بازسازی استخوانی درون غضروفی مبتنی بر زیست مواد: یک جابجایی از پارادیم های متداول مهندسی بافت به سمت استراتژی های الهام گرفته از شرایط تکوینی

تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 12 فروردین 1399 | امتیاز: Article Rating

نیاز فوری و بالینی به یک جایگزین برای استفاده از پیوندهای اتولوگ برای تعداد فزاینده ای از روش های پیوند استخوان است که سالانه انجام می شوند. در این جا ما یک رویکرد الهام گرفته از تکوین را برای مهندسی بافت استخوان توصیف می کنیم که روی استفاده از زیست مواد به عنوان پلت فرم هایی برای شبیه سازی فرایند استخوان سازی درون غضروفی عمل می کند. برای شروع، ما رویکردهای مبتنی بر زیست مواد متداول را برای مهندسی بافت توصیف می کنیم که به عنوان روش هایی برای پیشبرد بازسازی درون تنی غضروف بررسی شده اند که از جمله آن ها می توان به استفاده از داربست های زیست تقلید سه بعدی، انتقال فاکتورهای رشد و پروتئین های نوترکیب و مهندسی برون تنی بافت های شبه استخوانی معدنی شده اشاره کرد. بعد از آن، ما برخی از مشکلاتی که بوسیله رویکردهای متداول مهندسی بافت با آن ها مواجه هستیم و ممکن است با تعدیل مسیر درون غضروفی تا ترمیم استخوان برطرف شوند را نشان می دهیم و به این منظور، ما زیست مواد متنوعی که می توانند در ترکیب با سلول ها و فاکتورهای پیام رسان برای مهندسی گرافت های غضروفی هایپرتروف استفاده شوند و قادرند تشکیل استخوان درون غضروفی را پیش ببرند، ارزیابی می کنیم. در نهایت، ما روندهای نوظهور در رویکردهای مبتنی بر زیست مواد را برای بازسازی استخوان درون غضروفی مانند مهندسی الگوهای از نظر آناتومیک شکل گرفته برای مهندسی بافت استخوان و استخوان-غضروف و ساخت سازه های تقویت های از نظر مکانیکی تقویت شده با استفاده از فناوری های زیست پرینت سه بعدی نوظهور و تولید داریست های فعال شده بوسیله ژن را ارزیابی می کنیم که ممکن است این زمینه را به سمت هدف نهایی بازسازی موفقیت آمیز استخوان در بالین تسریع کند.

Mater Today Bio. 2019 May 31;3:100009. doi: 10.1016/j.mtbio.2019.100009. eCollection 2019 Jun.

Biomaterial-based endochondral bone regeneration: a shift from traditional tissue engineering paradigms to developmentally inspired strategies.

Sheehy EJ1,2,3Kelly DJ1,2,4,3O'Brien FJ1,2,4,3.

Author information

Abstract

There is an urgent, clinical need for an alternative to the use of autologous grafts for the ever increasing number of bone grafting procedures performed annually. Herein, we describe a developmentally inspired approach to bone tissue engineering, which focuses on leveraging biomaterials as platforms for recapitulating the process of endochondral ossification. To begin, we describe the traditional biomaterial-based approaches to tissue engineering that have been investigated as methods to promote in vivo bone regeneration, including the use of three-dimensional biomimetic scaffolds, the delivery of growth factors and recombinant proteins, and the in vitro engineering of mineralized bone-like tissue. Thereafter, we suggest that some of the hurdles encountered by these traditional tissue engineering approaches may be circumvented by modulating the endochondral route to bone repair and, to that end, we assess various biomaterials that can be used in combination with cells and signaling factors to engineer hypertrophic cartilaginous grafts capable of promoting endochondral bone formation. Finally, we examine the emerging trends in biomaterial-based approaches to endochondral bone regeneration, such as the engineering of anatomically shaped templates for bone and osteochondral tissue engineering, the fabrication of mechanically reinforced constructs using emerging three-dimensional bioprinting techniques, and the generation of gene-activated scaffolds, which may accelerate the field towards its ultimate goal of clinically successful bone organ regeneration.

PMID: 32159148
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان