Клетъчно инженерство на костната тъкан. Генериране на присадка. Кой е инженер по тъкани

Тъканно инженерство) е подход за създаване на имплантируеми тъкани и органи, който използва фундаментални структурни и функционални взаимодействия в нормални и патологично променени тъкани при създаване на биологични заместители за възстановяване или подобряване на функционирането на тъканите. Тъканното инженерство е биомедицинско клетъчен продукткойто се състои от клетки (клетъчни линии), биосъвместим материал и помощни веществаи означава всеки биомедицински клетъчен продукт, който се състои от клетъчна линия(и) и биосъвместим материал. Терминът "биосъвместим материал" в този контекст означава всеки биосъвместим материал от естествен (например децелуларизирани присадки) или синтетичен произход. Например, тези материали включват биосъвместими полимери (полилактат и полиглюконат), биосъвместими метали и сплави (титан, платина, злато), биосъвместими естествени полимери (колаген).

Конструктите с тъканно инженерство се използват за създаване на биологични заместители за възстановяване или подобряване на функционирането на тъканите. Клетките, като компонент на структурата, могат да бъдат получени от различни източници и разположени на различни етапидиференциация от слабо диференцирани клетки към високо диференцирани специализирани клетки. Попълването на подготвената матрица с клетки е спешен проблем на съвременната биомедицина. В този случай свойствата на повърхността на матрицата влияят върху колонизацията на клетките, включително прикрепването на клетките и тяхната пролиферация по протежение на матрицата.

Понастоящем известните методи за получаване на тъканно-инженерни конструкции използват приготвянето на клетъчна суспензия и физическото прилагане на тази суспензия върху биосъвместим материал чрез постепенно утаяване на суспензионната култура с образуване на монослой и поставяне на материала в разтвор за достатъчно дълго време, за да могат клетките да проникнат в целия обем на материала, както и да използват 3D биопринтиране. Предлага се различни начиниобразуването на тъканно-инженерни еквиваленти на кухи вътрешни органи, като уретрата, пикочния мехур, жлъчните пътища, трахеята.

Клинични изследвания[ | ]

Изследвани са тъканно инженерни конструкции на базата на биосъвместими материали клинични изследванияпри пациенти с урологични и дерматологични заболявания.

Вижте също [ | ]

Бележки (редактиране) [ | ]

  1. , Fox C. F. Тъканно инженерство: материал от семинар, проведен в Гранлибакен, езерото Тахо, Калифорния, 26-29 февруари 1988 г. - Алън Р. Лис, 1988. - Т. 107.
  2. Атала А., Каспер Ф. К., Микос А. Г.Инженерни сложни тъкани // Научна транслационна медицина. - 2012. - Т. 4, бр.160. - S. 160rv12. - ISSN 1946-6234. - DOI: 10.1126 / scitranslmed.3004890.
  3. Васютин И.А., Люндъп А.В., Винаров А.З., Бутнару Д.В., Кузнецов С.Л.Реконструкция на уретрата с помощта на технологии за тъканно инженерство. (рус.) // Бюлетин руска академия медицински науки... - 2017. - Т. 72, бр. - С. 17–25. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn771.
  4. Барановски D.S., Lundup A.V., Parshin V.D.Получаване на функционален пълноценен ресничести епител in vitro за тъканно инженерство на трахеята (руски) // Бюлетин на Руската академия на медицинските науки. - 2015. - Т. 70, бр. - С. 561-567. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn.v70.i5.1442.
  5. Лорънс Б. Дж., Мадихали С. В.Клетъчна колонизация в разградими 3D порести матрици // Клетъчна адхезия и миграция. - 2008. - Т. 2, бр. - С. 9-16.
  6. Миронов В. и др. Отпечатване на органи: компютърно базирано струйно 3D тъканно инженерство // ТЕНДЕНЦИИ в биотехнологиите. - 2003. - Т. 21. - Бр. 4. - С. 157-161. doi:

) — създаване на нови тъкани и органи за терапевтична реконструкция на увредения орган чрез доставяне на поддържащи структури, молекулярни и механични сигнали за регенерация до желаната зона.

Описание

Конвенционалните импланти, изработени от инертни материали, могат да премахнат само физическите и механичните недостатъци на увредените тъкани. Целта на тъканното инженерство е да възстанови биологичните (метаболитни) функции, тоест да регенерира тъканта, вместо просто да я замести със синтетичен материал.

Създаването на имплант (графт) с тъканно инженерство включва няколко етапа:

  1. подбор и култивиране на собствен или донорски клетъчен материал;
  2. разработване на специален носител за клетки (матрица) на базата на биосъвместими материали;
  3. прилагане на клетъчна култура към матрица и клетъчно размножаване в биореактор с специални условияотглеждане;
  4. директно вкарване на присадката в областта на засегнатия орган или предварително поставяне в добре кръвоснабдена зона за узряване и образуване на микроциркулация вътре в присадката (предварително производство).

Клетъчният материал може да бъде клетки от регенерирана тъкан или стволови клетки. За създаване на присадени матрици се използват биологично инертни синтетични материали, материали на базата на естествени полимери (хитозан, алгинат, колаген), както и биокомпозитни материали. Например еквивалентите костна тъканполучени чрез насочена диференциация на стволови клетки от костен мозък, кръв от пъпна връвили мастна тъкан. След това получените остеобласти (млади костни клетки, отговорни за нейния растеж) се нанасят върху различни материали, които подпомагат тяхното делене - донорска кост, колагенови матрици, порьозен хидроксиапатит и т.н. Еквиваленти на живата кожа, съдържащи донорски или собствени кожни клетки, сега се използват широко в САЩ , Русия, Италия. Тези конструкции позволяват по-добро зарастване на обширни изгаряния. Разработването на присадки се извършва и в кардиологията (изкуствени сърдечни клапи, реконструкция на големи съдове и капилярни мрежи); за възстановяване на дихателната система (ларинкс, трахея и бронхи), тънко черво, черен дроб, органи на пикочната система, жлези вътрешна секрецияи неврони. металите в тъканното инженерство се използват за контролиране на клетъчния растеж чрез въздействие върху тях магнитни полетаразлични посоки. Например, по този начин беше възможно да се създадат не само аналози на чернодробни структури, но и такива сложни структури като елементи на ретината. Също така, материалите, създадени с помощта на метода на електронно-лъчева литография (EBL), осигуряват наномащабни матрични повърхности за ефективно формиранекостни импланти. Създаването на изкуствени тъкани и органи ще позволи да се изостави трансплантацията на повечето донорски органи и ще подобри качеството на живот и оцеляването на пациентите.

Автори

  • Народицки Борис Савелиевич
  • Нестеренко Людмила Николаевна

Източници на

  1. Нанотехнологии в тъканното инженерство // Нанометър. -www.nanometer.ru/2007/10/16/tkanevaa_inzheneria_4860.html
  2. Стволови клетки// Wikipedia, свободната енциклопедия.www.ru.wikipedia.org / wiki / Стволови_клетки (дата на достъп: 12.10.2009 г.).

Статия за конкурса "био / мол / текст": Петър I мечтаеше да "отвори прозорец към Европа", а учените от нашето време - прозорец в съвременна медицина... Комбинацията от "медицина + биотехнология" е отразена в тъканното инженерство - технология, която отваря възможността за възстановяване на загубени органи без трансплантация. Методите и резултатите от тъканното инженерство са поразителни: това е производството на живи (а не изкуствени!) органи и тъкани; регенерация на тъканите; 3D печат на кръвоносни съдове; използването на хирургически конци, "топящи се" в тялото и много други.

През последните десетилетия ясно се проявиха тревожни тенденции на застаряване на населението, нарастване на броя на заболяванията и уврежданията на хората в трудоспособна възраст, което налага спешно разработване и прилагане на клинична практиканово, по-ефективно и налични методи рехабилитационно лечениеболен. Фигура 1 показва как се променя структурата на заболяванията в момента.

Днес науката и технологиите предлагат няколко алтернативни начина за възстановяване или замяна на увредени или болни тъкани и органи:

  • трансплантация;
  • имплантиране;
  • тъканно инженерство.

В рамките на тази статия ще се спрем по-подробно на възможностите и перспективите на тъканното инженерство.

Тъканното инженерство е съвременна иновативна технология

Принципно нов подход - клетъчно и тъканно инженерство- е най-новото постижение в областта на молекулярната и клетъчната биология. Този подход отвори широки перспективи за създаване на ефективни биомедицински технологии, с помощта на които се превръща възможно възстановяванеувредени тъкани и органи и лечение на редица тежки метаболитни заболявания при хората.

Целта на тъканното инженерство- проектиране и отглеждане извън човешкото тяло на живи, функционални тъкани или органи за последваща трансплантация на пациент с цел заместване или стимулиране на регенерацията на увредения орган или тъкан. С други думи, на мястото на дефекта трябва да се възстанови триизмеренструктура на тъканта.

Важно е да се отбележи, че конвенционалните импланти, направени от инертни материали, могат само да елиминират физическии механиченнедостатъци на увредените тъкани, - за разлика от тъканите, получени по инженерния метод, които възстановяват, в т.ч. биологичен(метаболитни) функции. Тоест настъпва регенерация на тъканите, а не проста замяна със синтетичен материал.

Въпреки това, за развитието и усъвършенстването на методите на реконструктивната медицина, базирани на тъканно инженерство, е необходимо овладяване на нови високофункционални материали. Тези материали, използвани за създаване на биоимпланти, трябва да придадат на тъканно-инженерните конструкции характеристиките, присъщи на живите тъкани:

  • способност за самолечение;
  • способността да се поддържа кръвоснабдяване;
  • способността за промяна на структурата и свойствата в отговор на фактори заобикаляща средавключително механично натоварване.

Клетки и матрици - основите на тъканното инженерство

Повечето важен елементуспех е наличието на необходимия брой функционално активни клетки, способни да се диференцират, да поддържат съответния фенотип и да изпълняват специфични биологични функции... Източникът на клетки могат да бъдат телесните тъкани и вътрешни органи... Възможно е да се използват подходящи клетки от пациент, нуждаещ се от реконструктивна терапия, или от близък роднина(автогенни клетки). Могат да се използват клетки от различен произход, включително първични (фиг. 2) и стволови клетки (фиг. 3).

Фигура 2. Първична човешка клетка.

Библиотека на федерацията по киокушинкай в Южноуральск

Първични клеткиса зрели клетки от определена тъкан, които могат да бъдат взети директно от донорски организъм ( ex vivo) хирургически... Ако първичните клетки са взети от определен донорски организъм и впоследствие е необходимо тези клетки да се имплантират в него като реципиент, тогава вероятността от отхвърляне на имплантираната тъкан се изключва, тъй като има максимална възможна имунологична съвместимост на първичната клетки и реципиента. Въпреки това, първичните клетки, като правило, не са в състояние да се делят - техният потенциал за възпроизвеждане и растеж е нисък. При култивиране на такива клетки инвитро(чрез тъканно инженерство) за някои видове клетки е възможна дедиференциация, тоест загуба на специфични, индивидуални свойства. Например, хондроцитите, въведени в култура извън тялото, често произвеждат влакнест, а не прозрачен хрущял.

Тъй като първичните клетки не са в състояние да се делят и могат да загубят своите специфични свойства, възниква необходимостта от алтернативни източници на клетки за развитието на технологиите за клетъчно инженерство. Стволовите клетки се превърнаха в такава алтернатива.

За насочване на организацията, подпомагане на растежа и диференциацията на клетките по време на реконструкцията на увредената тъкан е необходим специален клетъчен носител - матрица, което представлява триизмерна мрежа, подобна на гъба или пемза (фиг. 4). За създаването им се използват биологично инертни синтетични материали, материали на базата на естествени полимери (хитозан, алгинат, колаген) и биокомпозити. Например, еквиваленти на костна тъкан се получават чрез насочена диференциация на стволови клетки от костен мозък, кръв от пъпна връв или мастна тъкан в остеобласти, които след това се прилагат към различни материали, които поддържат тяхното разделяне (например донорска кост, колагенови матрици и т.н. .).

Стратегия за "маркова" тъканно инженерство

Днес една от стратегиите на тъканното инженерство е, както следва:

  1. Селекция и култивиране на собствени или донорски стволови клетки.
  2. Разработване на специален носител за клетки (матрица) на базата на биосъвместими материали.
  3. Прилагане на клетъчна култура в матрица и клетъчно размножаване в биореактор със специални условия на култивиране.
  4. Директно вкарване на тъканно-инженерна структура в областта на засегнатия орган или предварително поставяне в добре кръвоснабдена зона за узряване и образуване на микроциркулация в структурата (предварително производство).

Скелетата изчезват напълно след известно време след имплантиране в организма на гостоприемника (в зависимост от скоростта на растеж на тъканта) и само нова тъкан ще остане на мястото на дефекта. Възможно е и въвеждане на матрица с вече частично образувана нова тъкан („биокомпозит“). Разбира се, след имплантирането, тъканно-инженерната структура трябва да запази своята структура и функции за период от време, достатъчен да възстанови нормално функциониращата тъкан на мястото на дефекта и да се интегрира с околните тъкани. Но, за съжаление, все още не са създадени идеални матрици, които отговарят на всички необходими условия.

Кръвоносни съдове от принтера

Обещаващите технологии за тъканно инженерство отвориха възможността за лабораторно създаване на живи тъкани и органи, но науката все още е безсилна пред създаването на сложни органи. Въпреки това, сравнително наскоро учени под ръководството на д-р Гюнтер Товар ( Гюнтер Товар) от Обществото Фраунхофер в Германия направиха огромен пробив в тъканното инженерство - разработиха технологията за създаване на кръвоносни съдове. Но изглеждаше, че е невъзможно да се създават изкуствено капилярни структури, тъй като те трябва да бъдат гъвкави, еластични, малки по форма и в същото време да взаимодействат с естествените тъкани. Колкото и да е странно, но производствените технологии дойдоха на помощ - метод за бързо прототипиране (с други думи, 3D печат). Разбираемо е, че сложен 3D модел (в нашия случай кръвоносен съд) се отпечатва върху 3D мастиленоструен принтерс помощта на специално "мастило" (фиг. 5).

Принтерът нанася материал на слоеве, като на определени места слоевете са химически свързани. Имайте предвид обаче, че 3D принтерите все още не са достатъчно точни за най-малките капиляри. В тази връзка беше приложен методът на многофотонна полимеризация, използван в полимерната индустрия. Кратките, интензивни лазерни импулси, които обработват материала, възбуждат молекулите толкова силно, че те взаимодействат помежду си, за да образуват дълги вериги. Така материалът се полимеризира и става твърд, но еластичен, като естествените материали. Тези реакции са толкова контролируеми, че могат да се използват за създаване на най-малките структури от триизмерен "план".

И за да могат създадените кръвоносни съдове да се свържат с клетките на тялото, при производството на съдовете в тях се интегрират модифицирани биологични структури (например хепарин) и "котвени" протеини. На следващия етап ендотелните клетки (един слой плоска клетъчна обвивка вътрешна повърхносткръвоносни съдове) - така че кръвните съставки да не залепват по стените съдова система, и са били свободно транспортирани по него.

Въпреки това, преди да можете действително да имплантирате отгледани в лаборатория органи със собствени кръвоносни съдове, ще мине известно време.

Хайде, Русия, хайде напред!

Без фалшива скромност можем да кажем, че в Русия също има научна основа за практическо приложениебиомедицински материали от ново поколение. Интересна разработка беше предложена от млад учен от Красноярск Екатерина Игоревна Шишацкая (фиг. 6) - разтворим биосъвместим полимер биопластотан... Тя обяснява същността на своето развитие просто: „В момента практикуващите лекари изпитват голям недостиг на материали, които могат да заменят сегментите човешкото тяло... Успяхме да синтезираме уникален материал, който е в състояние да замени елементите на човешките органи и тъкани "... Развитието на Екатерина Игоревна ще намери приложение преди всичко в хирургията. „Най-простият е например конците, направени от наш полимер, които се разтварят след зарастване на раната., - казва Шишацкая. - Можете също така да направите специални вложки в съдовете - стентове. Това са малки, кухи тръби, които се използват за разширяване на съд. Известно време след операцията съдът се възстановява и полимерният заместител се разтваря " .

Първият опит с трансплантация на тъканно-инженерна конструкция в клиниката

Фигура 7. Паоло Макиарини, чийто майсторски клас "Клетъчни технологии за тъканно инженерство и растеж на органи" се проведе в Москва през 2010 г.

През есента на 2008 г. ръководителят на клиниката на Университета в Барселона (Испания) и Медицинския факултет в Хановер (Германия), професор Паоло Макиарини ( Паоло Макиарини; ориз. 7) извърши първата успешна трансплантация на биоинженерен еквивалент на трахеята на пациент с 3 cm стеноза на главния ляв бронх (фиг. 8).

Сегмент от трупна трахея с дължина 7 см беше взет като матрица за бъдещата присадка. За да се получи естествена матрица, превъзхождаща по свойства всичко, което може да се направи от полимерни тръби, трахеята беше почистена от околната среда съединителната тъкан, донорни клетки и антигени за хистосъвместимост. Пречистването се състои от 25 цикъла на девитализиране с използване на 4% натриев дезоксихолат и дезоксирибонуклеаза I (процесът отнема 6 седмици). След всеки цикъл на девитализация се извършва хистологично изследване на тъканта за определяне броя на оставащите ядрени клетки, както и имунохистохимично изследване за наличие на антигени за хистосъвместимост HLA-ABC, HLA-DR, HLA-DP и HLA- DQ в тъканта. Благодарение на биореактор по собствен дизайн (фиг. 9), учените нанасят равномерно клетъчна суспензия със спринцовка върху повърхността на бавно въртящ се участък от трахеята. След това присадката, наполовина потопена в културалната среда, се завърта около оста си, за да контактува последователно клетките със средата и въздуха.

Фигура 9. Биореактор за създаване на еквивалент на трахеята с тъканно инженерство. А- схема на биореактор, страничен изглед. Б- запечатване на биореактора. V- биореактор с тъканен инженерен еквивалент на трахеята на място. г- биореактор след отстраняване на трахеалния еквивалент. д- изглед на еквивалента на трахеята непосредствено преди операцията.

Трахеалният еквивалент беше в биореактора за 96 часа; след това е трансплантиран на пациента. По време на операцията главният ляв бронх и частта от трахеята, към която е бил, са напълно отстранени. В образувалата се празнина беше зашит присадка и известно несъответствие между диаметрите на лумена на тъканно-инженерния еквивалент и бронха на реципиента беше преодоляно поради еластичността на донорната тъкан.

Десет дни след операцията пациентът е изписан от клиниката без признаци дихателна недостатъчности имунен отговор към отхвърляне на присадката. Според компютърна томография, с помощта на която е направена виртуалната 3D реконструкция респираторен тракт, тъканно-инженерният еквивалент е практически неразличим от собствените бронхи на пациента (фиг. 10).

;. DailyMail;
  • "Първата успешна трансплантация на трахея с тъканно инженерство в клиниката." (2008 г.). " Гени и клетки».
  • Тъканно инженерствоТова е наука за проектиране и производство на тъкани, включително кости и други мускулно-скелетни тъкани. И тъканното инженерство, и морфогенезата се основават на три компонента - морфогенетични сигнали, компетентни стволови клетки и скелетни структури. Възстановяването на мускулно-скелетната тъкан генерализира както ембрионалното развитие, така и морфогенезата. Морфогенезата е развиваща се група от науки, изучаващи образуването на структури, обща структуратялото по пътя си към функциониране на възрастни.

    Следователно импулсите, участващи в морфогенезата, трябва да се използват в инженерството на костната тъкан. Костните морфогенетични протеини имат широко насочена (плеотропна) функция в първичното образуване на структури, клетъчната диференциация и възстановяването на костите и ставния хрущял. Способността на костта да я променя (способност за отдих) зависи от морфогенетичните протеини на костта в костния матрикс. Костните морфогенетични протеини действат чрез рецептори и Smads 1, 5 и 8, за да стимулират хрущялните и костните клетъчни линии. Хомеостазата на тъканно-инженерните кости и хрущяли зависи от поддържането на извънклетъчния матрикс и биомеханиката. Използването на морфогенетични костни протеини в генна терапияи освобождаването на стволови клетки в биомиметични екстрацелуларни матриксни скелета води до функционалност на костите. В заключение трябва да се отбележи, че нашето време е време на вълнуващи открития в областта на функционалното тъканно инженерство, костните импулси, рамковите структури и стволовите клетки.

    Едно от предизвикателствата, пред които е изправен хирургът ортопед, е възстановяването и реконструкцията на голям сегмент от скелетната кост, увредена в резултат на отстраняването злокачествен туморкости или наранявания. Въпреки че алогенната присадка за големи костни сегменти придобива все по-голямо приемане, тя има недостатъците на възможни фрактури. Проблемът с фрактурите на костите при пациенти с постменопаузална остеопороза, метастази, причинени от рак на гърдата или простатаи метаболитни нарушения като диабет изискват принципите на тъканното инженерство да се прилагат към костите.

    Тъканното инженерство е науката за проектиране и производство на нови тъкани за функционално възстановяване увредени органии подмяна на части от тялото, загубени поради рак, различни заболяванияи наранявания. Сред много тъкани на тялото, костта има висока способност за възстановяване и следователно е еталонът за принципите на тъканното инженерство като цяло. В близко бъдеще натрупването на знания в областта на тъканното инженерство ще доведе до създаването на костни импланти с определени параметри за използване в ортопедичната хирургия.

    Трите основни компонента на тъканното инженерство и тъканната регенерация са сигнали, стволови клетки и скелета. Специфичността на сигналите зависи от тъканната морфогенеза и индуктивните стимули в развиващия се ембрион. Те обикновено се възпроизвеждат по време на регенерация. Костните присадки се използват от хирурзите повече от век. Урис го направи най-важното откритиепоказва, че имплантирането на деминерализирани, изсушени чрез замразяване сегменти от заешка алогенна кост причинява образуването на нова кост. Доказано е, че стимулирането на костното образуване е последователно, стъпка по стъпка действие, при което протичат три ключови етапа – хемотаксис, митоза и диференциация. Хемотаксисът е насочено движение на клетките под въздействието на химически сигнали, освободени от деминерализирания костен матрикс. Движението и последващата адхезия на костообразуващите клетки върху колагеновия матрикс се определя от наличието на фибронектин в него.

    Пикът на клетъчна пролиферация под въздействието на стимуланти на растежа, освободени от неразтворимия деминерализиран матрикс, се наблюдава на третия ден. Образуването на хрущяла достига своя максимум на 7-8 ден, последвано от съдова инвазия и от 9-ия ден се наблюдава остеогенеза. Пикът на образуването на кост е на 10-12 дни, както е показано от активността на алкалната фосфатаза. Това е последвано от повишаване на остеокалцин, γ-карбоксиглутаминова киселина (BGP), съдържаща костен протеин. Новообразуваната незряла кост се изпълва с червено костен мозъкдо 21 ден. Деминерализирана кост поради освобождаването на костни морфогенетични протеини, които определят първоначалните импулси за костна морфогенеза, както и образуването на много органи, различни от костите, като мозък, сърце, бъбреци, бели дробове, кожа и зъби. Следователно е възможно да се третират морфогенетичните протеини на костта като морфогенетични протеини на тялото.

    J.P. Фишър и A.H. Реди, Функционално тъканно инженерство на костите: Сигнали и скелета
    Превод Борисова Марина

    Тъканно инженерство- младо и развиващо се направление на медицината, което разкрива нови възможности за човечеството. Професията е подходяща за тези, които се интересуват от химия и биология (вижте избор на професия въз основа на интерес към учебните предмети).

    В тази статия ще ви разкажем за професията тъканен инженер – една от професиите на бъдещето в тази посока.

    Какво е тъканно инженерство?

    Това е наука, възникнала на границата между клетъчна биология, ембриология, биотехнология, трансплантация и медицинско материалознание.

    Тя е специализирана в разработването на биологични аналози на органи и тъкани, създадени от живи клетки и предназначени да възстановят или заменят функциите им.

    Кой е инженер по тъкани?

    Това е специалност, която ще бъде търсена в близко бъдеще. Този професионалист е отговорен за разработването и контрола производствен процес, подбор на материали и оформяне необходими условияза създаване на тъканно инженерни импланти (присадки) и по-нататъшната им трансплантация. Според някои доклади тази професия ще започне да се разпространява след 2020 г.

    Разработването и прилагането на присадка включва няколко етапа:

    - първо е необходимо да се подберат и култивират клетките;

    - тогава се създава клетъчен носител (матрица) с помощта на биосъвместими материали;

    - след това клетките се поставят върху матрицата и се размножават в биореактора;

    - накрая имплантът се поставя в областта на нефункциониращия орган. Ако е необходимо, преди това присадката се вкарва в зона с добро кръвоснабдяване за нейното узряване (този процес се нарича предварително производство).

    Изходният материал могат да бъдат тъканни клетки, които трябва да бъдат регенерирани, или стволови клетки. При производството на матрици могат да се използват различни видове материали (биокомпозит, синтетичен биологично инертен, естествен полимер).

    Къде се използват присадките?

    • Създаване на изкуствени аналози на кожата за подпомагане на регенерацията кожас обширни изгаряния.
    • Имплантите с тъканно инженерство имат голям потенциал и в областта на кардиологията (биологични аналози на сърдечни клапи, реконструкция на артерии, вени и капиляри).
    • Освен това те се прилагат при пресъздаване дихателната система, храносмилателни органи, пикочна система, жлези с външна и вътрешна секреция.

    Къде да уча за тъканен инженер

    V този моменту нас няма образователни програмипреподавайки по тази специалност, има само редица лаборатории в изследователски институти, специализирани в тъканно инженерство. Професионалистите, които желаят да се развиват в тази област, могат да получат основно медицинско образование... Трябва също да обмислите възможността за обучение в чужбина: в САЩ и Европа активно се развиват магистърски степени по тази специалност.

    Професионално важни качества:

    • системно мислене;
    • интерес към работа в интердисциплинарна област;
    • готовност за работа в условия на несигурност;
    • изследователски интерес;
    • Отговорност за работата в екип.

    Основни дисциплини:

    • биология;
    • химия;
    • физика;
    • математика;
    • информатика.

    Напредък в съвременното тъканно инженерство

    Създадени и успешно приложени са аналози на зърната женска гърда, тъканно инженерство пикочен мехури уретерите. Провеждат се изследвания върху създаването на черния дроб, трахеята и чревните елементи.

    Водещи изследователски лаборатории работят за пресъздаването на друг труден за възстановяване човешки орган- зъб. Трудността се крие във факта, че зъбните клетки се развиват от няколко тъкани, чиято комбинация не може да бъде възпроизведена. Понастоящем само ранните етапи на формиране на зъбите не са напълно пресъздадени. изкуствено оков момента е в начален етап, но вече се оказа, че развива аналози на отделните си мембрани - роговица, склера, ирис.

    В същото време остава отворен въпросът как да ги интегрираме в едно цяло.

    Група немски учени от университета в Кил успяха успешно да възстановят Долна челюстпациентът, почти изцяло отстранен поради тумора.

    Стволовите клетки на пациента, заедно с костните растежни фактори, бяха поставени в копие от титаниева мрежа на челюстта му. След това, за инкубационния период, тази конструкция беше поставена в мускула му под дясно рамоот където след това е трансплантиран на пациента.

    Твърде рано е да се говори за това колко ефективно ще функционира такава челюст. Това обаче е първият надежден случай на костна трансплантация, буквално отгледана в човешкото тяло.

    Зареждане ...Зареждане ...