Les constructions d'ingénierie tissulaire sont utilisées pour créer des substituts biologiques afin de restaurer ou d'améliorer le fonctionnement des tissus. Les cellules, en tant que composant de la structure, peuvent être obtenues à partir de diverses sources et situées sur differentes etapes différenciation de cellules peu différenciées à des cellules spécialisées hautement différenciées. Le remplissage de la matrice préparée avec des cellules est un problème urgent de la biomédecine moderne. Dans ce cas, les propriétés de la surface de la matrice affectent la colonisation des cellules, notamment l'attachement des cellules et leur prolifération le long de la matrice.
Les méthodes actuellement connues d'obtention de constructions tissulaires utilisent la préparation d'une suspension cellulaire et l'application physique de cette suspension sur un matériau biocompatible par précipitation progressive de la culture en suspension avec formation d'une monocouche et mise en solution du matériau pour un temps suffisant pour que les cellules pénètrent dans tout le volume du matériau, ainsi que pour utiliser la bio-impression 3D. Offert différentes façons la formation d'équivalents issus de l'ingénierie tissulaire d'organes internes creux, tels que l'urètre, la vessie, les voies biliaires, la trachée.
Recherches cliniques[ | ]
Des constructions tissulaires basées sur des matériaux biocompatibles ont été étudiées en recherche clinique sur des patients atteints de maladies urologiques et dermatologiques.
voir également [ | ]
Remarques (modifier) [ | ]
- , Fox C. F. Tissue engineering : actes d'un atelier, tenu à Granlibakken, Lake Tahoe, Californie, du 26 au 29 février 1988. - Alan R. Liss, 1988. - T. 107.
- Atala A., Kasper F. K., Mikos A. G. Ingénierie des tissus complexes // Médecine translationnelle scientifique. - 2012. - T. 4, n° 160. - S.160rv12. - ISSN 1946-6234. - DOI : 10.1126 / scitranslmed.3004890.
- Vasyutin I.A., Lyundup A.V., Vinarov A.Z., Butnaru D.V., Kuznetsov S.L. Reconstruction de l'urètre à l'aide de technologies d'ingénierie tissulaire. (rus.) // Bulletin Académie russe Sciences médicales... - 2017. - T. 72, n° 1. - Art. 17-25. - ISSN 2414-3545. -DOI : 10.15690/vramn771.
- Baranovskiy D.S., Lundup A.V., Parshin V.D. Obtention d'un épithélium cilié fonctionnel à part entière in vitro pour l'ingénierie tissulaire de la trachée (russe) // Bulletin de l'Académie russe des sciences médicales. - 2015. - T. 70, n° 5. - S. 561-567. - ISSN 2414-3545. -DOI : 10.15690 / vramn.v70.i5.1442.
- Lawrence B.J., Madihally S.V. Colonisation cellulaire dans des matrices poreuses 3D dégradables // Adhésion & migration cellulaire. - 2008. - T. 2, n° 1. - Art. 9-16.
- Mironov V. et al. Impression d'organes : ingénierie tissulaire 3D assistée par jet // TENDANCES en Biotechnologie. - 2003. - T. 21. - Non. 4. - S. 157-161. est ce que je:
) — création de nouveaux tissus et organes pour la reconstruction thérapeutique de l'organe endommagé en délivrant des structures de soutien, des signaux moléculaires et mécaniques pour la régénération à la zone souhaitée.
La description
Les implants conventionnels en matériaux inertes ne peuvent qu'éliminer les déficiences physiques et mécaniques des tissus endommagés. Le but de l'ingénierie tissulaire est de restaurer les fonctions biologiques (métaboliques), c'est-à-dire de régénérer les tissus, plutôt que de simplement les remplacer par des matériaux synthétiques.
La création d'un implant par ingénierie tissulaire (greffe) comprend plusieurs étapes :
- sélection et culture de son propre matériel cellulaire ou de celui d'un donneur ;
- développement d'un support spécial pour les cellules (matrice) à base de matériaux biocompatibles ;
- application de la culture cellulaire à une matrice et propagation cellulaire dans un bioréacteur avec conditions spéciales cultivation;
- insertion directe du greffon dans la zone de l'organe atteint ou placement préliminaire dans une zone bien alimentée en sang pour la maturation et la formation de la microcirculation à l'intérieur du greffon (préfabrication).
Le matériel cellulaire peut être des cellules de tissu régénéré ou des cellules souches. Des matériaux synthétiques biologiquement inertes, des matériaux à base de polymères naturels (chitosan, alginate, collagène), ainsi que des matériaux biocomposites sont utilisés pour créer des matrices de greffe. Par exemple, les équivalents le tissu osseux obtenu par différenciation dirigée de cellules souches de la moelle osseuse, sang de cordon ou du tissu adipeux. Ensuite, les ostéoblastes résultants (jeunes cellules osseuses responsables de sa croissance) sont appliqués sur divers matériaux qui soutiennent leur division - os du donneur, matrices de collagène, hydroxyapatite poreuse, etc. , Russie, Italie. Ces conceptions permettent une meilleure guérison des brûlures étendues. La mise au point de greffons est également réalisée en cardiologie (valvules cardiaques artificielles, reconstruction de gros vaisseaux et de réseaux capillaires) ; pour restaurer le système respiratoire (larynx, trachée et bronches), intestin grêle, foie, organes du système urinaire, glandes sécrétion interne et les neurones. les métaux en génie tissulaire sont utilisés pour contrôler la croissance cellulaire en agissant sur eux champs magnétiques directions différentes. Par exemple, de cette manière, il a été possible de créer non seulement des analogues de structures hépatiques, mais également des structures aussi complexes que des éléments de la rétine. De plus, les matériaux créés à l'aide de la méthode de lithographie par faisceau d'électrons (EBL) fournissent des surfaces matricielles à l'échelle nanométrique pour formation efficace implants osseux. La création de tissus et d'organes artificiels permettra d'abandonner la transplantation de la plupart des organes de donneurs, et améliorera la qualité de vie et la survie des patients.
Auteurs
- Naroditski Boris Savelievich
- Nesterenko Lyudmila Nikolaïevna
Sources de
- Nanotechnologie en ingénierie tissulaire // Nanomètre. -www.nanometer.ru/2007/10/16/tkanevaa_inzheneria_4860.html
- Cellule souche// Wikipedia, l'encyclopédie gratuite.www.ru.wikipedia.org/wiki/Stem_cells (date de consultation : 10/12/2009).
Article pour le concours "bio/mol/texte": Pierre Ier rêvait "d'ouvrir une fenêtre sur l'Europe", et les scientifiques de notre temps - une fenêtre sur médecine moderne... La combinaison "médecine + biotechnologie" se reflète dans l'ingénierie tissulaire - une technologie qui ouvre la possibilité de restaurer les organes perdus sans transplantation. Les méthodes et les résultats de l'ingénierie tissulaire sont frappants : il s'agit de la production d'organes et de tissus vivants (et non artificiels !) ; régénération tissulaire; impression 3D de vaisseaux sanguins; l'utilisation de sutures chirurgicales "fondantes" dans le corps et bien plus encore.
Au cours des dernières décennies, les tendances alarmantes d'une population vieillissante, d'une augmentation du nombre de maladies et d'incapacités des personnes en âge de travailler se sont clairement manifestées, ce qui nécessite de toute urgence le développement et la mise en œuvre de pratique clinique nouveau, plus efficace et méthodes disponibles traitement de rééducation malade. La figure 1 montre comment la structure des maladies évolue actuellement.
Aujourd'hui, la science et la technologie offrent plusieurs moyens alternatifs de restaurer ou de remplacer les tissus et organes endommagés ou malades :
- transplantation;
- implantation;
- Création de tissus.
Dans le cadre de cet article, nous nous attarderons plus en détail sur les possibilités et les perspectives de l'ingénierie tissulaire.
L'ingénierie tissulaire est une technologie moderne et innovante
Fondamentalement nouvelle approche - ingénierie cellulaire et tissulaire- est la dernière avancée dans le domaine de la biologie moléculaire et cellulaire. Cette approche a ouvert de larges perspectives pour la création de technologies biomédicales efficaces, à l'aide desquelles il devient restauration possible tissus et organes endommagés et traitement d'un certain nombre de maladies métaboliques graves chez l'homme.
Le but de l'ingénierie tissulaire- concevoir et cultiver en dehors du corps humain des tissus ou organes vivants et fonctionnels en vue d'une transplantation ultérieure à un patient afin de remplacer ou de stimuler la régénération de l'organe ou du tissu endommagé. En d'autres termes, sur le site du défaut doit être restauré tridimensionnel structure en tissu.
Il est important de noter que les implants conventionnels fabriqués à partir de matériaux inertes ne peuvent éliminer que physique et mécanique inconvénients des tissus endommagés, - contrairement aux tissus obtenus par la méthode de l'ingénierie, qui restaurent, y compris biologique fonctions (métaboliques). C'est-à-dire qu'il se produit une régénération tissulaire et non un simple remplacement par un matériau synthétique.
Cependant, pour le développement et l'amélioration des méthodes de médecine reconstructive basées sur l'ingénierie tissulaire, il est nécessaire de maîtriser de nouveaux matériaux hautement fonctionnels. Ces matériaux, utilisés pour créer des bioimplants, doivent conférer aux constructions par ingénierie tissulaire les caractéristiques inhérentes aux tissus vivants :
- la capacité d'auto-guérison;
- la capacité de maintenir l'approvisionnement en sang;
- la capacité de changer la structure et les propriétés en réponse à des facteurs environnement y compris les contraintes mécaniques.
Cellules et matrices - les bases de l'ingénierie tissulaire
Plus élément important le succès est la présence du nombre requis de cellules fonctionnellement actives capables de se différencier, de maintenir le phénotype correspondant et d'effectuer des fonctions biologiques... La source des cellules peut être des tissus corporels et les organes internes... Il est possible d'utiliser des cellules appropriées provenant d'un patient ayant besoin d'une thérapie reconstructive, ou de parent proche(cellules autogènes). Les cellules peuvent être utilisées d'origines diverses, y compris les cellules primaires (Fig. 2) et souches (Fig. 3).
Figure 2. Cellule humaine primaire.
Bibliothèque de la Fédération Kyokushinkai de Yuzhnouralsk
Cellules primaires sont des cellules matures d'un certain tissu qui peuvent être prélevées directement sur un organisme donneur ( ex vivo) chirurgicalement... Si les cellules primaires sont prélevées sur un certain organisme donneur et qu'il est par la suite nécessaire de lui implanter ces cellules en tant que receveur, la probabilité de rejet du tissu implanté est exclue, car il existe la compatibilité immunologique maximale possible du primaire. cellules et le receveur. Cependant, les cellules primaires, en règle générale, ne sont pas capables de se diviser - leur potentiel de reproduction et de croissance est faible. Lors de la culture de telles cellules in vitro(par l'ingénierie tissulaire) pour certains types de cellules, une dédifférenciation est possible, c'est-à-dire la perte de propriétés individuelles spécifiques. Par exemple, les chondrocytes introduits en culture à l'extérieur du corps produisent souvent du cartilage fibreux plutôt que transparent.
Étant donné que les cellules primaires sont incapables de se diviser et peuvent perdre leurs propriétés spécifiques, le besoin s'est fait sentir de sources alternatives de cellules pour le développement de technologies d'ingénierie cellulaire. Les cellules souches sont devenues une telle alternative.
Pour diriger l'organisation, soutenir la croissance et la différenciation des cellules lors de la reconstruction des tissus endommagés, un support cellulaire spécial est nécessaire - matrice, qui est un réseau tridimensionnel semblable à une éponge ou à une pierre ponce (Fig. 4). Pour les créer, des matériaux synthétiques biologiquement inertes, des matériaux à base de polymères naturels (chitosan, alginate, collagène) et des biocomposites sont utilisés. Par exemple, des équivalents de tissu osseux sont obtenus par différenciation dirigée de cellules souches de moelle osseuse, de sang de cordon ombilical ou de tissu adipeux en ostéoblastes, qui sont ensuite appliqués à divers matériaux qui soutiennent leur division (par exemple, l'os du donneur, les matrices de collagène, etc. .).
Stratégie d'ingénierie tissulaire « de marque »
Aujourd'hui, l'une des stratégies de l'ingénierie tissulaire est la suivante :
- Sélection et culture de cellules souches propres ou de donneurs.
- Développement d'un support spécial pour les cellules (matrice) à base de matériaux biocompatibles.
- Application d'une culture cellulaire à une matrice et propagation cellulaire dans un bioréacteur avec des conditions de culture particulières.
- Introduction directe d'une structure d'ingénierie tissulaire dans la zone de l'organe affecté ou placement préliminaire dans une zone bien alimentée en sang pour la maturation et la formation de microcirculation au sein de la structure (préfabrication).
Les échafaudages disparaissent complètement après un certain temps après l'implantation dans l'organisme hôte (en fonction du taux de croissance des tissus), et seul le nouveau tissu restera sur le site du défaut. Il est également possible d'introduire une matrice avec un nouveau tissu déjà partiellement formé ("biocomposite"). Bien entendu, après l'implantation, la structure d'ingénierie tissulaire doit conserver sa structure et ses fonctions pendant une période de temps suffisante pour restaurer le tissu fonctionnant normalement sur le site du défaut et s'intégrer aux tissus environnants. Mais, malheureusement, les matrices idéales qui satisfont à toutes les conditions nécessaires n'ont pas encore été créées.
Vaisseaux sanguins de l'imprimante
Les technologies prometteuses d'ingénierie tissulaire ont ouvert la possibilité de créer en laboratoire des tissus et organes vivants, mais la science est encore impuissante face à la création d'organes complexes. Cependant, relativement récemment, des scientifiques sous la direction du Dr Gunter Tovar ( Gunter Tovar) de la Fraunhofer Society en Allemagne a fait une énorme percée dans l'ingénierie tissulaire - ils ont développé la technologie pour créer des vaisseaux sanguins. Mais il semblait qu'il était impossible de créer artificiellement des structures capillaires, car elles devaient être flexibles, élastiques, de petite forme et en même temps interagir avec les tissus naturels. Curieusement, mais les technologies de production sont venues à la rescousse - une méthode de prototypage rapide (en d'autres termes, l'impression 3D). Il est entendu qu'un modèle 3D complexe (dans notre cas, un vaisseau sanguin) est imprimé sur un imprimante à jet d'encre en utilisant une "encre" spéciale (Fig. 5).
L'imprimante applique le matériau en couches et, à certains endroits, les couches sont liées chimiquement. A noter cependant que les imprimantes 3D ne sont pas encore assez précises pour les plus petits capillaires. À cet égard, la méthode de polymérisation multiphotonique, utilisée dans l'industrie des polymères, a été appliquée. Les impulsions laser courtes et intenses qui traitent le matériau excitent les molécules si fortement qu'elles interagissent les unes avec les autres pour former de longues chaînes. Ainsi, le matériau polymérise et devient dur, mais élastique, comme les matériaux naturels. Ces réactions sont si contrôlables qu'elles peuvent être utilisées pour créer les plus petites structures à partir d'un "plan" tridimensionnel.
Et pour que les vaisseaux sanguins créés s'arriment aux cellules du corps, des structures biologiques modifiées (par exemple, l'héparine) et des protéines « ancres » y sont intégrées lors de la fabrication des vaisseaux. Au stade suivant, les cellules endothéliales (une seule couche de cellules plates tapissant surface intérieure vaisseaux sanguins) - afin que les composants sanguins ne collent pas aux parois système vasculaire, et ont été librement transportés le long de celui-ci.
Cependant, avant de pouvoir implanter des organes cultivés en laboratoire avec leurs propres vaisseaux sanguins, un certain temps passera.
Allez, Russie, avancez !
Sans fausse modestie, on peut dire qu'en Russie aussi, une base scientifique pour application pratique matériaux biomédicaux d'une nouvelle génération. Un développement intéressant a été suggéré par un jeune scientifique de Krasnoyarsk Ekaterina Igorevna Shishatskaya (Fig. 6) - un polymère biocompatible soluble bioplastotane... Elle explique simplement l'essence de son développement : « Actuellement, les médecins connaissent une grande pénurie de matériaux pouvant remplacer les segments corps humain... Nous avons réussi à synthétiser un matériau unique capable de remplacer les éléments des organes et tissus humains "... Le développement d'Ekaterina Igorevna trouvera d'abord une application en chirurgie. « Le plus simple est, par exemple, les sutures faites à partir de notre polymère, qui se dissolvent après la cicatrisation de la plaie., - dit Shishatskaya. - Vous pouvez également faire des inserts spéciaux dans les vaisseaux - des stents. Ce sont de petits tubes creux qui sont utilisés pour dilater un récipient. Quelque temps après l'opération, le vaisseau est restauré et le substitut de polymère se dissout " .
La première expérience de transplantation de construction par ingénierie tissulaire en clinique
Figure 7. Paolo Macchiarini, dont la master class "Technologies cellulaires pour l'ingénierie tissulaire et la croissance des organes" s'est tenue à Moscou en 2010.
A l'automne 2008, le chef de la clinique de l'Université de Barcelone (Espagne) et de la Faculté de médecine de Hanovre (Allemagne), le professeur Paolo Macchiarini ( Paolo Macchiarini; riz. 7) a réalisé la première transplantation réussie d'un équivalent bio-ingénierie de la trachée à un patient présentant une sténose de 3 cm de la bronche principale gauche (Fig. 8).
Un segment de 7 cm de long d'une trachée de cadavre a été prélevé comme matrice pour la future greffe. Pour obtenir une matrice naturelle, supérieure en propriétés à tout ce qui peut être fabriqué à partir de tubes en polymère, la trachée a été nettoyée de l'environnement tissu conjonctif, les cellules du donneur et les antigènes d'histocompatibilité. La purification consistait en 25 cycles de dévitalisation utilisant du désoxycholate de sodium à 4 % et de la désoxyribonucléase I (le processus a duré 6 semaines). Après chaque cycle de dévitalisation, un examen histologique du tissu a été réalisé pour déterminer le nombre de cellules nucléées restantes, ainsi qu'une étude immunohistochimique pour la présence des antigènes d'histocompatibilité HLA-ABC, HLA-DR, HLA-DP et HLA- DQ dans le tissu. Grâce à un bioréacteur de leur propre conception (Fig. 9), les scientifiques ont appliqué uniformément une suspension cellulaire avec une seringue à la surface d'une section de la trachée en rotation lente. Puis le greffon, à moitié immergé dans le milieu de culture, a été tourné autour de son axe afin de mettre alternativement en contact les cellules avec le milieu et l'air.
Figure 9. Bioréacteur pour créer l'équivalent tissulaire de la trachée. UNE- schéma d'un bioréacteur, vue de côté. B- l'étanchéité du bioréacteur. V- bioréacteur à génie tissulaire équivalent de la trachée in situ. g- bioréacteur après prélèvement de l'équivalent trachée. ré- vue de l'équivalent trachée juste avant l'opération.
L'équivalent trachéal était dans le bioréacteur pendant 96 heures; puis il a été transplanté sur le patient. Au cours de l'opération, la bronche principale gauche et la partie de la trachée, à laquelle elle était adjacente, ont été complètement enlevées. Un greffon a été suturé dans l'espace formé, et une certaine divergence entre les diamètres de la lumière de l'équivalent tissulaire et la bronche du receveur a été surmontée en raison de l'élasticité du tissu du donneur.
Dix jours après l'opération, le patient est sorti de la clinique sans signe arrêt respiratoire et la réponse immunitaire au rejet du greffon. Selon tomodensitométrie, à l'aide de laquelle la reconstruction 3D virtuelle a été réalisée voies respiratoires, l'équivalent obtenu par ingénierie tissulaire était pratiquement impossible à distinguer des propres bronches du patient (Fig. 10).
;. Courrier quotidien;Création de tissus Est la science de la conception et de la fabrication des tissus, y compris les os et autres tissus musculo-squelettiques. L'ingénierie tissulaire et la morphogenèse reposent toutes deux sur trois composants : les signaux morphogénétiques, les cellules souches compétentes et les structures d'échafaudage. La restauration des tissus musculo-squelettiques généralise à la fois le développement embryonnaire et la morphogenèse. La morphogenèse est un groupe de sciences en développement étudiant la formation des structures, structure générale le corps en route vers le fonctionnement adulte.
Par conséquent, les impulsions impliquées dans la morphogenèse doivent être utilisées dans l'ingénierie du tissu osseux. Les protéines morphogénétiques osseuses ont une fonction largement dirigée (pléotrope) dans la formation primaire des structures, la différenciation cellulaire et la restauration de l'os et du cartilage articulaire. La capacité de l'os à le modifier (capacité récréative) dépend des protéines morphogénétiques de l'os dans la matrice osseuse. Les protéines morphogénétiques osseuses agissent à travers les récepteurs et les Smads 1, 5 et 8 pour stimuler les lignées cellulaires du cartilage et des os. L'homéostasie de l'os et du cartilage issus de l'ingénierie tissulaire dépend du maintien de la matrice extracellulaire et de la biomécanique. L'utilisation de protéines osseuses morphogénétiques dans thérapie génique et la libération de cellules souches dans des échafaudages de matrice extracellulaire biomimétiques conduit à la fonctionnalité osseuse. En conclusion, il convient de noter que notre époque est une époque de découvertes passionnantes dans le domaine de l'ingénierie tissulaire fonctionnelle, des impulsions osseuses, des structures de charpente et des cellules souches.
L'un des défis auxquels un chirurgien orthopédiste est confronté est la restauration et la reconstruction d'un grand segment de l'os squelettique endommagé à la suite de l'ablation tumeur maligne des os ou des blessures. Bien que la greffe allogénique pour de grands segments osseux soit de plus en plus acceptée, elle présente les inconvénients d'éventuelles fractures. Le problème des fractures osseuses chez les patientes atteintes d'ostéoporose postménopausique, de métastases causées par un cancer du sein ou prostate, et les troubles métaboliques tels que le diabète nécessitent l'application des principes de l'ingénierie tissulaire à l'os.
L'ingénierie tissulaire est la science de la conception et de la fabrication de nouveaux tissus pour la réparation fonctionnelle organes endommagés et le remplacement des parties du corps perdues à cause du cancer, diverses maladies et des blessures. Parmi de nombreux tissus du corps, l'os a une grande capacité de réparation et constitue donc la référence pour les principes de l'ingénierie tissulaire en général. Dans un avenir proche, l'accumulation de connaissances dans le domaine de l'ingénierie tissulaire conduira à la création d'implants osseux avec des paramètres spécifiés pour une utilisation en chirurgie orthopédique.
Les trois composants principaux de l'ingénierie tissulaire et de la régénération tissulaire sont les signaux, les cellules souches et les échafaudages. La spécificité des signaux dépend de la morphogenèse des tissus et des stimuli inductifs dans l'embryon en développement. Ils sont généralement reproduits lors de la régénération. Les greffes osseuses sont utilisées par les chirurgiens depuis plus d'un siècle. Uriste a fait la découverte la plus importante montrant que l'implantation de segments déminéralisés et lyophilisés d'os allogénique de lapin provoquait la formation d'os nouveau. Il a été démontré que la stimulation de la formation osseuse est une action séquentielle, étape par étape, au cours de laquelle trois étapes clés - chimiotaxie, mitose et différenciation ont lieu. La chimiotaxie est le mouvement dirigé des cellules sous l'influence de signaux chimiques libérés par la matrice osseuse déminéralisée. Le mouvement et l'adhésion ultérieure des cellules ostéoformatrices sur la matrice de collagène sont déterminés par la présence de fibronectine dans celle-ci.
Le pic de prolifération cellulaire sous l'influence des stimulants de croissance libérés de la matrice déminéralisée insoluble est observé le troisième jour. La formation du cartilage atteint son maximum aux jours 7-8, suivie d'une invasion vasculaire et, à partir du jour 9, une ostéogenèse est observée. La formation osseuse culmine à 10-12 jours, comme indiqué par l'activité de la phosphatase alcaline. Ceci est suivi d'une augmentation de l'ostéocalcine, l'acide γ-carboxyglutamique (BGP) contenant des protéines osseuses. L'os immature nouvellement formé se remplit de rouge moelle au jour 21. Os déminéralisé en raison de la libération de protéines morphogénétiques osseuses qui déterminent les impulsions initiales de la morphogenèse osseuse, ainsi que la formation de nombreux organes autres que les os, tels que le cerveau, le cœur, les reins, les poumons, la peau et les dents. Par conséquent, il est possible de traiter les protéines morphogénétiques de l'os comme des protéines morphogénétiques du corps.
J.P. Fisher et A.H. Reddi, Ingénierie tissulaire fonctionnelle de l'os : signaux et échafaudages
Traduction de Borisova Marina
Création de tissus- une direction de la médecine jeune et en développement, qui ouvre de nouvelles opportunités pour l'humanité. La profession convient à ceux qui s'intéressent à la chimie et à la biologie (voir choix d'une profession en fonction de l'intérêt pour les matières scolaires).
Dans cet article, nous allons vous parler du métier d'ingénieur tissulaire - l'un des métiers d'avenir dans ce sens.
Qu'est-ce que l'ingénierie tissulaire ?
Il s'agit d'une science née à la frontière entre biologie cellulaire, embryologie, biotechnologie, transplantation et science des matériaux médicaux.
Elle se spécialise dans le développement d'analogues biologiques d'organes et de tissus créés à partir de cellules vivantes et conçus pour restaurer ou remplacer leurs fonctions.
Qu'est-ce qu'un ingénieur textile ?
C'est une spécialité qui sera très demandée dans un futur proche. Ce professionnel est chargé d'élaborer et de contrôler processus de production, sélection des matériaux et formation conditions nécessaires pour la création d'implants issus de l'ingénierie tissulaire (greffons) et leur transplantation ultérieure. Selon certains rapports, cette profession commencera à se répandre après 2020.
L'élaboration et la mise en place d'une greffe comprend plusieurs étapes :
- d'abord, il faut sélectionner et cultiver des cellules ;
- puis un support cellulaire (matrice) est créé à l'aide de matériaux biocompatibles ;
- ensuite, les cellules sont placées sur la matrice et elles se multiplient dans le bioréacteur ;
- enfin, l'implant est placé dans la zone de l'organe non fonctionnel. Si nécessaire, avant cela, le greffon est inséré dans une zone bien vascularisée pour sa maturation (ce processus est appelé préfabrication).
Le matériel de départ peut être des cellules tissulaires à régénérer ou des cellules souches. Dans la fabrication de matrices, différents types de matériaux peuvent être utilisés (biocomposite, synthétique biologiquement inerte, polymère naturel).
Où sont utilisées les greffes ?
- Création d'analogues artificiels de la peau pour aider à la régénération peau avec des brûlures étendues.
- Les implants issus de l'ingénierie tissulaire ont également un grand potentiel dans le domaine de la cardiologie (analogues biologiques des valves cardiaques, reconstruction des artères, veines et capillaires).
- De plus, ils sont appliqués lors de la recréation système respiratoire, organes digestifs, système urinaire, glandes de sécrétion externe et interne.
Où étudier pour devenir ingénieur tissulaire
V ce moment dans notre pays non programmes éducatifs enseignant dans cette spécialité, il n'existe que quelques laboratoires dans les instituts de recherche spécialisés en ingénierie tissulaire. Les professionnels souhaitant évoluer dans ce domaine peuvent obtenir une formation de base éducation médicale... Vous devriez également envisager la possibilité d'étudier à l'étranger : aux États-Unis et en Europe, les masters dans cette spécialité se développent activement.
Qualités professionnelles importantes :
- pensée systématique;
- intérêt à travailler dans un domaine interdisciplinaire;
- disposition à travailler dans des conditions d'incertitude;
- l'intérêt de la recherche;
- Responsabilité du travail d'équipe.
Disciplines majeures :
- la biologie;
- chimie;
- la physique;
- mathématiques;
- l'informatique.
Les progrès de l'ingénierie tissulaire moderne
Des analogues de mamelon ont été créés et appliqués avec succès sein féminin, Création de tissus vessie et les uretères. Des recherches sont en cours sur la création des éléments du foie, de la trachée et de l'intestin.
Des laboratoires de recherche de premier plan s'efforcent de recréer un autre difficile à restaurer organe humain- une dent. La difficulté réside dans le fait que les cellules dentaires se développent à partir de plusieurs tissus dont la combinaison ne pourrait être reproduite. Actuellement, seuls les premiers stades de la formation des dents ne sont pas entièrement recréés. oeil artificiel est actuellement au stade initial, mais il s'est déjà avéré développer des analogues de ses membranes individuelles - la cornée, la sclérotique, l'iris.
Dans le même temps, la question de leur intégration dans un tout reste ouverte.
Un groupe de scientifiques allemands de l'Université de Kiel a réussi à restaurer mâchoire inférieure le patient, presque entièrement enlevé en raison de la tumeur.
Les cellules souches du patient, ainsi que les facteurs de croissance osseuse, ont été placés dans une réplique en maille de titane de sa mâchoire. Ensuite, pendant la période d'incubation, cette construction a été placée dans son muscle sous omoplate droite d'où il a ensuite été transplanté au patient.
Il est trop tôt pour parler de l'efficacité avec laquelle une telle mâchoire fonctionnera. Cependant, il s'agit du premier cas fiable d'une greffe osseuse littéralement cultivée à l'intérieur du corps humain.
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