Diyabet mellitus dünya çapında 500 milyondan fazla insanı etkiler ve birçok kişi için, başarılı bir şekilde gresyon kontrolü yoğun insülin tedavisine rağmen elusive kalır. Islet hücre nakli, endojen insülin salgılamalarını geri getirerek potansiyel bir tedavi sunar, ancak yaygın kabulü, biyomalzemeler, cihaz mühendisliği ve oksijen teslimiyetleri için gerekli olan ilerlemeler ile sınırlıdır.Incapsulation technologies, diğer hastalıklara karşı daha yakın bir şekilde ortaya çıkmaktadır.

Islet Hücre Transplantasyonu

Kırsal-profeksiyon kavramı Langerhans'ın 1970'lere geri döndüğünü gösteriyor, ancak o zamandan beri, 2000 yılında Edmonton protokolü bu eşsiz başarı elde etti. Bu protokol, birden çok bağışçıdan gelen hastaların yakın normal şeker yönetmeliğini geri getirebileceğini gösterdi.

Ancak, iki temel engel standart bir terapi haline gelmeden nakil yapılmasını engelledi. Birincisi, bağışçı pankreatlarının tedariki ciddi bir şekilde sınırlıdır.İkinci, uzun süreli immüneoression enfeksiyon, malignancy, nephrotoxicity ve metabolik komplikasyonlar dahil olmak üzere ciddi riskler taşır. Ayrıca, immünekonomiklerin çoğunluğu zaman içinde sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık tedavi edilen bir şekilde tedavi edilen bir şekilde tedavi edilen bir şekilde tedavi edilen bir şekilde tedavi edilen bir dozda kaybol

Encapsulation teknolojisi, bağışçılar ve ev sahibi bağışıklık sistemi arasında fiziksel bir ayrım yaratarak bağışıklık bariyerini ele almayı ve böylece bu potansiyel olarak tedavi edici müdahale için hastaların uygunluklarını genişleterek ele almayı amaçlamaktadır.

Encapsulation Technology Nedir?

Enkapsülasyon, hiperplikeli hücrelerin geçişini engellerken, membranın normal büyüklüğüne izin veren yarı iletken bir membran içinde hücrelerdir.Toksi, oksijen, besin ve insülin, bağışıklık hücrelerinin geçişini engellerken, immünglobulins ve diğer büyük moleküllerin reddedilmesine izin verir.

Başarılı bir encapsülasyon cihazı birkaç tasarım kriterini yerine getirmelidir: Biyo uyumlu olmalı, uzun vadeli hücre viability'i teşvik etmeli, fibrozya ve protein felciye karşı direnmeye, kolay geri dönme veya değiştirilmesine izin vermeli ve tüm bu gereklilikleri aynı anda başarılı bir şekilde yerine getirilmelidir.

Encapsulation Cihazları

Encapsulation sistemleri mikroencapsulation ve makroencapsulation'a geniş ölçüde bölünmüşlerdir, her biri farklı avantajları ve sınırlamaları ile.

  • [FONT:0)Mikrokisülasyon:[Dönetici: 0) Bireysel acıklar veya küçük kümeler, genellikle 300-800 μm in çapında.Bu kapsüller kahverengi denizden elde edilen alginate hidrogelleri kullanıyor, genellikle kalsiyum veya baryum iyonları ile bağlantı kuruyor.
  • [FONT:0]Macroencapsulation:[Dönetici: [Dönetici:0][Döneticileri, boş fiberler, veya silindirik perdeler, tek bir implant içinde yüzlerce ila binlerce standart içerir. Makrodevices, alt kesimlerde cerrahi olarak implante edilir, omental veya intraperitoneal siteler, ve gerekirse tekrarlanabilir bir kanalda yeniden kullanılabilir.

Malzemelerdeki Son Gelişmeler

Biyomalzeme araştırmaları, enkapsülasyon teknolojisindeki gelişmelerin arkasında bir sürüş kuvveti olmuştur. Altın standart malzeme, alginate, biyokompatability artırmak ve yabancı vücut yanıtını azaltmak için kimyasal değişiklikler yoluyla rafine edilmiştir. Örneğin, triazole-modified alginatess with minimal endotoksim kirliliği yanıtını azaltan ve böylece ev sahibi olmayan primatlara karşı kapsül aşırı dozda direnmeye karşı direnmeye karşı çıkmak için gösterilmiştir.

Diğer polimerlerle birlikte alginate olan Hybrid malzemeler de traksiyon kazanıyor. Alginate-PEG covally bağlantılı mikrokapsules, implantı çevreleyen mekanik stabilite ve ince bir fibrotik kapsülü geliştirdi. Benzer şekilde, alginate-chitosan kompozitleri, tam olarak daha düzgün bir şekilde reflektif boyut dağılımı ve gelişmiş dayanıklılık yaratmak için membranlar oluşturmak için kullanılıyor.

Nanoteknoloji yeni avenues açıyor. Mesoffer silik nanopartiküller, immünekonomik veya anti-inflamatuar ilaçların sürekli olarak serbest bırakılmasını sağlamak için kapsülü hipoize etmek için kapsülü azaltılabilir.

Cihaz Tasarımında Yenilik

Malzemelerin ötesinde, enkapsülasyon cihazların fiziksel mimarisi, toplu taşıma, oksijenasyon ve ev sahibi vascula entegrasyonunda kritik kısıtlamalar ele almak için gelişti.

Oksijen Supply Systems

Islet hücreleri, insülin salgılamalarının son derece metabolik olarak aktif ve tüketilmesidir. Birkaç cihaz şimdi özel teslimat sistemlerinin daha yüksek olduğunu göstermiştir. Beta-O2'den gelen hava cihazı, alt segmentte yeniden doldurulmuş bir port ile, oksijen difüzyonu ciddi ölçüde kısıtlanmış, merkezi nekroziğe yol açıyor ve insülin salgılanabilir membranlar.

Vascularizasyon Stratejileri

Yeni tasarımlar, ev sahibi kanları yetiştirmeye veya cihazın etrafında büyütmeye teşvik eden, oksijen ve besinleri enkapsasyon hücrelere yaklaştıran bir makroenkapsiyon cihazı içeriyor.Incapsulation devices, örneğin, Sernova Hücresi Pouch, endotelyal bir kaplama cihazının dahil edilmesinde ve benzeri olmayan bir optik kontraksiyon cihazının eklenmesiyle birlikte, birkaç haftadan fazla vasküler hale getirilmesine izin verdi.

Anti-Inflammatory and Anti-Fibrotic Kaplamalar

Biyo uyumlu malzemelerle bile, yabancı vücut cevabı, implantın etrafındaki yoğun bir fibrotik kapsülün oluşmasına yol açabilir, glycoprotein CD47'yi yüzeye çıkarır ve bu cevabı aktif olarak bastırır. Örneğin, bana “tarafsız bir tabakanın bozulması ve yanlış olmayan modellere karşı, CD47'nin üzerindeki olumsuz etkilerinden vazgeçer.

Ayarlanabilir Permeability ve Smart Cihazları

Bir sonraki imarlık cihazları, hiperglycemia'ya yanıt vermede kullanılan "akıllı" özellikleri içerebilir. Örneğin, termoresponsive polimerler, normal bir şekilde geri dönüş yapmadan, bu kavramlar hala erken gelişime izin verebilirken, bu kavramlar enverasyonda potansiyel bir sıçramayı temsil ederler.

Preclinical and Klinik Progress

Yatak odasının yol, birkaç önemli kilometre taşı gördü. Encaptra cihazı ViaCyte'den tespit edilen, bu, dış damarlama membranı ile bir planlayıcı makroencapsulation formatına sahip olmayan, genetik işlemlere ilk giriş yaptı. İlk sonuçlar, kök hücreli hücrelerin tespit edilebilir bir şekilde salgılandığını gösterdi.

Beta-O2'nin LRAir cihazı daha sağlam sonuçlar göstermiştir, birkaç hasta insülin gereksinimlerine ulaşırken, günlük oksijen dolumları gerektiren albeit, Avrupa'daki faz I/II denemeleri değerlendirildi ve gelişmiş oksijen kapasitesi olan bir takip cihazı geliştiriliyor.Bu arada Sernova Hücre Pouch implantları ile birlikte test ediliyor ve son zamanlarda, Pentexs'ten kök hücreli ilaç kullanan cihazlarla birlikte, Vertexs'ten alındı.

Mikroencapsulation için, Diatranz Otsuka (şimdi Yaşayan Hücre Teknolojileri), triazole modifikasyonlarla klinik çalışmalar yapmış, teşvik edici sonuçlarla test edilmiştir - bazı hayvanlar immünoterapist olmadan 200 gün boyunca etkili bir şekilde değerlendirildi.

Future Yol ve Challenges

Önemli ilerlemeye rağmen, birçok zorluk, daha önce ortaya çıkan kapsülün üstesinden gelmek zorunda olmalıdır.Bu, ko-deli anti-brotik ajanlar, daha düşük enflamatuar ton (örneğin, omurtluk) ile implantasyon siteleri seçimi, genetik olarak değiştirilmiş kök hücrelerden elde edilen bağışıklık-değer hücrelerin kullanımı.

Oksijen tedariki, dış oksijen teslimatlarının işe yaradığını gösteren cihazlarla birlikte, günlük geri yüklemeler için ihtiyaç pratik bir sınırlamadır. Araştırmacılar implantasyon sırasında cihazın boşluğuna inen cihazlara veya elektrokimya su-splitting katmanlarına sahip olabilirler, ancak bu yaklaşımlar klinik hazırlıklardan yıllar sonradır.

Scalability ve üretim tutarlılığı ticari başarı için de önemlidir. Milyonlarca mikrokapı veya yüzlerce makrodevices'yi üniformalı özellikler ve sterillik, in vitro mühendisliği meydan okumasıdır.Prodüksiyonlar ve akış tabanlı enkapsülasyon sistemleri hemen önce nakilden önce yüklenebilir.

Daha ileri bakmak gerekirse, immünmodulatory stratejileri ile enkapsülasyon kombinasyonu, örneğin düzenleyici T hücreleri veya mesenchymal stromal hücrelerle ilgili olarak, herhangi bir fiziksel bariyer için gerekli olan bir tolerojenik mikroenvironment oluşturabilir, ancak bu teknoloji olgunları daha fazla korumanın en pratik yaklaşımı, immünoterapi olmadan korunmak için devam eder.

Nihai hedef tamamen işlevsel, yeniden kullanılabilir ve uzun süreli hücresel tedavi, günlük insülin veya immüneoterapi yükü olmadan normalleştirilmiş olan şeker seviyelerinin yükünün düşmesidir. Burada açıklanan gelişmeler bizi bu hedefe daha da yaklaştırır ve birkaç ürün devam eden yatırım ve disiplinler arası işbirliği ile birlikte, enkapsasyona bağlı olarak transplantasyonlar önümüzdeki on yıl içinde diyabet bakımının alanını değiştirebilir.