Клиницисты ставят под сомнение перспективу восстановления повреждений тканей и органов, вызванных травмами, опухолями, инфекциями и т.д. Основной целью регенеративной медицины является определение того, как заменить, восстановить, улучшить или регенерировать различные ткани и органы человеческого организма. Инъекции суспензий и стволовых клеток в сочетании с панелями или другими методами тканевой инженерии значительно продвинули область регенеративной медицины.
К сожалению, для поддержания ткани необходимо облегчить взаимодействие между клетками и развитием внеклеточного матрикса, а сбор суспензий с помощью трипсина часто повреждает белки клеточной поверхности, которые жизненно необходимы для взаимодействия между клетками и панелью. Это негативно влияет на адгезию и пролиферацию клеток, что приводит к неравномерному распределению и низкой эффективности восстановления после инъекций.
Традиционная тканевая инженерия с использованием клеток, высеянных на панель, ограничивается высоким уровнем гибели или потери клеток вследствие различных факторов, таких как воспаление участка трансплантации, аутоиммунитет и механические повреждения.
В качестве альтернативы, технология клеточных панелей свободна от ограничений, поскольку она в значительной степени поддерживается образованием межклеточных соединений и секрецией белков. Благодаря своему составу, близкому к натуральным тканям, нет ограничений, связанных с деградацией панелей. Поскольку сбор клеточных листов осуществляется без обработки протеолитическими ферментами, клеточные взаимодействия и структура панелей хорошо сохраняются, а клеточные листы характеризуются более высокой концентрацией клеток и более равномерным распределением без иммунологического вмешательства со стороны каркаса, что повышает их регенеративную способность.
Takeuchi и др. сообщили, что трансплантация клеточных листов последовательно обеспечивает большую выживаемость клеток в течение 12 месяцев по сравнению с клеточными инъекциями, и в них присутствует меньше апоптотических клеток, чем в суспензиях клеток.
Технология клеточных панелей была впервые представлена Takezawa и др. Она была тесно связана с разработкой термореактивных культурных каркасов, покрытых полиизопропилактиламидом. В этом случае изменения температуры приводят к колебаниям между гидрофильным и гидрофобным состоянием, поэтому клетки нормально прилипают и размножаются при более низкой критической температуре раствора, а при понижении температуры инкубации происходит спонтанное отделение клеточных монослоев.
С тех пор как Takezawa и др. впервые разработали метод построения клеточных панелей, он применяется для лечения различных поврежденных тканей, включая суставной хрящ, кости, периодонтальные связки, роговицу, сосуды и миокард. Кроме того, этот подход был модифицирован для сборки трехмерных (3-D) многослойных конструкций, имитирующих сложные структуры природных тканей. Например, из эндотелиальных клеток аорты человека, кардиомиоцитов и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток были получены многослойные васкуляризованные соединительные и миокардиальные ткани. Большинство многослойных листов строилось послойно путем укладки отдельных листов клеток пинцетом или желатиновым толкателем. Как новый метод клеточной терапии, широко используемый в регенеративной медицине, технология клеточных листов становится острой проблемой в медицинских исследованиях.
Общепризнано, что вся процедура технологии изготовления клеточных панелей необходима для подбора клеток, подготовки, выбора типа клеточных листов.
После представления концепции технологии клеточного листа Yang и др. сосредоточились на том, как эта технология применялась в случаях дисфункции роговицы, рака пищевода, резекции трахеи, сердечной недостаточности и других состояний.
Hannachi и др. выделили аспекты структурирования клеток для изготовления, такие как микроструктурирование клеток и кокультура клеток.
Owaki и др. описали различные методы, отражающие состояние исследований клеточных листов до 2014 года. Однако их применение ограничивалось роговицей, сердцем, пищеводом, пародонтальными и суставными хрящами.
Kirby и др. недавно сосредоточились на использовании плоских поверхностей для доставки клеточных монослоев и обсудили применение материаловедения для оптимизации результатов лечения пациентов, а также несколько коммерчески доступных продуктов. Ни один существующий обзор не отразил весь процесс технологии клеточных листов и не привел к очень быстрому развитию этой области.
Для клеточных панелей используют следующие источники. Возможные источники варьируются от соматических клеток, соматических стволовых клеток и эмбриональных стволовых клеток до широко исследуемых в настоящее время индуцированных плюрипотентных клеток.