Este artículo fue revisado por pedagogo
Este artículo fue revisado por pedagogo

Este artículo fue revisado por un pedagogo, pero más tarde fue cambiado.

Cambiado comprobado artículo.png
Artículo que debe comprobarse

Se solicita la comprobación de este artículo.

Revisor sugerido: Carmeljcaruana

¿Qué son los andamios en la ingeniería de tejidos?

La ingeniería de tejidos junto con la medicina regenerativa se puede utilizar para crear «Andamios» en el cuerpo humano. Estos armazones se utilizan para sostener órganos y sistemas de órganos que pueden haber sido dañados después de una lesión o enfermedad. Entonces, ¿qué es la ingeniería de tejidos? «La ingeniería de tejidos es el uso de una combinación de células, métodos de ingeniería y materiales, y factores bioquímicos y fisicoquímicos adecuados para mejorar o sustituir las funciones biológicas». Esto se logra más comúnmente a través del uso de células madre. Las células madre son tipos únicos de células indiferenciadas. Así que el objetivo principal de crear estas construcciones es ser capaz de entregar de forma segura estas células madre, y crear una estructura que sea física y mecánicamente estable para que estas células madre puedan diferenciarse.

Los andamios son de gran importancia en medicina clínica. Es un campo próximo y, por lo general, se asocia con afecciones que involucran enfermedades o fallas de órganos. Se utiliza para reconstruir órganos y devolver la función normal.

Requisitos que deben cumplir los andamios en su propósito

  • Permitir la unión y migración celular
  • Entregar y retener células y factores bioquímicos
  • Permitir la difusión de nutrientes vitales para las células y productos expresados
  • Ejercer ciertas influencias mecánicas y biológicas para modificar el comportamiento de la fase celular

Hay dos tipos principales de formas en que se pueden lograr los andamios en la ingeniería de tejidos.

Ingeniería de tejidos inyectables

La ingeniería de tejidos inyectables se puede utilizar como un procedimiento invasivo que implica inyectar células madre con un biomaterial en un órgano como el Corazón que puede formar un gel in situ. Un gel in situ es un líquido soluble que contiene las células madre y varios biomateriales, una vez inyectado en el cuerpo, se solidificará y formará un gel que actúa como un andamio para mantener la estructura del órgano en su lugar. Las células madre se diferenciarán en las células necesarias (en su mayoría células musculares como el miocardio)y reemplazarán el tejido muscular que se había destruido previamente debido a cualquier enfermedad, etc. Hay varios biomateriales diferentes que se pueden inyectar en los órganos del cuerpo; cada uno tiene ciertas ventajas y desventajas. Estos biomateriales incluyen: Fibrina, Alginato, Matrigel, Colágeno y Quitosano. Los biomateriales que se inyectan no tienen que llevar células madre. Se pueden inyectar con otros componentes químicos que muestren mejoras en la función orgánica después de la inyección.

Construcciones de ingeniería utilizando técnicas invasivas

Fundamentalmente, este proceso implica la construcción in vitro de un parche (o un injerto). Este parche está hecho de una combinación de células madre y una matriz extracelular artificial (biomaterial). El parche de ingeniería se puede implantar quirúrgicamente en las áreas afectadas del cuerpo que necesitan reconstrucción. Este procedimiento es muy controvertido en términos de ética y también de satisfacción del paciente. Esto se debe principalmente a que esta técnica es muy invasiva en comparación con otras técnicas que se pueden usar alternativamente. Sin embargo, tiene muchas ventajas. En primer lugar, todas las células están distribuidas uniformemente a través de la matriz. Esto asegura que no se formen grupos de células madre. En segundo lugar, la diferenciación de estas células madre puede tener lugar in vitro. Esto es conveniente porque la diferenciación se produce en un entorno controlado. Esto asegura que las células madre no se desperdicien, y también que no haya errores en el proceso de diferenciación. Por ejemplo, se forman glóbulos rojos en lugar de cardiomiocitos.

Control de la biodegradación y la porosidad de los andamios

Con el tiempo, los andamios en el cuerpo humano deben degradarse. Ellos deben permanecer en el órgano hasta que todas las células que se entregan totalmente integrado. Sin embargo, no deben permanecer el tiempo suficiente para obstaculizar el funcionamiento de los órganos. Una solución simple a esto es la biodegradabilidad. Si el biomaterial utilizado puede degradarse, entonces satisface todas las necesidades anteriores que un biomaterial debe satisfacer.

Hay muchas maneras diferentes de hacer andamios para que tengan una estructura porosa. Estos incluyen:

  • Autoensamblaje de Nanofibras
  • Tecnologías textiles
  • Fundición a disolvente & Lixiviación de partículas (SCPL)
  • Espuma de gas
  • Emulsificación/Liofilización
  • Separación de fases Inducida Térmicamente (PUNTAS)
  • Electrospinning
  • Tecnologías CAD/CAM

Desarrollos futuros para andamios

Objetivos a corto plazo para andamios:

* El éxito del armazón debe estandarizarse utilizando estos criterios: (1) cuantificar la supervivencia celular del armazón, (2) determinar el estado diferenciado de las células injertadas con éxito, (3) evaluar el acoplamiento electromecánico donante/huésped, y (4) determinar si el armazón tiene un impacto beneficioso en la función de los órganos.

* Se debe realizar una investigación para averiguar el momento perfecto para implantar estos armazones después de una falla orgánica, y también la cantidad de células madre utilizadas en un armazónse debe estandarizar de acuerdo con la gravedad del daño al órgano. Si esto se logra, este tipo de tratamiento ocurrirá más rápidamente en individuos que necesitan reconstrucción de órganos mediante ingeniería de tejidos.

Objetivos a largo plazo para los armazones:

* Establecer el efecto que estos armazones contribuyen realmente a la función de los órganos, en comparación con los efectos que tienen en la propia zona afectada/del infarto (por ejemplo, efecto en el tamaño del infarto).

•Establecer qué otras enfermedades de órganos podrían tratarse con éxito con este procedimiento.

•Investigue los pros y los contras de los diferentes tipos de células donadas utilizadas para diseñar estos injertos.

•Reforzar este mecanismo de entrega celular mediante la investigación y el uso de técnicas para mejorar la supervivencia celular en el armazón.

Impresión 3D de andamios

Bibliografía

  • Wikipedia, 2013. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Wang, H, et al, 2010. Ingeniería de tejidos cardíacos inyectables para el tratamiento del infarto de miocardio. Medicina celular y molecular 108 (3) pp. 1044-1055
  • Ahmed, T. A, et al, 2008. Fibrina: un andamio versátil para aplicaciones de ingeniería de tejidos, Tissue Eng Parte B Rev.14(2) pp. 199-215
  • Segers y Lee, 2011. Biomateriales para mejorar la función de las células madre en el corazón, Revista de la asociación americana del corazón. 109: pp.910-922
  • MESCHER, Antony. Histología Básica de Junqueira. 13ª edición. 2013. ISBN 978-1-259-07232-1