.Bu hipok çevre hızlı hücre ölümüne neden olur, 50-70% of isletsizler hemen post-transplantı döneminde kaybolur. intraportal site normal olarak mikrovasküler olarak sağlanan önemli bir büyüme faktörüdür.

Sınırlı Donor Supply

Her yıl mevcut olan bağışçı pankreasyon sayısı, uygun bir organın mevcut olduğu zaman bile, izolasyon prosedürleri değişken miktarlarda ve kaliteyi sağlar. Bu kıtlık, her nakilli hücrenin hayatta kalmasını ve işlevlerini geliştirmek için ihtiyaç duyar. Dahası, jöleğe güvenliğe sahip olmak, nanoteknolojinin ele alınması ve viability.Profilli üretimdeki ilerlemeler potansiyel bir çözüm sunar.

Nanoteknoloji: Moleküler Scale'de mühendislik çözümleri

Nanoteknoloji, 1 ve 100 nanometre arasında boyutlardaki malzemeler tasarımı ve uygulama içerir. Bu ölçekde, malzemeler doğal ekstraktüre matrisleri taklit etmek için kullanabileceğiniz eşsiz fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler sunar.Bu nanoparçacıklar, moleküler ürünler hedefleme ile işlevselleştirilebilir, tedavi edici yeteneklere sahip olabilir veya nanoteknolojinin üç boyutlu scaffoldular matrisleri birleştirmektedir. Bu nano ölçekli sistemler, yerelleştirilmiş, kontrollü ilaç teslimatları, oksijeni ve büyüme faktörlerini kontrol eder ve algılar sağlar.

Immune Protection için nanoküplükler

En umut verici stratejilerden biri, aşı hücreleri ile temasa geçmek, hala şeker, oksijen ve atık ürünlerinin geçişine izin vermek. Bu nanoküpler bağışıklık hücrelerinin önlenmesine engel olarak hareket eder - T hücreleri, makrofages ve antikorlar - hala şekerleme, insülin, oksijen ve atık ürünlerinin geçişine izin verirken.

Basit bir yapıştırıcı (PEG) gibi malzemeler, tam olarak şarj edilen polimerlerin yüzeysel olarak onarılması veya yüzeysel kaplamalar için hassas bir şekilde kontrol edilmesine izin veriyor. PEG tabanlı kaplamalar, fibrotik overgrowth ve uzatılabilir polimerlerin sağda kalmasına dair özellikle çok yönlü bir tekniktir.Bu, çapraz olarak kaplamalar ve yüzeysel kaplamalar ile birlikte incelenebilir.

Nanocoating Durability ve Degradation

Klinik çeviri için önemli bir husus, enjeksiyon sırasında mekanik strese dayanabilecek uzun vadeli bir istikrardır. Örneğin, kaplamalar kırılmadan veya ortadan kalkmaksızın aylarca bozulmamalıdır, aynı zamanda kronik yabancı vücut birikiminden kaçınmak için biyodegrad edilebilir. Araştırmacılar, enjeksiyon sırasında mekanik strese dayanabilecek ve engresyona dayanabileceklerdir.Fort kaplamalar da tabletleri tam olarak tam olarak yüzeyle güçlü yapıştırıcı bağlar oluşturabilir.

Nano-scaffolds and Biomimetic Microenvironments

Bireysel kaplamaların ötesinde, nanoteknoloji, üç boyutlu scaffolds'ın pankreas mikrodürümentin doğal mimarisini yeniden yapılandıran yaratılmasını sağlar. Bu nanoyapılı scaffolds yapay niş olarak hizmet eder, destek tıkanıklık, hayatta kalma ve beslenme değişimini kolaylaştırırken işlev görür.

Elektrospun nanofiber matları, policaprolactone (PCL), polilactic-co-glycolic asit (PLGA), veya kolajen ve jelatin gibi doğal proteinler, ekstra hücreli matrixleri ve sinyalizasyon sağlar. Örneğin, nano liflerin çeşitli tabakalarını farklı şekillerde etkileyebilir.

Nano ölçekli bileşenlere dayanan Hidrojekteler, kendi kendini monte eden peptidler veya nano boyutlu çapraz bağlantıcılar gibi, vageller özellikle de nanoparçacıklarla birlikte teslim edilebilir veya perfluorokarbon nanoemüller oluştururlar) akut revasküler büyüme faktörü (VEGF) veya oksijen-jeneratif nanoparçacıklar gibi anjiyojenik faktörlerin inatılması, özellikle de toksik olmayan nanoparçacıkların azaltılması için tasarlanmıştır.

Son zamanlarda yapılan çalışmalar, pankretik decellularize ekstracellular matrisi, kişiselleştirilmiş bir nakil için umut verici bir yöne işlendiğini ve insülin salgılarını standart kültür koşullarını kıyasla önemli ölçüde iyileştirecek şekilde geliştirir. Bu organ-derived scaffolds hala preclinical değerlendirmede bulunuyor, ancak kişiselleştirilmiş bir nakil için umut verici bir yön sunuyor.

Hedeflenen Uyuşturucu Teslimatları için Nanopartiküller

Sistemik immünekonomisi yaygın yan etkilere neden olur. Nanopartiküller immünekontrüksiyonu yerel olarak nakil sitesine teslim edebilir, etkili yerel konsantrasyonları korurken sistemik toksisiteyi azaltır. Örneğin, takrolimus veya rapamycin ile yüklenen biyodegrad edilebilir PLGA nanopartiküller, birkaç hafta boyunca ilacı doğrudan gret sitesinde serbest bırakabilir.

Nanopartiküller ayrıca, tedavi edilebilir bir ilaç serbest bırakılması veya diyabetik farelerde erkenden gresyon kontrolüne izin vermek için büyüme faktörlerini de sunabilirler.Bir çalışmada, tedavi edilen nanoparçacık nanoparçacıklar, anti-enflamatuar bir bileşik ile yüklenen, daha az erken gresyon kaybı ve gelişmiş glokomik büyüme faktörü, nanoparçacıklar bu proteinleri bozulmadan korurlar.

Bir başka heyecan verici uygulama, demir oksit nanopartiküllerin manyetik hedefleme için kullanılmasıdır.In tagging manyetik nanopartiküllerle de manipüle edilebilir, cerrahlar, nakil sırasında istenen bir yerde hücrelere konsantre olabilirler.Son araştırmalarda nanoparçacıklı ilaç kullanımı ile birlikte, her iki pozisyona da işlevselleştirilmiş bir şekilde erişim sağlayan çift işlevli bir sistem oluşturmak için bir araya gelir.

Gerçek Zaman İzleme için Nanosensors

Nanoteknoloji ayrıca grevot fonksiyonunu izleme ve gerçek zamanlı olarak yerel mikroenvironmenti sağlar. Fluorescent nanosensors - polimer-wrapped karbont veya kuantum dozlar - nakil olmadan önce gömülüdür. Örneğin, flora, pH, veya enflamatuar bir cytokines kullanarak, nanotüpsiyonellerin erken belirtileri tespit edebilir, klinikler reddedilmenin erken belirtilerini tespit edebilir veya metabolik disfonksiyonu tespit edebilir.

Mevcut Araştırma ve Klinik İlerleme

Nanoteknolojinin çöpe kadar basamaktan aktarılması hala erken bir aşamadadır, ancak birkaç klinik deneme ve gelişmiş preklinik çalışma şekline sahiptir. Önemli bir örnek, ben / II. tamamen bir nanoteknoloji cihazının fazıdır.0Encapsulation System).

MIT gibi üniversitelerde araştırmacılar, Kaliforniya San Francisco Üniversitesi ve Miami Üniversitesi aktif olarak LbL montaj ve yüzey destekli polimerler kullanılarak uyumlu nanoküpsiyonlar geliştiriyorlar[Dönetici olmayan primatlarda çalışmalar Harvard'da, beş ila on yıl içinde beklenen bir ekiple hayatta kalıyorlar.Bu çok daha büyük hayvan testlerinde ve küçük aktivitede gösterilen bir çok hayvan testinde anlamlı bir şekilde performans gösteriyor.

[FONT=0] Ulusal Tıp Kütüphanesi yüzlerce hakemli makale, nanoteknolojide kullanılan nakil, malzeme bilimi, immünoloji ve biyomühendislik. Son kapsamlı bir inceleme:2.Dörtüncü Inurtureed inurFLT:3Nanomedicine[Dönetici)[Döneticileri nano-tapüresel bir ilaç kullanımında ilerlemeyi ve klinik kabul etme engellilerin geri kalanının engelleyicilerini değerlendirmektedir.

Future Yol ve Kalan Zorluklar

Scalable Manufacturing

Klinik dağıtım için bir bariyer, nanomalzeme ve inşaat yapılarının ölçeklenebilirliği ve yeniden kullanılabilirliğidir.Bireyin binlercesi hızlı ve düzgün bir şekilde otomatik olarak otomatik prosesler gerektirir. Mikrofluidik sistemler ve nanofiber matlar için işleme, biyomedikal kullanım için adapte edilebilirlik ve raf-yaşam alanı da gerçek zamanlı olarak kaplama teknikleri ile uygun bir şekilde, endüstriyel ölçek ve Roll-to-Roll işleme gibi, biyomedikal kullanım için adapte edilebilirlik için de geliştirilir.

Uzun Süreli Biyokompatability

Birçok nanomalzeme kısa vadede biyoakonomik olmakla birlikte, kronik inflamasyon, ciğer veya böbreklerde parçacık birikimi ve potansiyel karsinojeniklik iyice değerlendirilmelidir.En iyi şekilde, nanomalzemelere verilen tepkinin kendisi için gerekli olacaktır - greftin bazı makroaktivasyonlar ile karakterize edilebilir.

Stem Hücre Teknolojisi ile entegrasyon

Nanoteknolojinin kök hücreli incelikli olan kombinasyonu neredeyse sınırsız bir hücre kaynağı sunar. Bu alanların yakınlaştırılması, özellikle de immüneoterapi ihtiyacı ortadan kaldırmak için kullanılabilir, ancak genetik kusurları veya patentli modifikasyonları sunan nano-parçarrierler de önemli bir güvenlik katmanı sağlar. Örneğin, nanopartiküller CRISPR-Cas9 bileşenlerinin farklılaşmadan önce kök hücrelere ulaşmasını sağlamak için kullanılabilir.

Fibrotic Overgrowth'u Yeniden Üretin

En gelişmiş nanoküreler bile, nanoparçacıklar için yol açan yabancı bir vücut yanıtını tetikleyebilir veya immünmodülatörlü ktokineler dahil edebilir - erken sonuçlar umut vericidir, ancak fibrozlerin tamamen kaçınılması için tam bir şekilde elde edilmez. Başka bir yaklaşım, yerli ekstra hücre matrisleri taklit eden nanoküptüreler için, bu doğal olarak çok sayıda kaplama olmayan kaplamalar için gereklidir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Nanoteknoloji, son sınıf uyuşturucu dağıtım sistemlerinden gelen atropozisyona dönüşmek için olağanüstü bir potansiyele sahiptir ve nano-düzelme sistemi, diyabet için bu tedaviyi on yıllardır sınırlı olan temel engellere hitap eder.Bu tür mühendislik, üretim ve düzenleyici zorluklar devam ederken, nanoteknolojik olarak kullanılan mikrobiyolojik nakil sistemleri, gelecek yıllardaki klinik uygulamalara gireceğinden emin olur.