Инженерия мышечной ткани - Muscle tissue engineering - Wikipedia

Инженерия мышечной ткани является подмножеством общего поля тканевая инженерия, который изучает совместное использование клеток и каркасов для создания терапевтических тканевых имплантатов. Основная мотивация инженерии мышечной ткани заключается в лечении состояния, называемого объемной потерей мышечной массы (VML). VML может быть вызван различными травмами или заболеваниями, в том числе: общая травма, послеоперационные повреждения, рак абляция, врожденные дефекты, и дегенеративная миопатия.[1]

Несмотря на то что мышца содержит популяцию стволовых клеток, называемую спутниковые ячейки которые способны регенерировать небольшие мышечные травмы, повреждение мышц при VML настолько велико, что подавляет естественные регенеративные способности мышц. В настоящее время VML лечат через аутологичный мышечный лоскут или трансплантат, но с этой процедурой связаны различные проблемы. Заболеваемость донорским участком, недостаток донорской ткани и недостаточная васкуляризация - все это ограничивает способность врачей адекватно лечить ВМЛ.[1] В области инженерии мышечной ткани предпринимается попытка решить эту проблему путем создания функциональной мышечной конструкции, которую можно использовать для лечения поврежденной мышцы, вместо того, чтобы извлекать аутологичный мышечный лоскут из других частей тела пациента.

Мышцы - это естественно выровненный орган с отдельными мышечными волокнами, упакованными вместе в более крупные единицы, называемые мышечные пучки.[2] Одноосное выравнивание мышечные волокна позволяет им одновременно сжиматься в одном направлении и должным образом распространять силу на кости через сухожилия. Основным направлением инженерии мышечной ткани является создание конструкций, обладающих функциональностью собственных мышц и способностью сокращаться. С этой целью чрезвычайно важно выравнивание тканевой инженерной конструкции. Было показано, что клетки, выращенные на субстратах с сигналами выравнивания, образуют более прочные мышечные волокна.[3] Несколько других критериев проектирования, учитываемых в инженерии мышечной ткани, включают пористость каркаса, жесткость, биосовместимость и временную шкалу деградации. Жесткость основания в идеале должна быть миогенный диапазон, который, как было показано, составляет 10-15 кПа.[4]

Функциональный анализ тканевой мышечной конструкции важен для демонстрации ее потенциала в регенерации мышц. Для оценки тканевой инженерии мышечной конструкции обычно используются различные анализы, включая иммуногистохимия, ОТ-ПЦР, электростимуляция и результирующая размах Напряжение, растровый электронный микроскоп визуализация и реакция in vivo.

Рекомендации

  1. ^ а б ВанДусен К.В., Сиверуд BC, Уильямс М.Л., Ли Дж.Д., Ларкин Л.М. 2014. Разработаны единицы скелетных мышц для восстановления объемной потери мышц в передней большеберцовой мышце крысы. Тканевая инженерия. Часть A 20 (21-22): 2920.
  2. ^ Шаффер Ф. и Неблетт Р. 2010. Практическая анатомия и физиология: система скелетных мышц. Биологическая обратная связь 38 (2): 47.
  3. ^ Чой Ю.С., Винсент Л.Г., Ли А.Р., Кретчмер К.С., Чирасатицин С., Добке М.К., Энглер А.Дж. 2012. Выравнивание и слияние стволовых клеток, полученных из жировой ткани, на механически структурированных матрицах. Биоматериалы 33 (29): 6943.
  4. ^ Чой Ю., Винсент Л.Г., Ли А.Р., Добке М.К., Энглер А.Дж. Механическое получение функциональных мышечных трубок из стволовых клеток, полученных из жировой ткани. Биоматериалы, 2012. 33: с. 2484-2491.