Достижения в области синтеза и производства биоматериалов, биологии стволовых клеток, биовизуализации, микрохирургических процедур и микромасштабных технологий сделали минимально инвазивную терапию инструментом регенеративной медицины. Терапевтические средства, определяемые здесь как клетки, биоматериалы, биомолекулы и их комбинации, могут быть доставлены минимально инвазивным способом для регенерации различных тканей организма, таких как кости, хрящи, поджелудочная железа, сердце, скелетные мышцы, печень, кожа и ткани нервной системы . Сложные методы отслеживания, обнаружения и стимуляции терапевтических препаратов in vivo использование нанобиоматериалов и мягких биоэлектронных устройств открывают большие возможности для дальнейшего развития малоинвазивной и регенеративной терапии (MIRET). Например , минимально инвазивные методы родоразрешения обеспечивают высокую эффективность при низком риске осложнений и меньшей стоимости по сравнению с традиционными методами родоразрешения.
Были изучены различные регенеративные терапевтические средства для решения проблем, связанных с возрастом, болезнями и нехваткой тканей и органов. Эти регенеративные методы лечения основаны на использовании биоматериалов, клеток, биоактивных молекул или их комбинаций. Однако инвазивная имплантация этих терапевтических средств в организм связана с различными проблемами и рисками. Минимально инвазивные процедуры обеспечивают преимущества для проведения регенеративной терапии, такие как снижение травматизма, быстрое восстановление и снижение риска осложнений. Комбинация малоинвазивных процедур и регенеративной терапии недавно была внедрена для лечения различных заболеваний, таких как инфаркт миокарда , проблемы с суставами и повреждения межпозвоночных дисков.. Введение терапевтических средств может осуществляться через естественные отверстия, естественные пути ( например , внутрисосудистые), естественные пространства ( например , внутрибрюшинные) или тканеспецифические пути ( например , интратекальные, внутрижелудочковые и внутрисуставные). Минимально инвазивная и регенеративная терапия (MIRET) также может быть оснащена доставкой под визуальным контролем, интраоперационным мониторингом и отслеживанием клеток или биоматериалов после лечения. В совокупности область MIRET становится потенциально мощной терапевтической модальностью.
Наночастицы
Наведение по изображениям значительно улучшило нацеливание и мониторинг MIRET . Наночастицы (NPs) можно использовать в качестве носителей или зондов для регенеративной терапии. . В частности, магнитные NPs (МNPs) в сочетании с терапевтическими средствами могут быть направлены к целевому участку с помощью магнитных сил. Магнитно-резонансная томография (МРТ) с помощью МNPs может обеспечить руководство по визуализации для минимально инвазивных процедур . МРТ обеспечивает большие преимущества для мониторинга, направления и контроля минимально инвазивных и терапевтических вмешательств, которые включают превосходное различение тканей, высокую индикацию нервов и кровеносных сосудов, субмиллиметровое разрешение, получение многоплоскостных и трехмерных (3D) изображений. Например, Chertok et al .(2008) . использовали NPs оксида железа (12 мг Fe/кг) для минимально инвазивной доставки лекарств к опухолям головного мозга ( т.е., ортотопические 9L-глиосаркомы). МРТ (плотность магнитного поля 0,4 Тл в течение 30 мин) использовали для неинвазивного мониторинга NPs. Магнитные NPs вводили внутривенно, что позволяло избежать потенциальной токсичности NP из-за их накопления. В другом исследовании полиэтиленгликоль был функционализирован с использованием оксида железа, NP-восстановленного оксида графена, и использовался для фототермической терапии опухолей под визуальным контролем на мышиной модели в течение семи дней. Этот нанокомпозитный материал обладал сильными сверхмагнитными свойствами и высокой физиологической стабильностью. Система управления траекторией на основе МРТ также позволила доставлять вирусные векторы в генной терапии. МРТ также была модернизирована до интраоперационной и в режиме реального времени (RT)-MRI с направленной доставкой . Эта система обеспечивала ценное руководство, точное нацеливание, мониторинг и визуализацию во время внутримозговой доставки клеток .
Маркировка и отслеживание SК могут быть выполнены с помощью МРТ с использованием сверхмагнитных NP оксида железа (SMION) , оптической визуализации с использованием NPs золота , флуоресцентной визуализации с использованием квантовых точек , полимерных NP и NP кремнезема . Эти NPs с магнитными или оптическими свойствами позволяют отслеживать внутриклеточные процессы в режиме реального времени. Хотя эти NP не были одобрены для отслеживания SC в клинических условиях, достижения в области нанотехнологий, биовизуализации и химической функционализации приблизит молекулярную и клеточную визуализацию к клинике. Прямая маркировка SК может быть выполнена для раннего обнаружения SK с помощью флуоресценции, МРТ, однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) и позиционной эмиссионной томографии (ПЭТ). Непрямые подходы к мечению SK включают использование визуализации репортерного гена с помощью флуоресценции, биолюминесценции, ОФЭКТ, ПЭТ и МРТ .
Флуоресцентная визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне - это еще одна технология отслеживания клеток с помощью мечения IR-флуоресцентного белка / гена. Последний метод позволил обнаружить инъецированные меченые мезенхимальные SCs (MSCs) у мышей . Текущие ограничения этих технологий визуализации заключаются в стабильной маркировке, биосовместимости in vivo и эффективности долгосрочного отслеживания. Однако эти технологии предоставили большие возможности для дальнейшего развития MIRET.
Добавить комментарий