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Recensore suggerito: Carmeljcaruana

Cosa sono gli scaffold nell’ingegneria tissutale?

L’ingegneria tissutale e la medicina rigenerativa possono essere utilizzate per creare “impalcature” nel corpo umano. Queste impalcature sono utilizzate per supportare organi e sistemi di organi che potrebbero essere stati danneggiati dopo lesioni o malattie. Allora, qual è l’ingegneria dei tessuti? “L’ingegneria tissutale è l’uso di una combinazione di metodi di cellule, ingegneria e materiali e di fattori biochimici e fisico-chimici idonei a migliorare o sostituire le funzioni biologiche”. Ciò è più comunemente ottenuto attraverso l’uso di cellule staminali. Le cellule staminali sono tipi unici di cellule indifferenziate. Quindi l’obiettivo principale della creazione di questi costrutti è essere in grado di fornire in modo sicuro queste cellule staminali e creare una struttura fisicamente e meccanicamente stabile in modo che queste cellule staminali possano differenziarsi.

Gli scaffold sono di grande importanza nella medicina clinica. Si tratta di un campo imminente, e di solito associata a condizioni che coinvolgono la malattia organo o fallimento. È usato per ricostruire gli organi e restituire la funzione normale.

Requisiti di ponteggi deve compiere il loro scopo

  • Consentire l’adesione cellulare e la migrazione
  • Fornire e mantenere le cellule e fattori biochimici
  • Abilitare la diffusione di vitale delle cellule le sostanze nutrienti ed espresse prodotti
  • Esercitare determinate meccaniche e biologiche influenza per modificare il comportamento della cella fase di

Ci sono due tipi principali di modi ponteggi in ingegneria tissutale può essere raggiunto.

Ingegneria dei tessuti iniettabili

L’ingegneria dei tessuti iniettabili può essere utilizzata come procedura invasiva che prevede l’iniezione di cellule staminali con un biomateriale in un organo come il cuore che può formare un gel in situ. Un gel in situ è un liquido solubile che contiene le cellule staminali e vari biomateriali, una volta iniettato nel corpo, si solidifica e forma un gel che funge da impalcatura per mantenere la struttura dell’organo in posizione. Le cellule staminali si differenzieranno quindi nelle cellule richieste (principalmente cellule muscolari come il miocardio) e sostituiranno il tessuto muscolare che era stato distrutto in precedenza a causa di eventuali malattie ecc. Ci sono vari biomateriali diversi che possono essere iniettati negli organi del corpo; ognuno ha alcuni vantaggi e svantaggi. Questi biomateriali includono: Fibrina, alginato, Matrigel, Collagene e chitosano. I biomateriali iniettati non devono trasportare cellule staminali. Possono essere iniettati con altri componenti chimici che mostrano miglioramenti nella funzione dell’organo post-iniezione.

Costrutti ingegnerizzati con tecniche invasive

Fondamentalmente, questo processo comporta la costruzione in vitro di un cerotto (o di un innesto). Questo cerotto è costituito da una combinazione di cellule staminali e una matrice extracellulare artificiale (biomateriale). La patch ingegnerizzata può quindi essere impiantata chirurgicamente in aree del corpo interessate che necessitano di ricostruzione. Questa procedura è molto controversa in termini di etica e anche soddisfazione del paziente. Questo è principalmente perché questa tecnica è molto invasiva rispetto ad altre tecniche che possono essere utilizzate in alternativa. Tuttavia, ha molti vantaggi. In primo luogo, le celle sono tutte distribuite uniformemente sulla matrice. Ciò garantisce che i cluster di cellule staminali non si formino. In secondo luogo, la differenziazione di queste cellule staminali può avvenire in vitro. Questo è conveniente perché la differenziazione avviene in un ambiente controllato. Questo assicura che le cellule staminali non vengono sprecate, e anche che non ci sono errori nel processo di differenziazione. Ad esempio, i globuli rossi si formano invece dei cardiomiociti.

Controllo della biodegradazione e della porosità degli scaffold

Nel tempo gli scaffold nel corpo umano devono degradarsi. Devono rimanere nell’organo fino a quando tutte le cellule che vengono consegnate diventano completamente integrate. Tuttavia, non dovrebbero indugiare abbastanza a lungo in modo da ostacolare la funzione dell’organo. Una soluzione semplice a questo è la biodegradabilità. Se il biomateriale utilizzato può degradarsi, allora soddisfa tutte le necessità di cui sopra che un biomateriale dovrebbe soddisfare.

Esistono molti modi diversi per realizzare scaffold in modo che abbiano una struttura porosa. Questi includono:

  • Nanofibra Self-Assembly
  • Tessili tecnologie
  • Solvent Casting & Particolato Lisciviazione (SCPL)
  • Gas di Schiumatura
  • Emulsione/liofilizzazione
  • Termicamente Indotta Fase di Separazione (CONSIGLI)
  • Elettrofilatura
  • Tecnologie CAD/CAM

sviluppi Futuri per ponteggi

obiettivi a Breve termine per ponteggi:

•Il successo dello scaffold dovrebbe essere standardizzato utilizzando questi criteri: (1) quantificare la sopravvivenza delle cellule dello scaffold, (2) accertare lo stato differenziato delle cellule attecchite con successo, (3) valutare l’accoppiamento elettromeccanico donatore/ospite e (4) determinare se lo scaffold ha un impatto benefico sulla funzione degli organi.

•Le indagini dovrebbero aver luogo per scoprire il momento perfetto per impiantare questi scaffold dopo un guasto di un organo, e anche la quantità di cellule staminali utilizzate in uno scaffold dovrebbe essere standardizzata in base alla gravità del danno all’organo. Se questo è raggiunto, questo tipo di trattamento avverrà più rapidamente in individui che hanno bisogno di ricostruzione di organi utilizzando l’ingegneria tissutale.

Obiettivi a lungo termine per gli scaffold:

•Stabilire in che modo questi scaffold contribuiscono effettivamente alla funzione dell’organo, rispetto agli effetti che ha sull’infarto/area interessata stessa (ad esempio effetto sulla dimensione dell’infarto).

•Stabilire quali altre malattie degli organi potrebbero essere trattate con successo utilizzando questa procedura.

•Studiare i pro e i contro di diversi tipi di cellule donatrici utilizzate per progettare questi innesti.

•Rafforzare questo meccanismo di consegna cellulare studiando e utilizzando tecniche per migliorare la sopravvivenza cellulare nello scaffold.

Stampa 3D di scaffold

Bibliografia

  • Wikipedia, 2013. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Wang, H, et al, 2010. Ingegneria del tessuto cardiaco iniettabile per il trattamento dell’infarto miocardico. Medicina cellulare e molecolare 108(3) pp. 1044-1055
  • Ahmed, TA, et al, 2008. Fibrina: un’impalcatura versatile per applicazioni di ingegneria tissutale, Tissue Eng Part B Rev. 14(2) pp. 199-215
  • Segers e Lee, 2011. Biomateriali per migliorare la funzione delle cellule staminali nel cuore, Journal of the American heart association. 109: pp. 910-922
  • MESCHER, Antonio. L’istologia di base di Junqueira. 13a edizione. 2013. ISBN 978-1-259-07232-1