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推奨レビュアー: カルメルジュカルアナ

組織工学の足場とは何ですか?

組織工学と再生医療は、人体に”足場”を作るために使用することができます。 これらの足場は、損傷または疾患の後に損傷された可能性のある器官および器官系を支持するために使用される。 組織工学とは何ですか? 「組織工学は、生物学的機能を改善または置き換えるために、細胞、工学および材料方法、および適切な生化学的および物理化学的要因の組み合わせの使 これは、幹細胞の使用によって最も一般的に達成される。 幹細胞は、未分化の細胞のユニークなタイプです。 したがって、これらの構築物を作成する主な焦点は、これらの幹細胞を安全に送達し、これらの幹細胞が分化できるように物理的および機械的に安定

足場は臨床医学において非常に重要である。 これは、今後のフィールドであり、通常、臓器疾患または障害を含む条件に関連付けられています。 これは、臓器を再構築し、正常な機能を返すために使用されます。

要件足場は、その目的を満たす必要があります

  • 細胞の付着と移動を許可する
  • 細胞と生化学的因子を送達し、保持する
  • 重要な細胞栄養素と発現された生成物の拡散を可能にする
  • 細胞相の挙動を変更するために一定の機械的および生物学的影響を及ぼす

組織工学における足場を達成することができる方法の二つの主なタイプがあります。

注射可能な組織工学

注射可能な組織工学は、幹細胞に生体材料を注入し、その場でゲルを形成することができる心臓などの器官に注入する侵襲的な手順として使用することができます。 ゲルin-situは、幹細胞と様々な生体材料を含む可溶性液体であり、体内に注入されると凝固し、器官の構造を維持するための足場として機能するゲルを形成 その後、幹細胞は必要な細胞(主に心筋などの筋肉細胞)に分化し、以前に病気などのために破壊された筋肉組織を置換します。 体内の臓器に注入することができる様々な異なる生体材料があります。 これらの生体材料は下記のものを含んでいます:フィブリン、アルギン酸塩、Matrigel、コラーゲンおよびキトサン。 注入される生体材料は、幹細胞を運ぶ必要はありません。 それらは注入後器官機能の改善を示す他の化学部品と注入されるかもしれません。

侵襲的技術を用いた設計された構築物

基本的に、このプロセスはパッチ(または移植片)のin vitro構築を含む。 このパッチは、幹細胞と人工細胞外マトリックス(生体材料)の組み合わせから作られています。 設計されたパッチは再建を必要とするボディの影響を受けた区域にそれから外科的に植え付けることができます。 この手順は、倫理と患者の満足度の点で非常に議論の余地があります。 これは主に、この技術が代替的に使用することができる他の技術と比較して非常に侵襲的であるためである。 しかし、それは多くの利点を持っています。 まず、セルはすべてマトリックス全体に均等に分布しています。 これは幹細胞の集りが形作られないことを保障する。 第二に、これらの幹細胞の分化は、in vitroで起こることができる。 これは、制御された環境で差別化が行われるため便利です。 これにより、幹細胞が無駄にならず、分化プロセスに間違いがないことが保証されます。 例えば、心筋細胞の代わりに赤血球が形成される。

足場の生分解と気孔率を制御する

時間の経過とともに人体の足場は劣化しなければなりません。 送達されるすべての細胞が完全に統合されるまで、それらは器官に残らなければならない。 しかし、彼らは臓器機能を妨げるように十分に長く残るべきではありません。 これに対する簡単な解決策は生分解性です。 使用される生体材料が劣化する可能性がある場合、それは生体材料が満たすべき上記のすべての必需品を満たす。

多孔質構造を持つように足場を作るには、さまざまな方法があります。 これらは次のとおりです:

  • ナノファイバー自己組織化
  • テキスタイルテクノロジー
  • 溶剤鋳造&微粒子浸出(SCPL)
  • ガス発泡
  • 乳化/凍結乾燥
  • 熱誘起相分離(TIPS)
  • Cad/Cam Technologies

足場の将来の発展

足場の短期目標:

•足場の成功は、(1)足場細胞の生存を定量化し、(2)正常に移植された細胞の分化状態を確認し、(3)ドナー/宿主電気機械的結合を評価し、(4)足場が臓器機能に有益な影響を与えるかどうかを判断する。

•臓器不全後にこれらの足場を移植するのに最適な時期を見つけるための調査が行われ、足場に使用される幹細胞の量は、臓器の損傷の重症度に応じて標準化されるべきである。 これが達成されれば、このタイプの処置はティッシュ工学を使用して器官の再建を必要としてある個人でより迅速に起こります。

足場の長期目標:

•これらの足場が実際の梗塞/患部自体に及ぼす影響(梗塞サイズに対する影響など)と比較して、これらの足場が実際に臓器機能に

•この手順を使用して、他の臓器疾患を成功させて治療できるかを確立します。

•これらの移植片を設計するために使用される異なるタイプのドナー細胞の長所と短所を調査する。

•足場内の細胞生存を増強する技術を調査し、使用することにより、この細胞送達機構を強化する。

足場の3D印刷

参考文献

  • ウィキペディア、2013。 http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Wang,H,et al,2010. 心筋梗塞の処置のための注射可能な心臓ティッシュ工学。 細胞および分子医学108(3)pp.1044-1055
  • Ahmed,T.A,et al,2008. フィブリン: a versatile scaffold for tissue engineering applications,Tissue Eng Part B Rev.14(2)pp.199-215
  • Segers and Lee,2011. 心臓の幹細胞機能を強化するための生体材料、アメリカ心臓協会のジャーナル。 109:pp.910-922
  • MESCHER,Antony. Junqueiraの基本的な組織学。 第13回。 2013. ISBN978-1-259-07232-1