tento článek byl zkontrolován pedagogem
tento článek byl zkontrolován pedagogem

tento článek byl zkontrolován pedagogem, ale později byl změněn.

změněn kontrolovaný článek.png
článek, který má být zkontrolován

je vyžadována kontrola tohoto článku.

doporučený recenzent: Carmeljcaruana

co jsou lešení v tkáňovém inženýrství?

tkáňové inženýrství spolu s regenerativní medicínou lze použít k vytvoření „lešení“ v lidském těle. Tato lešení se používají k podpoře orgánů a orgánových systémů, které mohly být poškozeny po zranění nebo nemoci. Takže co je tkáňové inženýrství? „Tkáňové inženýrství je použití kombinace buněčných, inženýrských a materiálových metod a vhodných biochemických a fyzikálně-chemických faktorů ke zlepšení nebo nahrazení biologických funkcí“. Toho se nejčastěji dosahuje použitím kmenových buněk. Kmenové buňky jsou jedinečné typy buněk, které jsou nediferencované. Hlavním zaměřením vytváření těchto konstrukcí je tedy schopnost bezpečně dodat tyto kmenové buňky a vytvořit strukturu, která je fyzicky a mechanicky stabilní, aby se tyto kmenové buňky mohly diferencovat.

lešení mají v klinické medicíně velký význam. Je to Nadcházející pole, a obvykle spojené s podmínkami zahrnujícími onemocnění orgánů nebo selhání. Používá se k obnově orgánů a návratu normální funkce.

požadavky, které musí lešení splnit pro svůj účel

  • umožnit připojení a migraci buněk
  • dodat a zadržet buňky a biochemické faktory
  • umožnit difúzi životně důležitých buněčných živin a exprimovaných produktů
  • vyvinout určité mechanické a biologické vlivy pro změnu chování buněčné fáze

existují dva hlavní typy způsobů, jak lze lešení v tkáňovém inženýrství dosáhnout.

injekční tkáňové inženýrství

injekční tkáňové inženýrství lze použít jako invazivní postup, který zahrnuje injekci kmenových buněk biomateriálem do orgánu, jako je srdce, které může tvořit gel in-situ. Gel in-situ je rozpustná kapalina, která obsahuje kmenové buňky a různé biomateriály, jakmile se vstříkne do těla, ztuhne a vytvoří gel, který působí jako lešení, aby udržel strukturu orgánu na místě. Kmenové buňky se pak diferencují na požadované buňky (většinou svalové buňky, jako je myokard), a nahradí svalovou tkáň, která byla dříve zničena kvůli jakýmkoli onemocněním atd. Existují různé různé biomateriály, které lze injektovat do orgánů v těle; každý z nich má určité výhody a nevýhody. Mezi tyto biomateriály patří: Fibrin, alginát, Matrigel, kolagen a Chitosan. Biomateriály, které jsou injikovány, nemusí nést kmenové buňky. Mohou být injikovány jinými chemickými složkami, které vykazují zlepšení funkce orgánů po injekci.

konstruované konstrukce využívající invazivní techniky

v zásadě tento proces zahrnuje in vitro konstrukci náplasti (nebo štěpu). Tato náplast je vyrobena z kombinace kmenových buněk a umělé extracelulární matrice (biomateriál). Upravená náplast pak může být chirurgicky implantována do postižených oblastí těla, které potřebují rekonstrukci. Tento postup je velmi kontroverzní z hlediska etiky a také spokojenosti pacientů. Je to hlavně proto, že tato technika je velmi invazivní ve srovnání s jinými technikami, které lze použít alternativně. Má však mnoho výhod. Za prvé, všechny buňky jsou rozloženy rovnoměrně po matrici. Tím je zajištěno, že se nevytvářejí klastry kmenových buněk. Za druhé, diferenciace těchto kmenových buněk může probíhat in vitro. To je výhodné, protože diferenciace probíhá v kontrolovaném prostředí. Tím je zajištěno, že kmenové buňky nejsou zbytečné, a také, že neexistují žádné chyby v procesu diferenciace. Například, červené krvinky jsou vytvořeny místo kardiomyocytů.

řízení biodegradace a pórovitosti lešení

v průběhu času se lešení v lidském těle musí degradovat. Musí zůstat v orgánu, dokud nebudou všechny dodané buňky plně integrovány. Neměly by však trvat dostatečně dlouho, aby bránily funkci orgánů. Jednoduchým řešením je biologická rozložitelnost. Pokud se použitý biomateriál může degradovat, pak splňuje všechny výše uvedené potřeby, které by biomateriál měl splňovat.

existuje mnoho různých způsobů, jak lešení mohou být vyrobeny tak, že mají porézní strukturu. Patří mezi ně:

  • Nanovlákenná vlastní montáž
  • textilní technologie
  • lití rozpouštědlem & loužení částic (SCPL)
  • plynová pěna
  • Emulgace/lyofilizace
  • tepelně indukovaná fázová separace (tipy)
  • Elektrospinning
  • CAD/CAM technologies

budoucí vývoj pro lešení

krátkodobé cíle pro lešení:

•úspěch lešení by měl být standardizován pomocí těchto kritérií – (1) kvantifikovat přežití lešení, (2) zjistit diferencovaný stav úspěšně roubovaných buněk, (3) posoudit elektromechanickou vazbu dárce/hostitele a (4) určit, zda lešení má příznivý vliv na funkci orgánů.

•mělo by být provedeno vyšetřování, aby se zjistil ideální čas pro implantaci těchto lešení po selhání orgánu, a také množství kmenových buněk použitých v lešení by mělo být standardizováno podle závažnosti poškození orgánu. Pokud je toho dosaženo, tento typ léčby se objeví rychleji u jedinců, kteří potřebují rekonstrukci orgánů pomocí tkáňového inženýrství.

dlouhodobé cíle pro lešení:

* zjistěte, do jakého účinku tato lešení skutečně přispívají k funkci orgánů, ve srovnání s účinky, které má na samotný infarkt / postiženou oblast (např. vliv na velikost infarktu).

* zjistěte, jaká další onemocnění orgánů by mohla být úspěšně léčena pomocí tohoto postupu.

* Prozkoumejte výhody a nevýhody různých typů dárcovských buněk používaných k návrhu těchto štěpů.

* posílit tento mechanismus dodávání buněk vyšetřením a použitím technik ke zvýšení přežití buněk v lešení.

3D tisk lešení

bibliografie

  • Wikipedia, 2013. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Wang, H, et al, 2010. Injekční inženýrství srdeční tkáně pro léčbu infarktu myokardu. Cellular and molecular medicine 108 (3) pp. 1044-1055
  • Ahmed, T. A, et al, 2008. Fibrin: univerzální lešení pro aplikace tkáňového inženýrství, tkáň Eng část B Rev. 14 (2) s. 199-215
  • Segers a Lee, 2011. Biomateriály pro zlepšení funkce kmenových buněk v srdci, Journal of American heart association. 109: s. 910-922
  • MESCHER, Antony. Junqueirova základní histologie. 13. vydání. 2013. ISBN 978-1-259-07232-1