วัสดุชีวภาพที่ใช้ในคลินิกเป็นวัสดุปิดแผลที่ช่วยในการรักษาบาดแผลหรือแผลไฟไหม้ นอกจากวัสดุปิดแผลทั่วไปแล้ว นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาสารทดแทนผิวหนังที่มีเซลล์จากผู้ป่วย เช่นเดียวกับวัสดุชีวภาพที่รวมปัจจัยการเจริญเติบโตเพื่อกระตุ้นและอำนวยความสะดวกในกระบวนการบำบัด เมื่อฝังแล้ว วัสดุชีวภาพดังกล่าวจะเปิดรับการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกาย
โดยเฉพาะอย่างยิ่งมาโครฟาจที่สามารถเป็นได้
ทั้งประเภทโปรอักเสบ (M1) หรือโปรฮีลลิ่ง (M2) แม้ว่าสภาวะการอักเสบในขั้นต้นจะมีความสำคัญต่อการรักษา แต่การอักเสบที่ยืดเยื้อก็ส่งผลเสียต่อการสร้างเนื้อเยื่อขึ้นใหม่ การควบคุมการตอบสนองของภูมิคุ้มกันหลังจากการฝังจึงเป็นความท้าทายที่สำคัญในการออกแบบวัสดุชีวภาพใหม่
วิธีหนึ่งในการขับเคลื่อนประเภทมาโครฟาจคือการควบคุมสภาพแวดล้อมจุลภาคทางกายภาพของพวกมัน เช่น โดยการปรับแต่งเรขาคณิตของวัสดุชีวภาพ ด้วยจุดประสงค์นี้ นักวิจัยจากโรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Würzburgได้ใช้การเขียนด้วยไฟฟ้าแบบละลาย (MEW) เพื่อสร้างโครงยึดเนื้อเยื่อ 3 มิติที่มีความแม่นยำสูงซึ่งทำให้มาโครฟาจของมนุษย์แตกต่างไปจากชนิด M2 ที่ต้านการอักเสบ ( Biofabrication 10.1088/1758-5090/ab5f4e ) .
Jürgen Grollผู้เขียนอาวุโสอธิบาย “เราต้องการกำหนดรูปทรงเรขาคณิตของโครงนั่งร้านที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโพลาไรเซชันของมาโครฟาจของมนุษย์ในประเภทM2 “และเมื่อเราพบว่ามาโครฟาจบนโครงรูปกล่องแสดงโพลาไรซ์ M2 ที่ได้รับการปรับปรุง เราต้องการกำหนดขนาดรูพรุนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพวกมันต่อไป”
รูปร่างมีความสำคัญGroll และเพื่อนร่วมงาน
ใช้เครื่องพิมพ์ MEW แบบกำหนดเองเพื่อสร้างโครงนั่งร้านไฟเบอร์แบบมีรูพรุน 3 มิติจาก PCL โพลีเมอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ พวกเขาสร้างโครงนั่งร้านที่มีรูปทรงกล่อง สามเหลี่ยม ทรงกลมและไม่เป็นระเบียบ และเพาะเลี้ยงมาโครฟาจที่ได้จากมนุษย์และโมโนไซต์บนโครงนั่งร้านเหล่านี้เป็นเวลาเจ็ดวัน
สัณฐานวิทยาของเซลล์การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) พบว่าสัณฐานวิทยาของเซลล์แตกต่างกันตามเรขาคณิตของโครง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แมคโครฟาจที่ปลูกบนโครงรูปกล่องได้พัฒนารูปร่างที่ยาวและขยายไปตามรูขุมขน
โปรไฟล์การแสดงออกของยีนหลังจากการเจริญเติบโตเจ็ดวันยังขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของโครงนั่งร้าน ด้วยโครงรูปกล่องมีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการส่งเสริมความแตกต่างของมาโครฟาจต่อประเภท M2 มาโครฟาจที่ปลูกบนโครงรูปกล่องแสดงการแสดงออกสูงสุดของ M2 Marker CD163 เช่นเดียวกับการปรับลดที่เข้มงวดที่สุดของไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ IL-1β และ IL-8 (ซึ่งถูกปลดปล่อยโดยมาโครฟาจ M1)
จากผลลัพธ์เหล่านี้ ทีมงานได้ประดิษฐ์โครงรูปกล่องเพิ่มเติมที่มีขนาดรูพรุนตั้งแต่ 40 ถึง 100 ไมโครเมตร และเพาะเลี้ยงด้วยแมคโครฟาจ ภาพ SEM แสดงให้เห็นว่าหลังจากผ่านไปเจ็ดวันแมคโครฟาจที่ปลูกในโครงเหล่านี้สามารถยืดไปตามเส้นใยเดี่ยวและข้ามรูขุมขนได้
การลดขนาดรูพรุนจะเพิ่มจำนวนมาโครฟาจ
ที่ยืดออกด้วยส่วนขยายเซลล์ที่ยาว บนโครงนั่งร้านที่มีรูพรุน 40 ไมโครเมตร เซลล์มากกว่าครึ่งถูกยืดออกและมีความยาวเฉลี่ย 80 ไมโครเมตร สำหรับโครงนั่งร้านที่มีรูพรุน 100 ไมโครเมตร เซลล์ถูกยืดออกเพียง 20% โดยมีความยาวประมาณ 50 ไมโครเมตร
การแสดงออกของยีนเพื่อศึกษาผลกระทบของขนาดรูพรุนที่มีต่อความแตกต่างของมาโครฟาจ นักวิจัยได้ตรวจสอบการแสดงออกของยีนจากมาโครฟาจที่ปลูกเป็นเวลาเจ็ดวันบนโครงที่มีรูพรุนขนาดต่างๆ กัน ตลอดจนบนฟิล์ม 2D PCL โครงสร้างที่มีรูพรุนทั้งหมดทำให้เกิดการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในเครื่องหมาย M1 เมื่อเทียบกับฟิล์ม 2D ซึ่งบ่งชี้ถึงผลการสร้างความแตกต่างในการต้านการอักเสบของโครงที่มีรูพรุนในช่วงเจ็ดวัน
การย้อมสีอิมมูโนฟลูออเรสเซนต์มาโครฟาจบนโครงนั่งร้าน 3 มิติที่มีรูพรุน 40-100 ไมโครเมตรย้อมสำหรับเครื่องหมาย M2 CD206 (สีเขียว) และ CD163 (สีแดง) และนิวเคลียส (DAPI, สีน้ำเงิน) (เอื้อเฟื้อ: Biofabrication 10.1088/1758-5090/ab5f4e)
การแสดงออกของเครื่องหมายระบุ M2 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญบนโครงนั่งร้านที่มีขนาดรูพรุน 40-60 ไมโครเมตร แต่ลดลงในขนาดที่มีรูพรุน 80 หรือ 100 ไมโครเมตร มาโครฟาจในกลุ่มควบคุม 2 มิติแสดงการควบคุมขึ้นหรือลงของมาร์กเกอร์ M2 น้อยที่สุดในช่วงเจ็ดวัน
ทีมงานยังได้ตรวจสอบกิจกรรม phagocytic ของ macrophages (การกินเซลล์หรืออนุภาคอื่น ๆ ) โดยการเพิ่มลูกปัดเรืองแสงลงในอาหารเลี้ยงเชื้อ กิจกรรม Phagocytic มีความสำคัญในการรักษาเบื้องต้นเพื่อต่อต้านเชื้อโรคที่เข้าสู่บาดแผล อย่างไรก็ตาม กิจกรรมระดับสูงเป็นลักษณะของมาโครฟาจ M1 ที่อักเสบ
การถ่ายภาพด้วยแสงฟลูออเรสเซนส์แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมฟาโกไซโตติกเริ่มแรกนั้นต่ำกว่ามากบนโครงที่มีรูพรุนน้อยกว่าในเซลล์ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ หลังจากเจ็ดวัน มีการออกฤทธิ์ของฟาโกไซติกบนโครงนั่งร้าน 3 มิติน้อยกว่าในกลุ่มควบคุม 2 มิติ
“เราแสดงให้เห็นว่ามาโครฟาจบนโครงแบบ 3 มิติมีกิจกรรมทำลายเซลล์ในวันแรกมากกว่าวันที่เจ็ด ดังนั้นจึงยังสามารถตอบสนองต่อเชื้อโรคได้” Groll กล่าวกับPhysics World “อย่างไรก็ตาม กิจกรรมจะต่ำกว่าในขนาดรูพรุนที่เล็กกว่า ซึ่งเป็นประโยชน์เพราะความเสี่ยงของการเกิดฟาโกไซโทซิสที่หงุดหงิด ซึ่งแมคโครฟาจพยายามจะแทรกซึมเข้าไปในบางสิ่งที่มีขนาดใหญ่เกินไป ก็ลดลงเช่นกัน”
Credit : cateringiperque.com cdmasternow.com cheaplinksoflondonshop.com conviviosfraternos.com cookwatchus.net craniopharyngiomas.net cubmasterchris.info digitalbitterness.com dward3.com edmontonwarhammerleague.com
