Məlumat

İnsan bədəninin hər hansı bir yerində (toxuma, kapilyar, şiş mikromühiti və s.) ən yüksək qlükoza konsentrasiyası (mM ilə) nədir?

İnsan bədəninin hər hansı bir yerində (toxuma, kapilyar, şiş mikromühiti və s.) ən yüksək qlükoza konsentrasiyası (mM ilə) nədir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Qanda qlükoza səviyyəsi yeməkdən sonra təxminən 5 mM və ya 10 mM təşkil edir. Kapilyarlarda bu səviyyələr təxminən 40% yüksələ bilər. Mən toxumalarda və ya hüceyrədənkənar boşluqlarda qlükoza konsentrasiyasının ölçülməsini tapmadım. Maraqlıdır, insan bədəninin hər hansı bir yerində ən yüksək qlükoza konsentrasiyası nədir?


Qanda qlükoza konsentrasiyası yüksək səviyyədə tənzimlənən bioloji dəyişəndir. Şəxsi laboratoriya təcrübəsinə əsasən, sağlam, şəkərli diabeti olmayan bir insanın qanında qlükoza səviyyəsini təxminən 6,5-7 mM (yəni 120-130 mq/dl) üzərində yüksəltmək çox çətindir. mənim ən yaxşı təxmin bədəndə ən yüksək qlükoza konsentrasiyasının ola biləcəyi yer yüksək karbohidratlı yeməkdən sonra bağırsaqları boşaltan qaraciyər portal venasında. Qlükoza konsentrasiyası, ehtimal ki, prandial vəziyyətdə və ya başqa sözlə, karbohidratlar (yəni qida) həzm edildikdə və mədə-bağırsaq traktında sorulduğunda ən yüksəkdir. Bir çox sadə və/və ya mürəkkəb karbohidratlar həzm olunaraq qlükozaya çevrilir və mədə-bağırsaq traktından sorulur. Qlükoza udulduqdan sonra venoz mezenterik dövrəyə daxil olur və sonra qaraciyər portal dövriyyəsinə axır. Bu, yüksək konsentrasiyalarda qlükoza və pəhriz qidalarından olan amin turşuları kimi digər birləşmələrin qaraciyər tərəfindən "tamponlanmasına" imkan verir.

Bunun ən yüksək qlükoza olduğunu nümayiş etdirmək üçün ciddi sübutum yoxdur, amma düşünürəm ki, bu, yəqin ki, yaxşı bir təxmindir. Portal venada qan qlükoza konsentrasiyasını ölçmək təbii olaraq çətindir - əsasən yemək zamanı anatomik olaraq bu yerə çatmaq çox çətindir. Köpək, ehtimal ki, bu növ metabolik tədqiqatlar üçün ən çox istifadə edilən heyvandır, çünki kateterlər periferik venoz və arterial qan dövranına, həmçinin portal vena və qaraciyər damarlarına yerləşdirilə bilər. qaraciyər.

Bu sahədə ən əhatəli işlərdən bəzilərini edən Cherrington və həmkarları tərəfindən edilən bir sıra əvvəlki tədqiqatlar tez-tez qaraciyərdə qlükoza konsentrasiyasını və qan axını sürətlərini ölçür. Belə bir kağızda sərbəst mövcuddur etibarən Amerika Fiziologiya Jurnalı tərəfindən Abumrad və b (1982) başlıqlı, "Şüurlu itdə qlükoza yükünün udulması və yerləşdirilməsi" Şəkil 1 ~40 qram oral qlükoza yükü verilən bir qrup itin portal venasında orta plazma qlükoza konsentrasiyası 250 mq/dl (yəni ~ 14 mM) bölgəsindədir. Bunlar başqa cür sağlam itlər idi və sağlam insanlar kimi mən qlükoza konsentrasiyasının çox da artmayacağına mərc edərdim. Təsəvvür edə bildiyiniz kimi, yüksək periferik qlükoza konsentrasiyasına malik diabetli bir şəxsdə portal vena konsentrasiyasının daha yüksək olacağı gözlənilir. Başqa bir savadlı təxmin nə qədər yüksəkdir - həddindən artıq sonda bəlkə də 100-200 mq / dl daha yüksəkdir (açıqca patoloji).

75 qramlıq oral qlükoza tolerantlıq testindən keçən sağlam bir insanda (yəni diabeti olmayan) mən təsəvvür edə bilmirəm ki, portal qlükoza 300-400 mq/dl-dən (və ya 16,5-18 mM) yuxarı qalxacaq. Ancaq yenə də - bu rəqəmlər sadəcə savadlı təxminlərdir. Budur yəqin ki bədənin hər hansı bir yerində ən yüksək qlükoza konsentrasiyası. Bundan əlavə, diabetik xəstələrdə qlükoza konsentrasiyasının bir qədər yüksək olacağı gözlənilir, çünki dövran edən qlükoza bir qədər yüksək ola bilər, lakin çox güman ki, çox deyil (mütləq böyüklük sırası deyil).


İnsan bədəninin hər hansı bir yerində (toxuma, kapilyar, şiş mikromühiti və s.) ən yüksək qlükoza konsentrasiyası (mM ilə) nədir? - Biologiya

Hidrogellər toxuma strukturunun bir çox aspektlərini təqlid etmək üçün hazırlana bilən yumşaq biomateriallardır.

Hidrogel yara sarğı və ya biotikiş kimi yapışdırıcılar şəklində hazırlana bilər.

Hidrojellər terapiya və ya toxuma bərpası üçün hüceyrələri bədənə çatdırmaq üçün platformalardır.

Toplu formada olan hidrogellər və ya nəqliyyat vasitələrinə daxil edilən nano-hidrogellər xərçəng müalicəsi üçün antikor əsaslıdan hüceyrə əsaslıya qədər immunoterapiya verə bilər.

Hidrojellər terapevtiklərə qədər geniş diaqnostik diaqnostikanı idarə etmək üçün bio-ruhlandırılmış geyilə bilən və ya implantasiya edilmiş cihazlar üçün əsas yarada bilər.


NORMAL ANJİOGENEZ

Yetkinlərin damar quruluşu ilkin olaraq embrionda vaskulogenez yolu ilə yaranan qan damarları şəbəkəsindən əmələ gəlir, bu proses vasitəsilə damarlar angioblastlar adlanan endotel hüceyrə prekursorlarından de novo əmələ gəlir (202). Vaskulogenez zamanı angioblastlar çoxalır və birincili kapilyar pleksus kimi tanınan ibtidai damarlar şəbəkəsinə birləşir. Vaskulogenez tərəfindən yaradılan endotel hüceyrə qəfəsi daha sonra angiogenez üçün bir iskele kimi xidmət edir.

Birincili kapilyar pleksus əmələ gəldikdən sonra, angiogenez prosesində əvvəlcədən mövcud olanlardan yeni damarların cücərməsi və budaqlanması ilə yenidən qurulur. Ən normal angiogenez embrionda baş verir, burada ilkin damar ağacını, eləcə də böyüməkdə olan və inkişaf edən orqanlar üçün adekvat damar sistemi yaradır (73). Angiogenez yetkinlərdə yumurtalıq dövrü zamanı və yaraların sağalması kimi fizioloji təmir proseslərində baş verir (123). Bununla belə, yetkin damarlarda endotel hüceyrələrinin çox az dövriyyəsi baş verir (48).

Yeni əmələ gələn mikrodamarların yetişməsi və yenidən qurulması Şəkil 1-də ümumiləşdirilmiş mikrodamarda (124) bir neçə müxtəlif proseslərin koordinasiyası ilə həyata keçirilir. Yeni qan damarlarının cücərtilərinin əmələ gəlməsi üçün əvvəlcə budaqlanan damardan mural hüceyrələri (perisitlər) çıxarmaq lazımdır. Endotel hüceyrələrinin bazal membranı və hüceyrədənkənar matris daha sonra matris metalloproteinazaları (161) kimi xüsusi proteazlar tərəfindən parçalanır və yenidən qurulur və stromal hüceyrələr tərəfindən sintez edilən yeni matris daha sonra qoyulur. Bu yeni matris həll olunan böyümə faktorları ilə birlikdə endotel hüceyrələrinin miqrasiyasını və çoxalmasını təşviq edir. Kifayət qədər endotel hüceyrə bölgüsü baş verdikdən sonra endotel hüceyrələri bir təbəqədə tutulur və boruya bənzər bir quruluş meydana gətirir. Mural hüceyrələr (mikrodamarlarda perisitlər, daha böyük damarlarda hamar əzələ hüceyrələri) endotelin abluminal səthinə toplanır və perisitlərlə örtülmüş damarlar geriləyir. Sonra yeni damarda qan axını qurulur.

Şəkil 1.Fizioloji angiogenezin mexanizmləri. Normal angiogenez bir neçə müstəqil prosesin koordinasiyasından asılıdır. Perisitlərin endoteldən çıxarılması və angiopoietin-2 (Ang2) tərəfindən damarın destabilizasiyası (1) endotel hüceyrələrini sabit, böyüməsi dayandırılmış vəziyyətdən plastik, proliferativ fenotipə keçir. Damar endotelinin böyümə faktoru (VEGF) ilə bağlı hiperkeçiricilik (2) proteazların və matriks komponentlərinin qan dövranından lokal ekstravazasiyasına imkan verir. Endotel hüceyrələri çoxalır (3) və miqrasiya edir (4) yenidən qurulmuş matris (5) və sonra qan axması üçün borular əmələ gətirir (6). Mezenximal hüceyrələr çoxalır və yeni damar boyunca miqrasiya edir (7) və yetkin perisitlərə (8) diferensiallaşır. Endotel hüceyrə sükunətinin yaradılması, hüceyrə-hüceyrə əlaqələrinin gücləndirilməsi və yeni matrisin işlənməsi yeni damarı stabilləşdirir (9). TGF-β, transformasiya edən böyümə faktoru-β FGF, fibroblast böyümə faktoru EGF, epidermal böyümə faktoru PDGF, trombositdən əldə edilən böyümə faktoru TNF-α, şiş nekrozu faktoru-α a, arteriol v, venule. [Hughes və başqalarından uyğunlaşdırılmışdır. (108a).]

Normal şəraitdə angiogenez sıx tənzimlənmə altında yüksək nizamlı bir prosesdir, çünki o, damar şəbəkəsini yalnız böyüyən toxumaların tələbləri ilə tələb olunan dərəcədə bölmək və yaymaq üçün bir təbəqədə sakit endotel hüceyrələrini induksiya etməyi tələb edir. Angiogenezə müsbət və mənfi təsir göstərən bir çox amillər həll olunan polipeptidlər, hüceyrə-hüceyrə və hüceyrə-matris qarşılıqlı təsirləri və hemodinamik təsirlərdir. Bu siqnallara vasitəçilik edən həll olunan böyümə faktorları, membrana bağlı molekullar və mexaniki qüvvələr Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir və onların normal angiogenez mexanizminə töhfələri baxımından aşağıda müzakirə olunur.

Cədvəl 1. Normal angiogenezi tənzimləyən amillər

vWF, von Willebrand faktoru VSMA, damar hamar əzələ aktin bütün digər təriflər üçün mətnə ​​baxın.


ŞİŞ PERFUZİYASI—METOLAR VƏ NƏTİCƏLƏR

Perfuziya şiş mikromühiti haqqında anlayışımız üçün mərkəzidir. Perfuziya qida maddələrinin (ilk növbədə oksigen və qlükoza), onların şiş parenximasına yayılmasını və konveksiyasını (limfatik damarlar işləkdirsə) və tullantıların çıxarılmasını əhatə edən mürəkkəb bir prosesdir. Şişlərin perfuziyası zamandan asılı olaraq ekzogen və ya endogen kontrastın çatdırılması, kontrast agentləri və spin etiketləməsi ilə sorğulana bilər. Bu tədqiqatlar xaotik damar arxitekturasına uyğun gələn şişlərdə perfuziyanın məkan-zaman heterojenliyini göstərir.

Dynamic Contrast-Enhanced (DCE)-MRT

Kontrast maddələrin bolus enjeksiyonlarından istifadə etməklə DCE-MHİ texnikası bu cildin başqa bir fəslinin mövzusudur (Padhani və digərləri, bu cildə baxın) və burada geniş şəkildə müzakirə edilməyəcək. Bununla belə, qeyd etmək vacibdir ki, diffuz və qan hovuzu izləyiciləri arasında fərq qoyulur, çünki onlar fərqli davranırlar və fərqli məlumat verirlər. Yayılan izləyicilər sərbəst yayılan izləyicilərdən, məsələn, 2 H2O, kiçik molekulyar çəkili kontrast maddələrə, məsələn, gadoliniumun xelatlarına (DOTA, DTPA və s.) Bu agentlər üçün ekstraksiya fraksiyaları (yəni ilk keçid zamanı damardan interstitiuma hərəkət edən nisbət) agentdən və damarlardan asılı olaraq 0,5 ilə 1,0 arasında dəyişir. Bundan əlavə, kontrast maddələr qan suyunun fırlanmalarına təsir göstərir, bu da interstisiuma və bəzi hallarda hüceyrələrə sərbəst yayıla bilər (68, 69). Qan hovuzu izləyiciləri adətən daha böyük molekullardır və buna görə də interstisiuma daha yavaş yayılırlar. Onlar həmçinin daha yavaş təmizlənir, daha düz arterial giriş funksiyaları verir. Bu daha yavaş kinetiklər damar sızmasının kəmiyyətinin müəyyən edilməsində daha yüksək dinamik diapazona və patodiaqnozda vacib ola biləcək daha yüksək rezolyusiyaya malik şəkillərin əldə edilməsinə imkan verir. Makromolekulyar kontrast agentlərin MRT-dən aşkar edilən damar quruluşunun bir tərəfi odur ki, yüksək damar həcminə malik bölgələr eyni şiş daxilində yüksək keçiriciliyə malik olan bölgələrlə fəza baxımından üst-üstə düşmür (Şəkil 6). Nekrotik sahələrlə əlaqəli olan yüksək keçiricilik bölgələri ardıcıl olaraq aşağı damar həcmlərini nümayiş etdirir (70). Bu tapıntılar göstərir ki, şişin interstitiumuna makromolekulyar agentlərin çatdırılması canlı damar bölgələrində məhdud olacaq, lakin hüceyrələrin artıq ölməyə məhkum olduğu bölgələrdə effektivdir.

Birgə qeydə alınmış damar həcmi və keçiricilik xəritələri. Damar həcmi və keçiricilik səthi sahəsi məhsulunun (PSP) qırmızı və yaşıl birləşmə xəritələrinin üçplanar və 3D görünüşləri. Çox dilimli kəmiyyət T istifadə edərək MDA-MB-435 şişindən (150 mm 3) əldə edilmişdir.1 albumin-Gd-DTPA inyeksiyasından əvvəl və sonra alınan xəritələr. Damar həcmi qırmızı, PSP isə yaşıl rəngdə göstərilir. Sarı rəngin olmaması yüksək damar həcmi və yüksək PSP bölgələrinin məkan baxımından üst-üstə düşmədiyini göstərir. (İst. 142-dən uyğunlaşdırılmışdır).

Bir sıra qan hovuz agentləri klinik inkişaf mərhələsində olsa da, hazırda insanlar üçün yalnız diffuziv izləyicilər təsdiq edilmişdir. DCE-MHİ-nin tətbiqi anti-angiogenik müalicələrə şiş reaksiyalarını ölçmək potensialına görə yüksək maraq doğurur. Bu texnika bu yaxınlarda xüsusi buraxılışın mövzusu oldu Biotibbdə NMR ( 71 ), oxucunun müraciət etdiyi. Qısaca olaraq, DCE MHİ məlumatları ümumiyyətlə 2-5 dəqiqə ərzində tam zamanlı təkmilləşdirmə kursunu təsvir etmək üçün sürətli əldəetmələrlə əldə edilir. Arterial giriş funksiyası məlumdursa, məlumat köçürmə sabitini (K) əldə etmək üçün kəmiyyətcə təhlil edilə bilər.trans), sızma sahəsi (ve) və maksimum kontrast mühitin yığılması (MCMA). Ktrans terapiya cavabının ən proqnozlaşdırıcısıdır (72). Dafni və həmkarları (73) tərəfindən aparılmış zərif təcrübələr seriyası göstərdi ki, bu parametr keçici VEGF müalicələrinin səbəb olduğu damar keçiriciliyi ilə bağlıdır. Alternativ olaraq, bir giriş funksiyası olmadan, əyri altındakı sahə (AUC) hər bit qədər möhkəm olan ad hoc həllini əldə etmək üçün istifadə edilə bilər. Dinamik kontrast üsulları statik normal orqanlarda yüksək dərəcədə təkrarlanır və antivaskulyar müalicələrə cavab olaraq yüksək dinamik diapazonla dəyişdirilir (74). DCE parametrləri diaqnostik məqsədlər üçün də istifadə edilə bilər. Ümumiyyətlə, yüksəlmiş K göstərən şişlərtrans daha pis proqnoza malikdir, lakin bu parametrdə daha böyük dəyişikliklər müalicələrə daha yaxşı cavab verməklə əlaqələndirilir. Belə üsullar ilk dəfə beyində işlənib hazırlanmışdır, burada hərəkət problemli deyil və beyin kapilyarlarının aşağı keçiriciliyi analizi asanlaşdırır (75). O vaxtdan bunlar uşaqlıq boynu xərçəngi və qaraciyər lezyonları kimi daha çətin yerlərə çevrildi (76, 77).

Bolus Spin Tagging

Şişlərdə qan axınının kəmiyyət ölçülməsi (ml 100 q –1 dəqiqə –1 ) üçün su kimi sərbəst yayılan izləyici tələb olunur. Tarixən bu, deuterium yuyulması ilə ölçüldü, lakin həssaslıq və ayırdetmə mikromühit fərqlərini ayırd etmək üçün çox aşağıdır. Alternativ üsul arterial spin etiketləməsindən istifadə edərək suyu maqnitlə işarələməkdir ( 78 ). Bu üsul yaxşı müəyyən edilmiş giriş arteriyası və ikili sarğı tələb edir (biri həyəcanlandırma, biri qəbul üçün). Kəmiyyətin təyini də nisbətən yüksək qan axını və/və ya uzun T. tələb edir1. Qan perfuziyasındakı heterojenliyi göstərən yüksək rezolyusiyaya malik perfuziya xəritələri yaratmaq üçün nisbətən yüksək qan axını (yəni 35-85 mL 100 g –1 dəqiqə –1) olan beyin şişlərinə uğurla tətbiq edilmişdir (79, 80).


Regenerativ tibb üçün toxumaların və orqanların 3D bioçapı ☆

3D bioprinting yüksək mürəkkəb toxuma mikromühiti, mürəkkəb sitoarxitektura, struktur-funksiya iyerarxiyası və toxumaya məxsus kompozisiya və mexaniki heterojenliyə malik biomimetik, çoxölçülü, çoxhüceyrəli toxumaların istehsalına imkan verən qabaqcıl texnologiyadır. Məhdud orqan donorları ilə birlikdə orqan transplantasiyasına böyük tələbatı nəzərə alsaq, bioprinting bu orqan çatışmazlığı böhranını tam funksional bütün orqanların istehsalı ilə həll edə biləcək potensial texnologiyadır. Orqan bioçapının uzaq məqsədəuyğun olmasına baxmayaraq, regenerativ tibbdə transplantasiya edilə bilən toxumalar kimi istifadə oluna bilən bioçap sahəsində əhəmiyyətli və təqdirəlayiq irəliləyiş olmuşdur. Bu məqalə regenerativ tibbdə 3D bioprintinqin ilk baxışını təqdim edir, burada skelet, əzələ, sinir, limfatik, endokrin, reproduktiv, integumentar, o cümlədən insan bədəninin on bir orqan sisteminə aid 3D bioprintinqin mövcud vəziyyəti və müasir problemləri. tənəffüs, həzm, sidik və qan dövranı sistemləri tənqidi şəkildə nəzərdən keçirildi. Dərmanın kəşfi, inkişafı və çatdırılma sistemlərində 3D bioprintinqin təsirləri də in vitro dərman testi modelləri və fərdiləşdirilmiş tibb baxımından qısa şəkildə müzakirə edilir. Yaxın keçmişdə bioçap sahəsində əsaslı irəliləyiş olsa da, bu texnologiyanın tərcümə potensialını tam reallaşdırmaq üçün hələ uzun bir yol var. Çapdan sonra toxuma böyüməsinin və ya toxuma birləşməsinin öyrənilməsi üçün hesablama tədqiqatları, insan miqyaslı toxumaların istehsalı üçün bu texnologiyanın miqyaslılığının yaxşılaşdırılması, müxtəlif bioçap üsullarının inteqrasiyası ilə hibrid sistemlərin inkişafı, tənzimlənə bilən mexaniki və reoloji xüsusiyyətlərə malik yeni biomürəkkəblərin formalaşdırılması, mexanobioloji Hüceyrə-bioink qarşılıqlı əlaqəsi, ağıllı (stimula cavab verən) hidrogellərlə 4D bioprinting və bioçapla bağlı etik, sosial və tənzimləyici məsələlərin həlli ilə bağlı tədqiqatlar bu texnologiyanın uğurlu klinik tərcüməsinə kömək edəcək potensial futuristik fokus sahələridir.


3 STRUKTURLAR VƏ XÜSUSİYYƏTLƏRİ

Yaranan iki ölçülü materiallar kimi, MXenes əla elektron xassələri, görkəmli optik xassələri, qeyri-adi maqnit xüsusiyyətləri, üstün hidrofilik, eləcə də çevik mexaniki xüsusiyyətlər kimi digər materiallarla müqayisədə müəyyən xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Hamımızın bildiyimiz kimi, strukturlar xassələrlə əlaqələndirilir, xassələr isə tətbiqlərə səbəb olur. Sonra strukturlar və xassələr aşağıdakı bölmələrdə təqdim olunacaq.

3.1 MXenes-in strukturları

Bu günə qədər MXenes-in strukturlarını dörd növə bölmək olar: mono-keçid metal MXenlər, məsələn, Ti2C və Nb4C3 bərk məhlul MXenes, məsələn (Ti, V)3C2 və (Ti, V)2C sifarişli iki keçidli metal (M) MXenlər, məsələn (Cr2V) C2 və (Mo2Ti2)C3 və Mo kimi divakansiya əmri verdi1.33C və W1.33C [ 36 ] (Şəkil 3A, B).

MXenes-in ümumi ikiölçülü strukturuna əlavə olaraq (Şəkil 4A) bir ölçülü struktur (Şəkil 4B, C), üçölçülü struktur (Şəkil 4D) və kvazi-sıfır ölçülü struktur (Şəkil 4E) mövcuddur. Çox tədqiq edilmiş ikiölçülü quruluşla müqayisədə, birölçülü quruluşun MXenləri daha az araşdırmaya malikdir. Zhao və başqaları. tikilmiş Tin+1Cn (n = 1, 2) və V2Xassələrini öyrənmək üçün C nanorribbonları və iki növ kreslo və altı növ ziqzaq nanoribbon nəzərdən keçirilmişdir. Onların hamısı unikal xüsusiyyətlərə, xüsusən idarə oluna bilən maqnitliyə malikdir və bəziləri MXenes nano vərəqləri ilə müqayisədə daha böyük bant boşluqlarına malikdir. [37] Nanoribbondan başqa, Pang et al. 1D Nb sintez etməyə qadir olan HF-siz metodu bildirin2CTx 4 saat ərzində seyreltilmiş HCl elektroliti ilə nanotel [38] İki ölçülü MXenlərin bir çox üstünlükləri olsa da, onların yığılması və öz-özünə yığılması da adətən istehsal prosesi zamanı görünə bilən problemlərdir. Daha sonra bəzi tədqiqatçılar daha böyük spesifik səth sahəsi, daha yüksək məsaməlilik, eləcə də ion və kütlənin normal 1D və 2D strukturları üzərində daha qısa daşınma məsafəsi məqsədilə yenidən yığılma problemlərini həll etmək üçün 2D MXene nanosheets ilə 3D arxitekturalarının yığılmasını nəzərdən keçirirlər. [39] Məsələn, Li et al. Ti hazırlamaq üçün şablon kimi PS (polistirol) kürələrini götürdü3C2Tx 3D strukturlu elektrodlar. Əldə edilən müstəqil və çevik 3D-makroporous Ti3C2Tx (3D M-Ti3C2Tx) film açıq və bir-biri ilə əlaqəli quruluşa malikdir. Filmin elektrik keçiriciliyi təxminən 600 S sm -1 idi ki, bu da oxşar quruluşa malik 3D qrafen filmindən daha yüksəkdir (≈12 S sm -1). [40] Və, Şah və b. göstərdi ki, Ti3C2Tx nano vərəqlər sprey qurudulmuş damcılarla kapsullaşdırıldıqdan sonra sürüşdürülmək, əyilmək və 3D qırışlı strukturlara bükmək qabiliyyətinə malikdir. Rehidrasiyadan sonra morfologiyadakı dəyişikliklər orijinal vəziyyətinə qaytarıla bilər. [ 41 ] Bundan əlavə, 2D MXene nano vərəqləri azaldılmış qrafen oksidi (rGO), [ 42 ] melamin, [ 43 ] SnS [ 44 ] və s. kimi digər materiallarla birlikdə 3D məsaməli arxitekturada yığıla bilər. 3D strukturlu bu MXenlər əsasən superkondensatorlar, litium-ion batareyalar, natrium-ion batareyalar, litium-kükürd batareyaları və elektrokataliz kimi enerjinin saxlanması üçün istifadə olunur. Yuxarıda göstərilən 1D, 2D, 3D strukturlarına əlavə olaraq, 2D MXenes-dən əldə edilən QD-lər (MQD-lər) mövcuddur. Erkən mərhələdə olsalar da, yüksək elektrik keçiriciliyi, bol aktiv sahələr, diqqətəlayiq disperslik, tənzimlənən struktur, böyük hidrofillik, əla optik xüsusiyyətlər, çoxlu funksionallıq və s. kimi bir çox üstünlüklərə malikdirlər. [ 45 ] Beləliklə, onlar sensasiya, kataliz, enerjinin saxlanması, biotibbi elm və optoelektronik cihazlar sahələrində istifadə edilə bilər. Məsələn, Guo et al. Ti hazırlamaq üçün hidrotermal müalicədən istifadə etməklə3C2 Ti-dən QD-lər3C2 MXenes. Sulu məhlulda olduqda, alınan Ti3C2 QD-lər duza qarşı əla tolerantlıq, fotoağartmaya qarşı və dispersiya sabitliyi göstərdi. Bundan əlavə, onlar qələvi fosfatazanın (ALP) aktivliyini aşağı aşkarlama həddi (0,02 U L -1) ilə təyin edə və embrion kök hüceyrələrini (ESC) müəyyən etmək üçün real vaxt rejimində ferment aktivliyinə nəzarət edə bilərlər. [46] Bu qədər böyük nailiyyətlərə baxmayaraq, MQD-lərin sintez üsulları, xassələri, funksional modifikasiyası, biouyğunluğu və sitotoksikliyi kimi hələ də qeyd edilməli olan bəzi problemlər var. Bundan əlavə, daha çox tətbiqi araşdırmaq üçün daha çox səy sərf edilməlidir.

3.2 Elektrik xüsusiyyətləri

Digər xassələrlə müqayisədə elektron xassələr daha çox öyrənilmişdir. Maraqlıdır ki, bütün çılpaq MXenes monolayları metaldir, OH, F, O sonları isə metal yarımkeçiricilərin keçidinə səbəb ola bilər. MXenes-in elektrik performansına təsir edən bəzi amillər var, məsələn, hazırlıq prosesi, səthin bitməsi, elementar tərkibi, daxili strukturlar və rütubət, pH, temperatur və s. kimi ətraf şərait. Beləliklə, elektron xassələri aşağıdakı vasitələrlə tənzimləmək olar: (i) əsasən MXenlərin metali ilə əlaqəli olan “M” elementlərinin dəyişdirilməsi (ii) daha az qüsur yaradan sintez üsullarının təkmilləşdirilməsi, məsələn, flüorsuz maddələrin istifadəsi sintez (iii) bant boşluqlarını tənzimləmək üçün səth qruplarının dəyişdirilməsi, məsələn, OH tərkibli qrupların çıxarılması və ya O tərkibli qrupların əlavə edilməsi (iv) enerji sıxlığına töhfə verən təbəqələrarası məsafənin artırılması (v) yeni strukturların layihələndirilməsi. Məsələn, Ran et al. MXene film elektrodunu donduraraq qurutma texnikası vasitəsilə onun öz-özünə yığılmasını yüngülləşdirmək və elektrokimyəvi performansını yaxşılaşdırmaq üçün hazırlamışdır. Dondurulmuş qurutma müalicəsi vasitəsilə dondurulmuş həlledici molekullar sublimasiya yolu ilə çıxarıldı və van der Waals qüvvələrinin mənfi təsirini və təbəqə sahəsini genişləndirdi. Əldə edilmiş dondurularaq qurudulmuş MXene (f-MXene) filmləri yüksək effektiv ion diffuziyası və nəql kanalları ilə unikal məsaməli arxitektura nümayiş etdirir. [ 48 ] Görkəmli elektron xüsusiyyətlərindən faydalanan MXenlər əsasən enerji anbarında istifadə olunur, bundan əlavə, onlar biotibbi sahələr üçün tətbiq oluna bilər. Məsələn, spesifik biomolekullar MXenlərin səthinə yapışdırıldıqda, biomolekulların aşkarlanması məqsədinə nail olmaq üçün MXenlərin elektrik keçiriciliyi dəyişdiriləcəkdir. Həmçinin, elektron xüsusiyyətləri onları bədənin fizioloji siqnallarını izləmək üçün geyilə bilən elektron cihazların istehsalı üçün əlverişli edir.

3.3 Optik xüsusiyyətlər

MXenes tətbiqləri üçün udma, ötürmə, fotolüminessensiya, doyma udma, qeyri-xətti sındırma indeksi, səpilmə, emissiya və s. daxil olan optik xüsusiyyətlər də vacibdir. Bu xassələr enerji zolağı boşluğu, birbaşa/dolayı band boşluğu, topoloji xassələr və s. kimi enerji strukturundan çox asılıdır [49 ] isə MXenes-in enerji zolağı strukturu əsasən səth qrupları, xarici elektrik sahəsi, stress, dopinqdən təsirlənir. , və elektron lokalizasiya. Qeyd edək ki, 2D MXenes nanosheets ilə müqayisədə MQD-lər daha güclü fotolüminesans (PL) emissiyasına malikdir. Bu xüsusiyyətlərə görə MXenes fotoakustik görüntüləmə, fototermal terapiya (PTT), fotodinamik müalicə (PDT), nəzarət edilən dərman buraxılması və biosensinq kimi fotokataliz, sensor və biotibbi kimi bir çox sahədə tətbiq oluna bilər. MXenes, lokallaşdırılmış səth plazmon rezonansları sayəsində yüksək fototermal çevrilmə qabiliyyəti ilə yaxın infraqırmızı bölgədə (NIR) güclü işığın udulması göstərdiyindən, onlar tez-tez biotibbi tətbiqlərdə şişləri azaltmaq üçün istifadə olunur. Çünki bu Ti3C2 MXenes yalnız 211,8% yüksək dərman yükləmə qabiliyyətinə malik deyil, həm də pH həssaslığı və yaxın infraqırmızı lazer xüsusiyyətlərinə malikdir, dərmanların sərbəst buraxılmasını stimullaşdırır, kemoterapi və PTT-nin birgə müalicəsi əldə edilir. Həmçinin, bu Ti3C2 MXenes həm də müalicə zamanı diaqnoz, görüntüləmə təlimatı və monitorinq potensialını nümayiş etdirərək ideal fotoakustik görüntüləmə kontrast agentləri olduğunu sübut etdi. Beləliklə, MXenes sinergetik müalicəyə nail olmaqla lezyonu izləmək məqsədini əldə edə bilər. [ 50 ] Qeyd etmək lazımdır ki, optik xüsusiyyətlər qalınlığı dəyişdirməklə, [ 51 ] interkalasiya, məsələn, ion interkalasiyası [ 52 ] və molekulların interkalasiyası (TMAOH və ya NMe) ilə tənzimlənə bilər.4OH), [ 53 ] görünən işığın udma diapazonu ilə əlaqəli olan M-nin dəyişdirilməsi, [ 54 ] UV işığına uyğunlaşmaq üçün onların səthi sonlarının tənzimlənməsi, məsələn, O-sonlu Ti3C2Tx ən yaxşı katalitik fəaliyyəti təklif edir. [ 45, 55 ]

3.4 Maqnit xassələri

Elektron və optik xassələri ilə müqayisədə MXenes-in maqnit xassələri daha az öyrənilmişdir. Zaman Stoner meyarı I · N (Ef) > 1, yüksək dəyərlər N (Ef) MXenes-i maqnit edən maqnit qeyri-sabitliyi ilə nəticələnə bilər. [ 56 ] Qeyd etmək lazımdır ki, Ti2CO2, Zr2CO2, Hf2CO2, Sc2CO2, Sc2C(OH)2, Cr2C(OH)2, Cr2CF2, və Sc2CF2 MXenlər arasında yarımkeçiricilər və qeyri-maqnitlər hesab olunur. [ 57 ] MXenlərin maqnit xüsusiyyətlərinə ferromaqnit (məsələn, Cr) daxildir.2C [ 58 ] ) və antiferromaqnit (məsələn, Ti3C2, Cr2TiC2F2 [ 59 ] ). [ 60 ] Optik və elektrik xassələri kimi MXenlərin maqnit xassələri də “M” tərkibi və səthin bitməsi kimi bir çox amillərdən təsirlənir. Məsələn, Zhong et al. təklif edən V2Bir V təbəqənin Ti/Cr təbəqəsi ilə əvəz olunduğu Janus quruluşu ilə N. Birinci prinsiplərin hesablamalarından istifadə edərək, onlar göstərdilər ki, antiferromaqnit (AFM) əsas vəziyyətləri əmələ gəlsə də, TiVN və CrVN monolayları düstur vahidi üçün müvafiq olaraq 1,97 və 0,28 mu(B) xalis maqnit momentlərinə malikdir. Bundan əlavə, TiVN və CrVN monolaylarına əhəmiyyətli gərginlik (-8% -dən 8%) tətbiq edildikdə, onların xalis maqnit momentləri də çox sabit olur. [61] Üstəlik, səth qrupları da MXenes-in maqnit xassələri üçün vacibdir. Səth terminallarının olması, M atomları və T qrupları arasındakı p-d bağları səbəbindən MXenlərin maqnitizminin yox olmasına səbəb olur, bu da yaxın Fermi vəziyyətlərinin qismən depopulyasiyası ilə nəticələnir, sonra dəyəri N (Ef) azaldır, Cr istisna olmaqla2C və Cr2N. [ 56 ] Bundan başqa, xarici şərtlər də MXenes-in maqnit xüsusiyyətlərinə təsir göstərə bilər. Məsələn, Lv et al. tapdılar ki, birqat Ti2Xarici elektrik sahəsini tətbiq edərkən C AFM yarımkeçiricindən ferrimaqnit (FIM) yarımkeçirici, yarımmetal, maqnit metal, qeyri-maqnit (NM) metal və NM yarımkeçiriciyə dəyişir. Bundan əlavə, elektrik sahəsi müəyyən bir dəyərdən çox artarkən, Ti atomlarının maqnit momentləri kəskin şəkildə azalır, bu zaman effektiv kütlələr nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır, keçiricilik isə artır. Beləliklə, maqnit xüsusiyyətləri xarici elektrik sahəsi vasitəsilə tənzimlənə bilər. [62 ] Əhəmiyyətlisi odur ki, MXenes həm də X diapazonunda sadəcə 0,8 mm-də 70 dB-dən çox olan perspektivli elektromaqnit müdaxilə (EMI) qoruyucu material ola bilər. Çox qatlı struktur təkcə daxili elektromaqnit (EM) zəifləməsini gücləndirmir, həm də zahirən udma səmərəliliyini artırır. Bundan əlavə, yüksək elektrik keçiriciliyi səthdə EM əksini kifayət qədər edir. [63] Baxmayaraq ki, MXenes, maqnit xüsusiyyətlərinə görə, bioimaging üçün görkəmli kontrast agentləri olmuşdur. Biotibbi tədqiqatlar üçün MXenes-in EMI qoruyucu performansı inkişaf etdirilməlidir.

3.5 Hidrofillik və biouyğunluq

MXenlərin səthlərinin hidrofilik təbiəti, hidroksil (-OH), oksigen (-O) və ya flüor (-F) daxil olmaqla, səth sonları ilə verilir. Soyuq preslənmiş MXenes diskinin səthində deionlaşdırılmış sudan istifadə etməklə təmas bucağının ölçülməsi MXenes-in hidrofilliyə və yaxşı elektrik keçiriciliyinə malik olduğunu müəyyən etdi. [ 17 ] Beləliklə, yüksək keçiriciliyə malik MXenlərin hidrofilik xüsusiyyətləri onları polimer matrisi ilə daha yaxşı qarşılıqlı əlaqədə olur, bu da onların kompozit materiallarda istifadəsi üçün faydalıdır. [64] Bundan əlavə, hidrofillik adətən biouyğunluqla bağlıdır. Ümumiyyətlə, daha yaxşı biouyğunluq hidrofilliyi daha yüksək edir. MXenes-in biouyğunluğu ilə bağlı çoxlu tədqiqatlar olmasa da, bəzi ümumi Ti əsaslı MXenlərin Ti kimi biouyğun olduğu aşkar edilmişdir.3AlC2. [65] Buna görə də, keçiricilik, hidrofillik və 2D laylı atom strukturlarını birləşdirən MXenes, bioloji hadisələri sürətli, birbaşa və etiketsiz şəkildə araşdırmaq üçün bioloji cəhətdən uyğun sahə effektli tranzistorlar (FET) istehsal etmək üçün perspektivli namizədlər ola bilər. [66] Onların hidrofilik davranışının MXenes-in səthi funksionallaşması və antibakterial fəaliyyəti üçün də faydalı olduğunu qeyd edərək, birbaşa təmasda qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə bakteriyaların inaktivasiyasını asanlaşdıra bilər. [67] Bundan əlavə, MXenes-in hidrofilliyi və böyük səth sahəsi onları dərman yükləmə qabiliyyətinə malik edir. Hamımızın bildiyimiz kimi, hidrofilik xüsusiyyət qütb və ya ion molekulunun adsorbsiyasını təşviq edəcəkdir. Buna görə də, MXenes-in başqa bir potensial tətbiqi ətraf mühitdə zərərli maddələrin udulmasıdır.

3.6 Mexaniki xassələri

Yuxarıda göstərilən xüsusiyyətlərə əlavə olaraq, MXenes-in mexaniki xüsusiyyətləri də böyük maraq doğurdu. MXenes-in atom təbəqəsinin qalınlığı MXenes-ə mexaniki çeviklik verir, MXenes-in mexaniki xassələri isə onların səthinin sonlanmasından asılıdır (O-sonlu MXenlər çox yüksək sərtliyə malikdir və bu, daha böyük şəbəkə parametrləri ilə əlaqəli ola bilər). Üstəlik, mexaniki xüsusiyyətlər gərginlik testləri ilə yoxlanılır və əldə edilən elastik sabitlər MXenes-in mexaniki xüsusiyyətlərini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur. Yaxşı mexaniki xassələrə malik materiallar bir çox gərginlik sensorları, enerji saxlama, geyilə bilən elektronika və s. sahələrdə istifadə oluna bilər. Beləliklə, deformasiya altında MXenlərin mexaniki təbiətini tam başa düşmək vacibdir. Guo və başqaları. 2D Ti aldın+1Cn (n = 1, 2 və 3) sistematik olaraq birinci prinsiplərin hesablamaları vasitəsilə müxtəlif yükləmə istiqamətləri altında olan MXenlərin dartılma gərginliyi-deformasiya əyrilərini öyrənmək üçün nümunələr kimi. Hesablanmış nəticələr göstərdi ki, 2D Ti2CO2 səthi funksionallaşdıran oksigenə görə qrafenlə müqayisədə daha böyük ştammlara davam edə bilir. Üstəlik, Ti təbəqəsinin çökməsi səthin funksionallaşması və 2D Ti-nin kritik gərginliyi ilə gecikdiriləcək.2C, görünür, artıb. Bundan əlavə, kritik ştammlar çox dəyişmədi, lakin Young modulu Ti-də n ilə bir qədər azaldın+1Cn 1-dən 3-ə qədər artır. Bir sözlə, səthin funksionallaşdırılması Young modulunu azalda bilər, onların mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq və mexaniki elastikliyi artırmaq üçün kritik deformasiyaları genişləndirə bilər. [ 68 ] Atom təbəqələrinin sayı da mexaniki xassələrə təsir edən amildir. Bunlardan başqa, digər materiallarla kompozit material əmələ gətirdikdən sonra mexaniki xüsusiyyətlər də yaxşılaşdırılacaq. Məsələn, Cao et al. qatlı gradient strukturu ilə yumşaq ötürücü əldə etmək üçün mezoskopik montaj vasitəsilə güclü hidrogen bağları ilə mikro-nano və 1D sellüloza nanoliflər miqyası ilə 2D MXenes birləşdirdi. Ötürücü yüksək dartılma gücü (237,1 MPa), yüksək Young modulu (8,5 GPa) və əla möhkəmlik (10,9 MJ m –3) üstünlüklərinə malikdir və bir gövdədə birbaşa və sürətli nəm udma qabiliyyətinə malikdir. [ 69 ] Some flexible wearable sensors can be designed based on the mechanical properties of MXenes. Physical activity deforms these sensors and sends out electrical signals to detect human activity and physiological signal in real time.


GRANTS

We thank the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (UK) for International Fellowship no. 1678 to support N. E. Miller's work in Oxford. This study was also funded in part by the project “Hepatic and Adipose Tissue and Functions in the Metabolic Syndrome” (http://www.hepadip.org), which was supported by the European Commission as an Integrated Project under the 6th Framework Programme (Contract LSHM-CT-2005-018734). W. L. Olszewski was in receipt of grant no. N404/07132/2197 from the Ministry of Science and Higher Education, Poland. G. Olivecrona received support from the Swedish Heart and Lung Foundation.


Proliferation, Differentiation, and Gene Expression

Several researchers have examined the effects of 2D and 3D culture methods on the proliferation, differentiation, and gene expression levels of cells (21, 81, 91). Pineda et al. (91) demonstrated that OCT4 in mouse ESCs decreased in both 2D and 3D cultures, showing a loss of pluripotency, whereas NES (ectoderm) and BRACHY-T (mesoderm) markers were shown to increase. However, the ESCs cultured on glass slides (2D) coated with collagen type I had a faster rate of differentiation than in 3D cultures (EBs and GELs). It was also shown that the duration of cell culture and organization of cells affected their differentiation. Based on assessment of GATA4, a potential myocardial transcription factor, it was shown that EB cultures possessed the greatest ability, among these culture types, to support cardiovascular differentiation. Furthermore, neural differentiation was only supported in EB cultures that had been sustained over time (91).

Chitcholtan et al. (21) also showed that some characteristics of tumor cells are not properly modeled in 2D. In all the tumor cells lines that were observed, there were higher proliferation rates in 2D monolayers than in 3D reconstituted basement membrane (rBM) cultures. Although 3D cultures exhibited a reduction in proliferation, there was an increase in β4 and β1 integrins that serve as markers for cell polarization and differentiation. Previous experimentations have shown that 2D cell culture of endometrial cancer cells led to a loss in tissue-specific function and organization. The complexity of studying 3D cultures is highlighted by how different cell lines uptake a ubiquitous energy source, such as glucose. A glucose analog, 2-NBDG, was introduced to both 2D and 3D cultures of KLE, Ish-ikawa, and EN-1078D cells. KLE and Ish-ikawa cells in 3D conformations had a lower influx of 2-NBDG than their counterparts in a 2D conformation. This contrasts with the EN-1078D cell line, which showed higher uptake of 2-NBDG in 3D models compared with 2D. KLE cancer cells had the highest overall rate of 2-NBDG uptake in both 2D and 3D cultures but expressed the lowest levels of cellular proliferation. These findings imply that glucose uptake levels may not impact cell proliferation rates regardless of the culture method (21). Findings such as these demonstrate the challenge in assessing whether 2D or 3D cultures are preferable for cellular proliferation and differentiation, since many of the differences are cell line specific.

Phenotypic expression is also altered depending on the culture method used. Microarray analysis of valvular interstitial cells (VIC), the primary cell type in heart valves, revealed that substrate stiffness can affect the gene expression of cell lines. Cells cultured on stiff, 2D tissue culture polystyrene presented with more gene expression changes than 2D or 3D cultures conducted in less stiff materials such as hydrogels. The Young’s modulus of the material that VIC cells were cultured on impacted the expression of cytoskeletal, contractility, and matrix remodeling genes (81). Additionally, Pineda et al. showed that cells grown in a monolayer expressed higher levels of cytoskeletal elements and extracellular matrix proteins than those grown in 3D cultures (91). The combinations of these factors influences cellular proliferation, differentiation, and gene expression, and makes both 2D and 3D cultures valuable to scientific experimentation.


Preservation of Stem Cell Niche, Regenerative Capacity, and Tissue Repairing

We reported above that the alterations in metabolic conditions characterized by increasing insulin resistance, the decreased oxygen supply, and changes in the local metabolic milieu could altogether stimulate SCs to enter the alternative mesenchymal lineage differentiation pathway and ultimately justify the increase in IMAT. Thus it is becoming more and more evident that the preservation of stem cell niche components is critical for maintaining the regenerative capacity and the muscular lineage orientation of SCs.

Myoblasts harvested from adult skeletal muscle quickly change their fate and their regenerative capacity and lose their self-renewal capacity during in vitro expansion (12, 97, 128) On the contrary, direct implantation of freshly isolated SCs or single fibers with resident SCs is extremely effective to regenerate damaged muscle tissue (14, 27). There is now increasing evidence that cells sense the mechanical properties of their matrix and respond by phenotypic change (37) possibly by differentiating away from their precursor state (e.g., in the case of rigid culture plastic). Support for the importance of the matrix in the stem cell niche also comes from observations that bone marrow integrity during injury accelerates natural healing (102). Not only loss of the matrix context but also loss of the cellular context may cause SC fate change. After muscle injury, macrophages are important for removal of dead cells and the dead parts of muscle fibers. Macrophage infiltration of adipose tissue to remove the dead adipocytes explains the appearance of the “low-grade chronic inflammation” present in obesity and type 2 diabetes (26). Moreover, macrophages also enter the atherosclerotic plaque as foam cells, and also in this case the inflammatory process plays a pathogenetic role in the progression of the arterial wall lesion (21, 71). Macrophages have also been shown to be able to directly stimulate SC proliferation and delay their differentiation. In this context it is important to remind that, although acute inflammation is a trigger for stem cell proliferation, chronic inflammation appears to be detrimental on stem cell recruitment and tissue repair. The vascular microenvironment also plays a crucial role on SC fate control. More than 60% of SCs are located very close to and receive signals from endothelial cells, although they are not in direct contact with them. The number of capillaries per muscle fiber has been shown to correlate to the number of SCs, and loss of capillaries leads to loss of SCs, pointing to some sort of interaction (22). In addition, transwell experiments showed that endothelial cells have a positive effect on myoblast proliferation, which is mediated by growth factors (22). Capillary density, the distance of muscle cells from capillary, and the fiber type play a role in determining the in vivo insulin action in obese subjects (68).


Future Perspectives

Although significant progress has been made toward utilizing EPCs for vascularizing engineered tissues, there is no evidence of EPC integration with tissue niche parenchymal and stromal cells to produce organotypic endothelium in vitro. Contributing to this lack of progress is the common approach to generate vascularized tissues in vitro, which is mixing EPCs or ECs alongside tissue stromal and progenitor cells, utilizing previously optimized growth conditions for the tissue of interest. The fallacy in this concept is the underlying assumption that the growth conditions for avascular tissue development will also promote vasculogenesis and that the angiogenic conditions will not interfere with parenchymal differentiation of tissue progenitor cells.

Organ development is an elaborate feedback control system in which temporally and spatially secreted factors by tissue niche cells provide positive and negative regulation. 205 The use of angiogenic initiators, such as VEGF, can redirect parenchymal progenitor differentiation toward vascular lineages. 215 As a consequence, novel techniques are required to guide orthogonal differentiation of vascular and parenchymal progenitor cells yerində. The use of reductionist, in vitro models utilizing synthetic hydrogels and chemically defined media can provide a translatable platform to probe the intricate relationship among endothelial, stromal, and parenchymal cells. For instance, Lutolf and colleagues demonstrated VEGF could be covalently bound with protease-sensitive peptides within synthetic PEG hydrogels and released by cell-secreted proteases, enabling studies of vascular morphogenesis within a chemically defined microenvironment. 216

In addition to angiocrine factors, angiogenic transcription factors, such as the transcription factor hypoxia-inducible factor 1, could also be identified in reductionist, synthetic hydrogel models of vascular morphogenesis. Activators for the master angiogenic regulators of each tissue niche could then be incorporated within the scaffold to indirectly stimulate the production of angiocrine factors in mural and parenchymal cells surrounding the vascular cells. 37,205 This approach would enable complex angiocrine profile production at physiological concentrations, confined to localized regions, thus eliminating the complexity of releasing multiple angiocrine factors within the scaffold in a temporally and spatially controlled manner. 217–220 As well, clustered regularly interspaced short palindromic repeat-mediated gene activation may be utilized to regulate the angiogenic transcription factors. 221

Also, deriving EPCs and tissue-specific progenitors from mesodermal precursors would closely mimic the process in organ development and eliminate the need for multiple cell isolations. Gerecht, Palecek, and colleagues have provided proof-of-principle for this approach, generating EPCs or organotypic ECs and parenchymal progenitors from hiPSCs. 175,213,222 In addition, inducing EPCs to form macrovasculature within the prevascularized construct could create a vascular axis within the construct, enabling microsurgical connection with the host vasculature and instantly perfusing the scaffold with blood. 46,223 Assisting efforts to advance EPC vascularization research is omnidirectional, direct-contact bioprinting that can recapitulate the distinct 3D hierarchical vascular networks for each tissue, as well as mimic the local matrix microenvironment by finely controlled deposition of biomolecules. 224–226 Thus, combining reductionist in vitro models with recent advances in polymer science, genetic engineering, and 3D bioprinting can provide the sophisticated systems needed to develop the next generation of tissue-engineered models that can further EPC vascularization research.


Videoya baxın: Zülalların insan bədənindəki inanılmaz vəzifələri (BiləR 2022).