بخشی از مقاله
ساختار پوست
ساختار آنالوگ های ECM که فعالیت احیاء را در هر حالت انجام می دهد توسط انجام ددن مطالعات گستردة حیوانات با مدل های قابل فهم از فقدان عضو، یا پوست، ملتحمه چشم، یا ازا عصاب جلدی تعییین شده. احیاء خوبخود این اعضاء در مدل های حیوانی مشاهده نمی شود. بنابراین احیاء مشاهده شده باید در حضور این داربستها القاء شده باشد.
فعالیت آنالوگECM که احیاء پوست را براساس انتخاب میزان GAC / کلاژن انتخاب یک درجة بالا و انتخاب میزان افزوده شده القاء کرده. تفاوت های ساختاری مشخص بین آنالوگ ECM که احیاء پوست را القاء می کند و آن چیزی که احیاء عصب را موجب می شود گزارش شده بود. به هر صورت الگوی احیاء درمی برای احیاء ملتحمه چشم کافی بود یک کشف جالب این بود که آنالوگهای ECM که تحت تأثیر ساختارهایی با مشخصات بیرون از میزان مشاهد شده قرار گرفتند بطور جدی فعالیت احیاء یا فعالیت بدون تشخیص را در مدل حیوانی موردنظر کم کرده بودند( شکل 14-12)
وابستگی یک فعالیت احیاء آنالوگ ECM به ساختارش پیشنهاد می دهد که شبکه ماکرومولکولی پرزهای بلند بعنوان آنالوگ شبه جامدی از یک آنزیم رفتار می کند( شکل 1.4) آنزیم های کاتالیت های پروتئین هستند که واکنش شیمیایی را در زمان باقی ماهند بدون تغییر در طبی واکنش تسریع می کنند. فعالیت آنزیم ها بستگی به خصوصیت شکل سه بعدی آنها دارد. حتی تنوعات در ساختار مثل آنهایی که تبدیل به یک واکنش یا یک انتقال فیزو شیمیایی می شوند معمولاً به فقدان مشخصی از فعالیت آنزیمی منجر می شوند.
الگوهایی احیایی موجب ترکیب بافت و اندام( عضو) دردو مرحله می شوند. ابتدا الگو محل ناتومی جراحت را می بندد. مرحله بستن در یک محل آناتومی مجروح شده یک اتفاق است که بوضوح در طی اولین هفته پیوند انجام شده آشکار می شود. در پایان این مرحله هر یک از دو نمونه های احیاء بدون تغییر باقی مانده اند در حالیکه سلولها از محل مجروح به سمت
ساختار پرزی شکل مهاجرت کرده اند و به لیگاندها روی سطح آن جهش یافته اند علامت با دیدگاهی که نمونه در طی ترکیب ترفیع می یابد سازگار است و دومین مرحله است که به سمت احیاء سوق می یابد. درطی این عملیات مرحله بلوکه کردن نمونه آشکار می شود که بعنوان یک کاتالیت منفی عمل می کند یک جایگزینی که تمرکز را بدون تن دادن به یک تناوب مجزا در طی مراحل را نشان می دهد در این نمونه آنالوگ نمونه عالی یک آنزیم سلول پیچیده توسط محدودکرن(محصور کردن) نقصهای سلول روی لیگاندرهای مبدأ فرم داد. محلهای فعال از این آنزیم هیپوتیتکال محلهای محصورشده داربست سلول هستند. محلهای محصورشدة داربست فیبروبلاست در طی مطالعات اخیر تعیین شده اند.
در ک افزودة مکانیسم توسط آنالوگ های ECM مطلق و کامل موجب احیاء اعضاء با همدیگر و با تأثیرشان و یک توافق قوی در عملکرد مطالعات آینده از ترکیب بافت ها اعضاء in vivo بیشتر ز in vitro می شود.
برای مهندسی بافت
1- مقدمه
هیدروژل های پلیمر ی هیدروفیلیک اتصال عرضی هستند که شامل اندازه های زیادی از آب بدون انحلال هستند. آنها کاندیداهای جالبی برای کاربردهای مهندسی بافت هستند بخاطر قابلیتشان در پرکردن بی قاعده بافت شکل گرفته شده و اجازه انجام مراحلی مثل جراحی های آرتروسکوپی و آسانی بکارگیری سلول ها یا عوامل بیواکتیو هیدروژل ها میتوانند از پلیمر های طبیعی با ترکیبی ساخته شوند و اتصال عرضی در بعضی از مسیرها برای پیشگیری از انحلال پلیمرها داشته باشند. بیشتر پلیمرهای ترکیبی مطالعه شده برای مهندسی بافت
پلی(اتیلن گلیکول)(PEG )، پلی( وینیل الکل)( PVA )پلیمر های آکریلیک ومشتقات آنها هستند. پلیمرهای مشتق شده بطورطبیعی( ماکرومولکول ها) بیشترین استفاده را بعنون داربست های هیدروژل در مهندسی بافت دارند و شامل hyaluronate, alginate کلاژن و مشتاتشان هستند. این بخش بطور خلاصه مواد زیستی alginate استفاده آنها در مهندسی بافت و دیگر ارتباط نزدیک کاربردهای بیودارویی را مرور می کند.
11- منابع ساختارها و خصوصیات
Alginate می تواند از جلبک های دریایی معین بدست بیاید یا توسط بعضی از باکتریها تولید شود. آگلینات بدست آمده از جلبک قهوه ای اولین چیزی بود که توسط یک شیمیدان بریتانیایی(Eccstanford ) در اوایل سال 1881 گزارش شد در حالیکه آلگینات میکروبی اولین مورد کشف شده بود که بیش از 80 سال بعد از آن توسط Liker و جونز کشف شد. برای بدست آوردن ارزش محصولی بالاتری از آلگینات که منابع باکتری دارند، منابع اولیه مواد آلگینات تجارتی امروزه گونه های متفاوتی از جبلک قهوه ای هستند. گونه های خاص برای تولید
آلگینا، آسکوفیلا، لامینارریا و ماکروسیستوس هستند طبقث مروری که توسط ساترلند انجام شد.بازار جهانی آلگینات حدود 000/30 تن می باشد. در حدود 50 درصد از آلگینات درصنایع غذایی بعنون عوامل امولسیونی و پف کردنی استفاده می شوند. برا ی مثال آلگینات استفاده می شود در بستنیها، کاستاردیهای یخ زده ، مخلوط های کیک و کرم و آبمیوه ها و بسیاری چیزهای دیگر. آلگینات در صنایع کاغذسازی هم برای بهبود خصوصیات سطحی استفاده می شود در بهسازی آب جهت افزایش اندازه در صنعت بعنوان مواد افزودنی و در فرمولهای متفاوتی در لوازم آرایش و صنایع دارویی استفاده می شود.
اسیدآلگینیک یک خانواده از کویولی مرهای خطی از اتصال -4 و 1 اسید مانورونیک و اسید گلورونیک از ترکیب متنوع و ساختارهای منظم می باشد( شکل 2.1). قابلیت ژلاتینی خصوصیات مکانیکی و دیگر خصوصیات فیزیکی این پلی ساکارید طبیعی بستگی به ساختارهای ترتیبی و فیزیکی آن دارد. بخشهای M,G اپی مرهای هستند که فقط در شکلشان متفاوتند. عقیده براین است که پلیمر ها ابتدا بعنوان پلی( اسیدمانوریک) و بعضی ا ز بخشهای M ترکیب می شوند و به بخشهای G و تبدیل می شوند. آلگینات بدست آمده از گونه های متفاوت جلبک ترکیبات متفاوتی دارد. برای مثال آلگینات بدست آمده از لپریر آL میتواندشامل محتوای G باندازه 75% باشد. الگینات بدست آمده از پیریفراM شامل یک محتوای G به اندازه 39% و آلگینای بدست آمده از نودوسوم A می تواند شامل یک محتوای G کمتر از 10% باشد.
ژلاتین آلیگنات براساس میزان اسیدآلگینیک به سمت یونهای معین و قابلیت اتصال این یونها بطور انتخابی و کاربردی می باشد. محتوای G و ساختار ترتیبی آن بطور مشخصی خصوصیات مکانسیم ژلتأثیر می گذارد. بنابراین ارتفاع بلند تر بلوک G مقاومت چسبندگی و میزان ساختار و خصوصیات مکانسیم ژل تأثیر می گذارد بنابر این ارتفاع بلندتر بلوک G مقاومت چسبندگی و میزان ساختار و خصوصیات مکانیسم ژلهای آلگینات را افزایش میدهد. توجه به این نکته ارزش دارد که محققان بسیاری عقیده دارند که بلوک های M.MG از آلگینات بطور غیرمفیدی پاسخگویی و رشد بالای فیبروتیک را از کپسول های آلگینات in vivo کاهش میدهد. به هر صورت مطالعات اخیر به نظر می آید که موافق نیستند و نشان می دهند که پاسخ در مقابل محتویات آلگینات بطور اشتباه بعنوان یک پاسخ در مقابل M بیان شده است.
برای ژل های آلگینات اتصال عرضی یونی علاوه بر ترکیب و ساختار ترتیبی آلگینات نوع اقدام اتصال عرضی هم مهم است. برای مثال انعطاف ناپذیری ژل آلگینات با استفاده از این معادلات عمومی و یا پیروی ازهمان منظور با یک استثناهایی مثل قابل حمل است.به هر صورت باقیمانده های از کاتیون برای فرمولبندی آلگینات در کابردهای بیومدیکال استفاده می کند. زیرا در مقادیر زیادی دربدن انسان وجود دارد و بعنوان یک قابل پیوند زیستی مورد ملاحظه می باشد ژل آلگینات کلسیم هم حساسیت بالایی به عوامل ژلاتینی مثل فسفاتها
سیترات، EDTA ، لاکتلت دارد. آنها توسط کاتیو های ضدژلاتینی مثل ضعیف می شوند. علاوه بر ژلهای یونی، اسید آلگینیک میتواند ژل های آلگینات مقاوم تر ممکن است توسط کووالانت اتصال عرضی و ترکیب کاربردی کربوکسیل بدست بیایند. به هر صورت اتصال عرضی شیمیایی معمولاً برای سلولهای سمی هستند و برای بکارگیری سلول مناسب نیستند.
از آنجائیکه آلگینات ها در یک تنوع وسیعی از کاربردهای بیومدیکال شامل مهندسی بافت استفاده شده اند ASTM راهنمای استانداردی را برای مشخص کردن و آزمایش کردن مواد آلگینات نشان داده شده برای اینچنین کاربردهای( استاندارد ASTM 2064 F ) بیان کرده است.
3- کاربردهای بیومدیکال متنوع
.A ارسال دارو
آلگینات بطور گسترده ای برای ارسال دارو استفاده می شود. قرصها و کپسولها بیشترین دوز آنرا استفاده کرده اند آلگینات سدیم بعنوان یک عامل چسبندگی قرص استفاده شده است. در حالیکه اسیدآلگینیک بهعنوان یک فروپاش قرص در قرصهای کمپرس شده برای بخش شد دارو به صورت فوری استفاده می شود. آلگینات بعنوان پوششی برای دستیابی به یک انتشار آرام دارو استفاده می شود. لایة آلگینات می تواند بعنوان یک مرزی جهت کاهش میزان انتشار ترکیبات دارویی کمک کند.
سیستم های انتشار کنترل شده برای فرستادن دارو در سالهای اخیر پیشرفت کرده است. این سیستم ها برای دستیابی به پروفایل های انتشار قابل تولید بطور جنبشب و معینی از ترکیبات دارویی طراحی شده اند. برای اینچنین کاربردهای آلگینات اساساً در سیستم های ارسال کنترل شده انتشار استفاده می شود. این سیستم ها می توانند بعنوان سیستم اعضایی و سیستم های مبدأیی مشخص می شوند. در سیستم های اعضایی الگینات فرمول دارو( در مدل جامد، سوسپانسیون یا در یک محلول) در یک قسمتی دارو کپسول می شوند. پروقال های انتشار از دارو توسط قابلیت اعضاء آلگینات کنترل می شود. برای چنین سیستم هایی( کپسول های آلگینات) ضخامت عضوی می تواد بعنوان یک متغیر برای کنترل میزان انتشار و جنبش های صفر که اغلب قابل دستیابی هستند استفاده شود.
در سیستم مبدأ دارو به چند صورت هموژنیزه در یک مواد آلگینات پخش می شود یا بعنوان میکروسفرهاف نانوسفرها، یا قرصهایی سنتی پخس می شود. وقتی این سیستم ها به یک میان یا جریان بدن فرستاده می شوند، دارو توسط مکانسیم انتشار پخش می شود. به هر صورت اغلب بیشتر از یک مکانیسم ساده انتشار عمل می کند زیرا در یک سیستم مایع حل می شود تحت شرایط معینی حلال ممکن است بحساب بیاید که جنبشهای انتشار را انجام می دهد. اینجا چگالی اتصال عرضی رل مهمی را بازی می کند و اغلب برای کنترل مشخصات انتشار مورد استفاده می باشد. باید به این موضوع توجه شود که متدولوژی های استفاده شده در انتشار کنترل شده و درمانهای ژنی بطور افزاینده ای درکاربردهای مهندسی بافت پیشرفته استفاده می شوند.
.B کپسول کردن کوچک
جداسازی ایمنی زمینه مهم دیگری در آلگینات هی متفاوت است که مواد اولیه موردنظر بوده اند. جداسازی ایمنی محصورسازی آلوژنیک یا اگزوژنیک سلولها یا بافتها در یک سیستم اعضایی یا مبدأ بمنظور حمایت کردن از آنها دارند بازگشت امینی است. کاربردهایی می تواند درفرم پیوندها با طرحهای همکاری وجود داشته باشد این تکنولوژی خصوصیتی دارد که سیستم های مبدأیی و عضوی را که وزن مولکولی تعیین شده خوبی دارند یا اندازه خوبی دارند را قابل مطالعه می کند. مواد باید به مواد مغذی و اضاف های متابولیک اجازه دهند در میان سلولهای کپسوله شده با بافت های کپسوله شده زنده و کاربردی باقی بمانند. آنها باید به مولکولهای درمانی اجازه بدهند توسط سلول ها یا بافت های کپسوله شده تولید شوند و در انتشار بعنوان اعضاء بیوهیبرید عمل کنند به هر صورت آنها مجبورند سلول های مؤثر ایمنی و آنتی بادیهای میزبان از ورود پیوند ها دربر گیرند.
Sun ,Lim استفاده از آلگینات را بعنوان یک ماده میکروکپسول شده برای استفاده دردیابت هموستازی گلوکز باقی مانده با استفاده از آلوژنیک کپسول شده نشان دادند. سپس مقالات بسیاری توسط محققان مختلفی منتش شد که شامل استفاده از آلگینات اتصال عرضی برای کپسوله کردن سلول بود. اگرچه انواع بسیاری از تنوعات مرحله کپسوله کردن وجود دارند، مرحله اصلی خارج کردن سدیم یا پتاسیم حلال آلگینات و ریختن آن در یک حلالی است که شامل یونهای چندگانه است که می تواند با گروههای کربوکسیل آلیگنات برای سرعت دادن به شکل گیری ژل واکنش بدهد. در مرحلة اصلی توسط Lim, Sun ژل آلگینات کلسیم شکل گرفته با پلی(L – لیزین) پوشیده شده برای مقاوم کردن ساختار و ژل مقاوم شده با
استفاده از سیترات سدیم و بهینه سازی سلول بکار برده شود. با بکاربردن این میکروکپسولها با آلگینات اضافی و حلالهای پلی( لیزین – L )، دیواره های دوبل یا حتی ساختارهای چندلایه ای می تواند برای مقاوم کردن سلول به دست بیاید. سایز حباب ژل بین است . ب هر صورت مطالعات اخیر با استفاده از حبابها ( دانه های) بزرگتر( 2تا 6 mm در ضخامت) بدون پوشش پلی( لیزین L )نشان داده شده اگر چه مکانیسم ها فهمیده نشدند علاوه بر انتشار کنترل ده و میکروکپسول کردن سلول ها، آلگینات در یک میزان گسترده ای از کاربرده های بیومدیکال دیگر، مثلب پوشاندن جراحت درمانی ژنی استفاده می شود.
