dit artikel is gecontroleerd door pedagoog
dit artikel is gecontroleerd door pedagoog

dit artikel werd gecontroleerd door pedagoog, maar later werd gewijzigd.

gewijzigd gecontroleerd artikel.png
te controleren artikel

controle van dit artikel wordt gevraagd.

voorgestelde beoordelaar: Carmeljcaruana

wat zijn steigers in tissue engineering?

Weefselengineering kan samen met regeneratieve geneeskunde worden gebruikt om ‘steigers’ in het menselijk lichaam te creëren. Deze steigers worden gebruikt om organen en orgaansystemen te ondersteunen die na letsel of ziekte kunnen zijn beschadigd. Dus wat is tissue engineering? “Tissue engineering is het gebruik van een combinatie van cellen, engineering en materialen methoden, en geschikte biochemische en fysisch-chemische factoren ter verbetering of vervanging van biologische functies”. Dit wordt meestal bereikt door het gebruik van stamcellen. De cellen van de stam zijn unieke types van cellen die ongedifferentieerd zijn. De belangrijkste focus van het maken van deze constructies is om deze stamcellen veilig te kunnen leveren, en een structuur te creëren die fysiek en mechanisch stabiel is zodat deze stamcellen kunnen differentiëren. Steigers zijn van groot belang in de klinische geneeskunde. Het is een aankomend gebied, en gewoonlijk geassocieerd met voorwaarden die orgaanziekte of mislukking impliceren. Het wordt gebruikt om organen te herbouwen en normale functie terug te geven.

eisen steigers moeten voor hun doel voldoen

  • celhechting en migratie
  • cellen leveren en vasthouden en biochemische factoren
  • diffusie van vitale celnutriënten en tot expressie gebrachte producten
  • oefenen bepaalde mechanische en biologische invloeden uit om het gedrag van de celfase

te wijzigen er zijn twee belangrijke manieren waarop steigers in weefseltechnologie kunnen worden bereikt.

Injectable tissue engineering

Injectable tissue engineering kan worden gebruikt als een invasieve procedure waarbij stamcellen met een biomateriaal worden geïnjecteerd in een orgaan zoals het hart, dat in situ een gel kan vormen. Een gel in-situ is een oplosbare vloeistof die de stamcellen en diverse biomaterialen bevat, zodra het in het lichaam wordt geïnjecteerd, zal het een gel stollen en vormen die als steiger dienst doet om de structuur van het orgaan op zijn plaats te houden. De stamcellen zullen dan in de vereiste cellen (meestal spiercellen zoals myocardium) differentiëren, en het spierweefsel vervangen dat eerder wegens om het even welke ziekten enz.was vernietigd. Er zijn diverse verschillende biomaterialen die in organen in het lichaam kunnen worden geïnjecteerd; elk heeft bepaalde voor-en nadelen. Deze biomaterialen omvatten: fibrine, alginaat, Matrigel, collageen en Chitosan. Biomaterialen die worden geïnjecteerd, hoeven geen stamcellen te dragen. Zij kunnen met andere chemische componenten worden ingespoten die verbeteringen in orgaanfunctie na injectie tonen.

geconstrueerde constructies met invasieve technieken

fundamenteel omvat dit proces de in vitro constructie van een patch (of een graft). Dit flard wordt gemaakt van een combinatie van stamcellen en een kunstmatige extracellulaire matrix (biomateriaal). Het gebouwde flard kan dan chirurgisch in beà nvloede gebieden van het lichaam worden geïmplanteerd die wederopbouw vereisen. Deze procedure is zeer controversieel in termen van ethiek en ook de tevredenheid van de patiënt. Dit komt vooral omdat deze techniek zeer invasief is in vergelijking met andere technieken die alternatief kunnen worden gebruikt. Het heeft echter vele voordelen. Ten eerste worden de cellen gelijkmatig verdeeld over de matrix. Dit zorgt ervoor dat de clusters van de stamcel niet worden gevormd. Ten tweede kan de differentiatie van deze stamcellen in vitro plaatsvinden. Dit is handig omdat de differentiatie plaatsvindt in een gecontroleerde omgeving. Dit zorgt ervoor dat stamcellen niet worden verspild, en ook dat er geen fouten in het differentiatieproces. Bijvoorbeeld, rode bloedcellen worden gevormd in plaats van cardiomyocytes.

controle van de biologische afbraak en poreusheid van steigers

na verloop van tijd moeten steigers in het menselijk lichaam afbreken. Zij moeten in het orgaan blijven totdat alle cellen die worden geleverd volledig geïntegreerd zijn. Ze mogen echter niet lang genoeg blijven hangen zodat ze de orgaanfunctie belemmeren. Een eenvoudige oplossing hiervoor is biologische afbreekbaarheid. Als het gebruikte biomateriaal kan degraderen, dan voldoet het aan alle bovenstaande vereisten waaraan een biomateriaal moet voldoen.

er zijn veel verschillende manieren waarop steigers gemaakt kunnen worden zodat ze een poreuze structuur hebben. Deze omvatten:

  • Nanovezel Self-Assembly
  • Textiel technologieën
  • Oplosmiddel Casting & Deeltjes Uitloging (SCPL)
  • Gas Schuimende
  • Emulgeren/vriesdrogen
  • Thermisch Geïnduceerde van Fase-Separatie (TIPS)
  • Electrospinning
  • CAD/CAM-technieken

Toekomstige ontwikkelingen voor steigers

Korte-termijn doelen voor steigers:

•Scaffold succes moet worden gestandaardiseerd met behulp van deze criteria – (1) kwantificeren van scaffold cell survival, (2) vaststellen van de gedifferentieerde status van met succes geëngraveerde cellen, (3) beoordelen donor/gastheer elektromechanische koppeling, en (4) bepalen of scaffold een gunstige invloed hebben op de orgaanfunctie.

* onderzoek dient plaats te vinden om het perfecte moment te vinden om deze steigers te implanteren na een orgaanfalen, en ook de hoeveelheid stamcellen die in een steiger worden gebruikt, moet worden gestandaardiseerd op basis van de ernst van de schade aan het orgaan. Als dit wordt bereikt, zal dit type van behandeling sneller in individuen voorkomen die aan orgaanreconstructie gebruikend weefselengineering nodig zijn.

langetermijndoelen voor steigers:

* bepaal in welke mate deze steigers daadwerkelijk bijdragen aan de orgaanfunctie, in vergelijking met de effecten die ze hebben op het werkelijke infarct/aangetaste gebied zelf (bv. effect op infarctgrootte).

* Bepaal met behulp van deze procedure welke andere orgaanziekten met succes kunnen worden behandeld.

* onderzoek de voor – en nadelen van verschillende typen donorcellen die worden gebruikt om deze transplantaten te ontwikkelen.

•versterk dit celafgiftemechanisme door het onderzoeken en gebruiken van technieken om de celoverleving in het schavot te verbeteren.

3D printing of scaffolds

Bibliografie

  • Wikipedia, 2013. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Wang, h, et al, 2010. Injecteerbare cardiale weefselengineering voor de behandeling van myocardinfarct. Cellulaire en Moleculaire Geneeskunde 108 (3) pp. 1044-1055
  • Ahmed, T. A, et al, 2008. Fibrine: a versatile scaffold for tissue engineering applications, Tissue Eng Part B Rev.14(2) pp. 199-215
  • Segers and Lee, 2011. Biomaterialen om de functie van de stamcel in het hart, Dagboek van de American heart association te verbeteren. 910-922
  • Mescher, Antony. Junqueira ‘ s Basishistologie. 13de editie. 2013. ISBN 978-1-259-07232-1