Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сердечно-сосудистые заболевания стали ведущей причиной смерти во всем мире, вызывая почти 1/3 случаев смерти ежегодно. Благодаря своей важности и перспективности в лечении сердечно-сосудистых заболеваний регенерация сосудов привлекла внимание всего мира как в академических, так и в клинических условиях. В процессе регенерации сосудов ремоделирование эндотелия, которое относится к формированию сплошного монослоя эндотелиальных клеток сосудов в просвете, играет жизненно важную роль. Однако быстрая эндотелизация сталкивается с большими проблемами при использовании существующих синтетических биоматериалов или инженерных методов, поскольку ремоделирование эндотелия сосудов является сложным и динамичным процессом. Успешное ремоделирование эндотелия стало ключом к успеху ремоделирования сосудов.
На протяжении процесса эндотелиализации собственных кровеносных сосудов эндотелиальные клетки сосудов и клетки-предшественники сначала привлекаются / мигрируют к участкам регенерации, после чего происходит адгезия и распространение эндотелиальных клеток сосудов с образованием сливного монослоя эндотелиальных клеток сосудов. В организме человека такие процессы реализуются посредством ступенчатой модуляции функций эндотелиальных клеток сосудов на разных этапах, опосредованной внеклеточным матриксом (ВКМ). Тем не менее, существующие синтетические биоматериалы обычно демонстрируют статические свойства, которые не могут предложить динамические стимулы, особенно по требованию, для управления специфическими функциями эндотелиальных клеток сосудов на разных этапах ремоделирования эндотелия.
В исследовательской статье, недавно опубликованной в пекинском журнале National Science Review, ученые из Института передовых технологий Китайской академии наук, Шэньчжэнь, чтобы реализовать манипуляции с функциями эндотелиальных клеток по требованию для удовлетворения требований ремоделирования эндотелия, Китай демонстрирует дистанционно управляемый "умный" платформа, которая эффективно управляет запрограммированным ремоделированием эндотелия сосудов контролируемым во времени образом. В этой работе соавторы Dr. Цилун Чжао (первый автор), г-жа. Хуан Ван (соавтор) и доктор. Сюэминь Ду (автор-корреспондент) разрабатывает двухслойную платформу с программируемой топографией поверхности с использованием полимера с памятью формы и фототермического агента, золотых наностержней.
Двухслойная платформа обладает изначально стабильной анизотропной топографией массива микроканавок в физиологической среде, которая может значительно направлять поляризацию клеток и тем самым усиливать коллективную миграцию эндотелиальных клеток сосудов. После 10-секундного облучения в ближней инфракрасной области (NIR) тепло, выделяемое на нижнем слое, может вызвать изменение топографии поверхности платформы от исходного массива анизотропных микроканавок до постоянного изотропного массива микростолбиков. Соответственно, фокальная адгезия и распространение эндотелиальных клеток сосудов могут впоследствии стимулироваться на более поздней стадии эндотелиализации платформой с изменяющейся топографией. Платформа с дистанционным управлением "умный" properties успешно продвигает различные функции сосудистых эндотелиальных клеток, в свою очередь, что имитирует динамические ECM-опосредованные эффекты на протяжении всего процесса эндотелиализации, впервые с использованием синтетических биоматериалов.
"Традиционно биоматериалы и каркасы тканевой инженерии предлагают подходящие платформы для поддержки прикрепления и роста клеток. В настоящее время мы стремимся разработать биоматериалы с динамическими свойствами, чтобы активно модулировать различные клеточные функции определенными пространственно-временными способами, как естественный ECM в наших телах," Доктор. Сюэминь Ду сказал, "Мы считаем, что биоматериалы с динамическими свойствами внесут значительный вклад в процесс заживления ран и комплексную регенерацию тканей / органов".