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智能和活的生物材料与活性疗法和干细胞再生纳米医学

凯勒L1瓦格纳问2Benkirane-Jessel N1、2、3,*

1法国国家卫生和医学研究所;“骨关节和牙科再生纳米医学”实验室,UMR 1109, FMTS,法国斯特拉斯堡
2Université de Strasbourg, Faculté de Chirurgie Dentaire de Strasbourg,法国
3.ARTiOS Nanomed Start,分拆自INSERM, SAS,法国斯特拉斯堡

*通讯作者:Benkirane-Jessel N, "骨关节和牙科再生纳米医学"实验室,INSERM "法国国家健康和医学研究所";UMR 1109, FMTS,斯特拉斯堡,法国,Tel: (33)-3-68-85-33-76;电子邮件:Nadia.jessel@inserm.fr

再生医学是修复和组织工程中转译研究的一个分支,涉及替换、工程或再生人类细胞、组织或器官以恢复或建立正常功能的过程。这一领域有希望通过刺激身体自身的修复机制,从功能上治愈之前无法修复的组织或器官,来修复受损的组织和器官。

再生医学是指一组可能涉及使用干细胞的临床治疗生物医学方法。例如,注射通过定向分化获得的干细胞或祖细胞(细胞疗法);通过生物活性分子单独施用或作为注入细胞的分泌物诱导再生(免疫调节疗法);以及体外培养器官和组织的移植(组织工程)。

纳米技术的出现可以使全新种类的生物活性器件的开发成为可能,这些器件需要精确的细胞内传输以获得更多的疗效和更少的毒性。虽然有机和无机技术都在开发中,但在可预见的未来,控释聚合物技术可能继续具有最大的临床影响。

工程智能材料允许新的医学治疗,如设计智能植入药物,以提高特异性的细胞为目标,从而减少对患者的副作用。用于外科植入的复杂生物材料也取得了一些进展,这些材料的侵入性更小,恢复时间更短,术后感染或其他并发症的风险也更低。这些创新将提高生活质量,延长预期寿命,并可能降低医疗保健的总体成本。生物材料作为指导细胞行为和功能的可设计生物物理和生化环境,在再生医学和组织工程的现代策略中发挥着核心作用。

再生纳米医学是一个令人兴奋的跨学科研究新领域,它利用纳米尺度的技术或材料来寻求修复、替换或再生细胞、组织或器官的方法。这项工作涉及生命、物理和工程科学研究人员的团队合作。这项研究的目标是开发临床方法来恢复、替代或增强因疾病、损伤或衰老而丧失的生物功能。

最近,我们报道了一种“配备治疗学和干细胞纳米储层的智能混合材料”。这种独特的纳米技术策略被用于在聚合物涂层中捕获、保护和稳定治疗剂,聚合物涂层作为纳米储层包裹可植入膜的纳米纤维[1-3]。一旦与细胞接触,治疗剂就可以通过纳米储层的酶降解获得。随着细胞的生长、分裂和向多孔膜的更深渗透,它们触发了治疗药物缓慢而渐进的释放,进而刺激细胞进一步增殖。这是用于再生医学的智能活纳米结构混合膜的第一个实例[1,2,4,5]。本文所描述的细胞接触依赖的生物可蚀性纳米储存器将允许药物、基因、生长因子等的持续释放,为设计复杂的细胞治疗植入物提供了一条通用路线,这些植入物能够对多种组织进行健壮和持久的再生。

参考文献
  1. 等(2010)活性多层胶囊在活的有机体内骨形成。美国国家科学院学报107:3406-3411。[Ref。
  2. Facca S, Lahiri D, Fioretti F, Messadeq N, Mainard D,等(2011)在活的有机体内纳米复合涂层在钛种植体上的骨结合。ACS Nano 5: 4790-4799。[Ref。
  3. Mendoza-Palomares C, Ferrand A, Facca S, Fioretti F, Ladam G, et al.(2012)纳米治疗库装备的智能混合材料。ACS Nano 6: 483-490。[Ref。
  4. Eap S, Ferrand A, Schiavi J, Keller L, Kokten T, et al.(2014)由“鱼鳞”样生长因子纳米储存体提供的骨组织再生胶原植入物。纳米医学(伦敦)9:1253-1261。[Ref。
  5. Keller L, Schiavi J, De Isla-Martinez N, Morand D, Mainard D,等。纳米10:753 - 763。[Ref。

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引用:Keller L, Wagner Q, Benkirane-Jessel N(2015)用于再生纳米医学的智能和活体生物材料,配备活性疗法和干细胞。Int J nanoomed Nanosurg 1(2): doi http://dx.doi.org/10.16966/2470-3206.e102

版权:©2015 Keller L,等。这是一篇开放获取的文章,在知识共享署名许可协议的条款下发布,该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

  • 收到日期:2015年10月23日

  • 接受日期:2015年10月31日

  • 发表日期:2015年11月5日