Ten artykuł został sprawdzony przez pedagoga
Ten artykuł został sprawdzony przez pedagoga

artykuł ten został sprawdzony przez pedagoga, ale później został zmieniony.

zmieniono sprawdzony artykuł.png
artykuł do sprawdzenia

prosimy o sprawdzenie tego artykułu.

sugerowany recenzent: Carmeljcaruana

czym są rusztowania w inżynierii tkankowej?

Inżynieria tkankowa wraz z medycyną regeneracyjną może być wykorzystana do tworzenia „rusztowań” w ludzkim ciele. Rusztowania te służą do wspierania narządów i układów narządów, które mogły zostać uszkodzone po urazie lub chorobie. Czym jest inżynieria tkankowa? „Inżynieria tkankowa polega na wykorzystaniu kombinacji komórek, metod inżynierii i materiałów oraz odpowiednich czynników biochemicznych i fizykochemicznych w celu poprawy lub zastąpienia funkcji biologicznych”. Najczęściej osiąga się to poprzez wykorzystanie komórek macierzystych. Komórki macierzyste są unikalnymi typami komórek, które są niezróżnicowane. Głównym celem tworzenia tych konstruktów jest możliwość bezpiecznego dostarczania tych komórek macierzystych i stworzenie struktury, która jest fizycznie i mechanicznie stabilna, tak aby te komórki macierzyste mogły się różnicować.

rusztowania mają ogromne znaczenie w medycynie klinicznej. Jest to dziedzina nadciągająca i zwykle związana z chorobami narządów lub awarią. Służy do odbudowy narządów i przywrócenia prawidłowej funkcji.

wymagania rusztowania muszą spełniać w swoim celu

  • umożliwić przyłączenie i migrację komórek
  • dostarczać i zatrzymywać komórki i czynniki biochemiczne
  • umożliwić dyfuzję ważnych składników odżywczych i produktów ekspresji komórek
  • wywierać pewne mechaniczne i biologiczne wpływy, aby zmodyfikować zachowanie fazy komórkowej

istnieją dwa główne rodzaje sposobów osiągnięcia rusztowań w inżynierii tkankowej.

iniekcyjna Inżynieria tkankowa

iniekcyjna Inżynieria tkankowa może być stosowana jako inwazyjna procedura, która obejmuje wstrzykiwanie komórek macierzystych z biomateriałem do narządu, takiego jak serce, które może tworzyć żel in situ. Żel in situ jest rozpuszczalną cieczą, która zawiera komórki macierzyste i różne biomateriały, po wstrzyknięciu do organizmu zestali się i utworzy żel, który działa jak rusztowanie, aby utrzymać strukturę narządu na miejscu. Komórki macierzyste następnie różnicują się w Wymagane komórki (głównie komórki mięśniowe, takie jak mięsień sercowy) i zastępują tkankę mięśniową, która została zniszczona wcześniej z powodu jakichkolwiek chorób itp. Istnieją różne biomateriały, które można wstrzykiwać do narządów w organizmie; każdy z nich ma pewne zalety i wady. Biomateriały te obejmują: fibrynę, alginian, Matrigel, kolagen i chitozan. Biomateriały, które są wstrzykiwane, nie muszą przenosić komórek macierzystych. Mogą być wstrzykiwane z innymi składnikami chemicznymi, które wykazują poprawę funkcji narządów po wstrzyknięciu.

skonstruowano konstrukcje wykorzystujące techniki inwazyjne

zasadniczo proces ten obejmuje in vitro budowę plastra (lub przeszczepu). Plaster ten jest wykonany z połączenia komórek macierzystych i sztucznej macierzy pozakomórkowej (biomateriał). Plaster engineered można następnie chirurgicznie wszczepić w dotknięte obszary ciała, które wymagają rekonstrukcji. Procedura ta jest bardzo kontrowersyjna pod względem etyki, a także satysfakcji pacjenta. Dzieje się tak głównie dlatego, że technika ta jest bardzo inwazyjna w porównaniu z innymi technikami, które można stosować alternatywnie. Ma jednak wiele zalet. Po pierwsze, komórki są rozmieszczone równomiernie w matrycy. Zapewnia to, że klastry komórek macierzystych nie są tworzone. Po drugie, różnicowanie tych komórek macierzystych może odbywać się in vitro. Jest to wygodne, ponieważ różnicowanie zachodzi w kontrolowanym środowisku. Zapewnia to, że komórki macierzyste nie są marnowane, a także, że nie ma błędów w procesie różnicowania. Na przykład, czerwone krwinki są tworzone zamiast kardiomiocytów.

kontrolowanie biodegradacji i porowatości rusztowań

z czasem rusztowania w organizmie człowieka muszą ulec degradacji. Muszą pozostać w narządzie, dopóki wszystkie komórki, które są dostarczane, nie zostaną w pełni zintegrowane. Nie powinny jednak pozostawać wystarczająco długo, aby utrudniać funkcjonowanie narządów. Prostym rozwiązaniem jest biodegradowalność. Jeśli zastosowany biomateriał może ulec degradacji, to spełnia wszystkie powyższe potrzeby, które powinien spełniać biomateriał.

istnieje wiele różnych sposobów rusztowania mogą być wykonane tak, że mają porowatą strukturę. Należą do nich:

  • nanowłókna do samodzielnego montażu
  • technologie tekstylne
  • Odlewanie rozpuszczalnikowe & ługowanie cząstek stałych (SCPL)
  • spienianie gazowe
  • emulgowanie/liofilizacja
  • indukowana termicznie separacja faz (końcówki)
  • elektrospinning
  • technologie CAD/CAM

przyszłe rozwiązania dla rusztowań

krótkoterminowe cele dla rusztowań:

•sukces rusztowania powinien być znormalizowany przy użyciu tych kryteriów – (1) ilościowe przeżycie komórek rusztowania, (2) ustalenie zróżnicowanego statusu pomyślnie wszczepionych komórek, (3) Ocena sprzężenia elektromechanicznego dawcy/gospodarza i (4) określenie, czy rusztowanie ma korzystny wpływ na funkcjonowanie narządów.

•należy przeprowadzić dochodzenie, aby znaleźć idealny czas na wszczepienie tych rusztowań po niewydolności narządu, a także ilość komórek macierzystych użytych w rusztowaniu powinna być znormalizowana w zależności od stopnia uszkodzenia narządu. Jeśli to zostanie osiągnięte, ten rodzaj leczenia nastąpi szybciej u osób, które są w potrzebie rekonstrukcji narządów z wykorzystaniem inżynierii tkankowej.

cele długoterminowe dla rusztowań:

•ustal, jakie inne choroby narządów można leczyć z powodzeniem za pomocą tej procedury.

•zbadaj zalety i wady różnych typów komórek dawców używanych do inżynierii tych przeszczepów.

•wzmocnienie tego mechanizmu dostarczania komórek poprzez badanie i stosowanie technik zwiększających przeżywalność komórek w rusztowaniu.

druk 3D rusztowań

Bibliografia

  • Wikipedia, 2013. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
  • Iniekcyjna Inżynieria tkankowa serca do leczenia zawału mięśnia sercowego. Cellular and molecular medicine 108 (3) PP.1044-1055
  • Ahmed, T. A, et al, 2008. Fibryna: uniwersalne rusztowanie do zastosowań inżynierii tkankowej, Tissue ENG Part B Rev. 14 (2) pp. 199-215
  • Segers and Lee, 2011. Biomaterials to enhance stem cell function in the heart, Journal of the American heart association. 109: S. 910-922
  • MESCHER, Antoniusz. Podstawy histologii junqueiry. XIII edycja. 2013. ISBN 978-1-259-07232-1