A szövetek által tervezett konstrukciókat biológiai helyettesítők létrehozására használják a szövetek működésének helyreállítására vagy javítására. A sejtek, mint a szerkezet alkotóelemei, különféle forrásokból beszerezhetők és elhelyezhetők különböző szakaszaiban differenciálódás a gyengén differenciált sejtekből a magasan differenciált speciális sejtekké. Az elkészített mátrix sejtekkel való feltöltése a modern biomedicina sürgető problémája. Ebben az esetben a mátrix felületének tulajdonságai befolyásolják a sejtek kolonizációját, beleértve a sejtek kötődését és proliferációját a mátrix mentén.
A szövetmanipulált konstrukciók előállításának jelenleg ismert módszerei sejtszuszpenzió elkészítését és ennek a szuszpenziónak egy biológiailag kompatibilis anyagra történő fizikai felvitelét alkalmazzák a szuszpenziós tenyészet fokozatos kicsapásával egyrétegű réteg kialakításával és az anyag oldatba helyezésével. hosszú ideig elegendő ahhoz, hogy a sejtek behatoljanak az anyag teljes térfogatába, valamint 3D bionyomtatást alkalmazzanak. Felajánlott különböző utak az üreges belső szervek, például a húgycső, hólyag, epevezeték, légcső szövetmérnöki megfelelőinek kialakulása.
Klinikai kutatások[ | ]
A biokompatibilis anyagokon alapuló szöveti konstrukciókat tanulmányozták ben klinikai kutatás urológiai és bőrgyógyászati betegségekben szenvedő betegeknél.
Lásd még [ | ]
Jegyzetek (szerkesztés) [ | ]
- , Fox C. F. Tissue engineering: egy műhelymunka, Granlibakkenben, Lake Tahoe-ban, Kaliforniában, 1988. február 26-29. - Alan R. Liss, 1988. - T. 107.
- Atala A., Kasper F. K., Mikos A. G. Komplex szövetek tervezése // Tudományos transzlációs medicina. - 2012. - T. 4, 160. sz. - 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. A húgycső rekonstrukciója szövetmérnöki technológiák alkalmazásával. (rus.) // Bulletin Orosz Akadémia Orvostudomány... - 2017. - T. 72, 1. sz. - S. 17–25. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn771.
- Baranovskiy D.S., Lundup A.V., Parshin V.D. Működőképes, teljes értékű csillós hám beszerzése in vitro a légcső szövetsebészetéhez (orosz) // Az Orosz Orvostudományi Akadémia közleménye. - 2015. - T. 70, 5. sz. - S. 561-567. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn.v70.i5.1442.
- Lawrence B. J., Madihally S. V. Sejtkolonizáció lebomló 3D porózus mátrixokban // Sejtadhézió és migráció. - 2008. - T. 2., 1. sz. - S. 9-16.
- Mironov V. et al. Szervnyomtatás: számítógéppel segített sugárhajtású 3D szövetfejlesztés // TRENDS in Biotechnology. - 2003. - T. 21. - Nem. 4. - S. 157-161. doi:
) — új szövetek és szervek létrehozása a sérült szerv terápiás rekonstrukciójához tartószerkezetek, molekuláris és mechanikai jelek eljuttatásával a regenerációhoz a kívánt területre.
Leírás
A hagyományos, inert anyagokból készült implantátumok csak a sérült szövetek fizikai és mechanikai hiányosságait tudják kiküszöbölni. A szövetsebészet célja a biológiai (metabolikus) funkciók helyreállítása, vagyis a szövetek regenerálása, nem pedig egyszerűen szintetikus anyaggal való helyettesítés.
A szövettanilag tervezett implantátum (graft) létrehozása több szakaszból áll:
- saját vagy donor sejtanyag kiválasztása és tenyésztése;
- biokompatibilis anyagokon alapuló speciális sejthordozó (mátrix) fejlesztése;
- sejttenyészet alkalmazása mátrixban és sejtszaporítás bioreaktorban különleges körülmények termesztés;
- a graft közvetlen behelyezése az érintett szerv területére, vagy előzetes elhelyezése egy jól ellátott, vérrel ellátott területen az érleléshez és a graft belsejében a mikrocirkuláció kialakításához (előregyártás).
A sejtanyag lehet regenerált szövet sejtjei vagy őssejtek. A graftmátrixok létrehozásához biológiailag inert szintetikus anyagokat, természetes polimereken alapuló anyagokat (kitozán, alginát, kollagén), valamint biokompozit anyagokat használnak. Például az egyenértékűek csontszövet csontvelői őssejtek irányított differenciálásával nyerik, köldökzsinórvér vagy zsírszövet. Ezután a keletkező oszteoblasztokat (fiatal csontsejtek, amelyek felelősek a növekedésért) különféle anyagokra alkalmazzák, amelyek támogatják az osztódásukat - donor csont, kollagén mátrix, porózus hidroxiapatit stb. A donor vagy saját bőrsejteket tartalmazó élő bőr ekvivalenseket ma már széles körben használják az USA-ban. , Oroszország, Olaszország. Ezek a kialakítások lehetővé teszik a kiterjedt égési sérülések jobb gyógyulását. A graftok fejlesztését a kardiológiában is végzik (műszívbillentyűk, nagy erek és kapillárishálózatok rekonstrukciója); a légzőrendszer helyreállítására (gége, légcső és hörgők), vékonybél, máj, húgyúti rendszer szervek, mirigyek belső szekrécióés a neuronok. a szövettechnológiában a fémeket a sejtek növekedésének szabályozására használják rájuk ható hatás révén mágneses mezők különböző irányokba. Így például nemcsak a májszerkezetek analógjait lehetett létrehozni, hanem olyan összetett struktúrákat is, mint a retina elemei. Ezenkívül az elektronsugaras litográfia (EBL) módszerrel létrehozott anyagok nanoméretű mátrixfelületeket biztosítanak hatékony formáció csontimplantátumok. A mesterséges szövetek és szervek létrehozása lehetővé teszi a legtöbb donorszerv átültetésének elhagyását, javítja a betegek életminőségét és túlélését.
Szerzői
- Narodickij Borisz Savelijevics
- Neszterenko Ljudmila Nyikolajevna
Forrásai
- Nanotechnológia a szövettervezésben // Nanométer. -www.nanometer.ru/2007/10/16/tkanevaa_inzheneria_4860.html
- Őssejt// Wikipédia, ingyenes lexikon www.wikipedia.org / wiki / Stem_cells (elérés dátuma: 2009.10.12.).
Cikk a "bio / mol / szöveg" versenyhez: I. Péter arról álmodott, hogy ablakot nyit Európára, korunk tudósai pedig ablakot modern orvosság... Az "gyógyászat + biotechnológia" kombinációja a szövetsebészetben tükröződik – egy olyan technológiában, amely megnyitja az elveszett szervek átültetés nélküli helyreállításának lehetőségét. A szövetsebészet módszerei és eredményei feltűnőek: ez élő (és nem mesterséges!) szervek és szövetek előállítása; szöveti regeneráció; 3D-s erek nyomtatása; a testben "olvadó" sebészeti varratok használata és még sok más.
Az elmúlt évtizedekben egyértelműen megnyilvánultak a népesség elöregedésének, a betegségek számának növekedése és a munkaképes korúak rokkantságának aggasztó tendenciája, amely sürgősen szükségessé teszi a népesség elöregedésének és megvalósításának klinikai gyakorlatúj, hatékonyabb és elérhető módszerek rehabilitációs kezelés beteg. Az 1. ábra azt mutatja be, hogyan változik jelenleg a betegségek szerkezete.
Ma a tudomány és a technológia számos alternatív módot kínál a sérült vagy beteg szövetek és szervek helyreállítására vagy pótlására:
- átültetés;
- beültetés;
- szövettechnika.
Cikkünk keretein belül részletesebben kitérünk a szövetmérnökség lehetőségeire és kilátásaira.
A szövettechnika egy modern innovatív technológia
Alapvetően új megközelítés - sejt- és szövetsebészet- a legújabb fejlemény a molekuláris és sejtbiológia területén. Ez a megközelítés széles távlatokat nyitott a hatékony orvosbiológiai technológiák megalkotása előtt, amelyek segítségével azzá válik lehetséges helyreállítása károsodott szövetek és szervek, valamint számos súlyos anyagcsere-betegség kezelése emberben.
A szövetsebészet célja- élő, funkcionális szövetek vagy szervek emberi testen kívüli tervezése és termesztése a betegbe történő későbbi átültetés céljából a sérült szerv vagy szövet pótlása vagy regenerációjának serkentése érdekében. Más szóval, a hiba helyén helyre kell állítani háromdimenziós szövet szerkezete.
Fontos megjegyezni, hogy az inert anyagokból készült hagyományos implantátumok csak kiküszöbölhetik fizikaiés mechanikai károsodott szövetek hátrányai, - ellentétben a mérnöki módszerrel nyert szövetekkel, amelyek helyreállítják, beleértve biológiai(anyagcsere) funkciók. Vagyis szövetregenerálódás történik, és nem egyszerű helyettesítése szintetikus anyaggal.
A szövetsebészeten alapuló rekonstruktív orvoslás módszereinek fejlesztéséhez és tökéletesítéséhez azonban új, magas funkcionalitású anyagok elsajátítására van szükség. Ezeknek a bioimplantátumok létrehozásához használt anyagoknak az élő szövetekben rejlő jellemzőket kell kölcsönözniük a szövetmanipulált szerkezeteknek:
- az öngyógyítás képessége;
- a vérellátás fenntartásának képessége;
- a szerkezet és a tulajdonságok megváltoztatásának képessége a tényezők hatására környezet beleértve a mechanikai igénybevételt is.
Sejtek és mátrixok – a szövetkezelés alapjai
A legtöbb fontos eleme a siker a szükséges számú funkcionálisan aktív sejt megléte, amely képes differenciálódni, fenntartani a megfelelő fenotípust és specifikus biológiai funkciókat... A sejtek forrása a testszövetek és belső szervek... Helyreállító terápiára szoruló betegtől, ill közeli rokon(autogén sejtek). A sejtek használhatók különböző eredetű, beleértve az elsődleges (2. ábra) és az őssejteket (3. ábra).
2. ábra: Elsődleges emberi sejt.
A Juzsnouralszki Kyokushinkai Szövetség könyvtára
Elsődleges sejtek egy bizonyos szövet érett sejtjei, amelyeket közvetlenül a donor szervezetből lehet venni ( ex vivo) műtéti úton... Ha a primer sejteket egy bizonyos donor szervezetből veszik, és ezt követően be kell ültetni ezeket a sejteket recipiensként, akkor a beültetett szövet kilökődésének valószínűsége kizárt, mivel az elsődleges immunológiai kompatibilitás a lehető legnagyobb. sejteket és a címzettet. Az elsődleges sejtek azonban általában nem képesek osztódni - reprodukciós és növekedési potenciáljuk alacsony. Az ilyen sejtek tenyésztésekor in vitro(szövetsebészeti úton) bizonyos típusú sejteknél dedifferenciálódás, azaz specifikus, egyedi tulajdonságok elvesztése lehetséges. Például a testen kívüli tenyészetbe bevitt kondrociták gyakran inkább rostos, mint átlátszó porcot termelnek.
Mivel az elsődleges sejtek nem képesek osztódni, és elveszíthetik sajátos tulajdonságaikat, felmerült az igény alternatív sejtforrásokra a sejtmérnöki technológiák fejlesztéséhez. Az őssejtek váltak ilyen alternatívává.
A szervezet irányításához, a sejtek növekedésének és differenciálódásának támogatásához a sérült szövetek rekonstrukciója során speciális sejthordozóra van szükség - mátrix, amely egy szivacshoz vagy habkőhöz hasonló háromdimenziós hálózat (4. ábra). Létrehozásukhoz biológiailag inert szintetikus anyagokat, természetes polimereken alapuló anyagokat (kitozán, alginát, kollagén) és biokompozitokat használnak. Például csontszövet-ekvivalenseket nyernek a csontvelőből, köldökzsinórvérből vagy zsírszövetből származó őssejtek oszteoblasztokká történő irányított differenciálásával, amelyeket aztán különféle anyagokra alkalmaznak, amelyek támogatják osztódásukat (például donor csont, kollagén mátrixok stb.). .).
„Branded” szövetmérnöki stratégia
Ma a szövetsebészet egyik stratégiája a következő:
- Saját vagy donor őssejtek szelekciója és tenyésztése.
- Biokompatibilis anyagokon alapuló speciális sejthordozó (mátrix) fejlesztése.
- Sejttenyészet alkalmazása mátrixra és sejtszaporítás bioreaktorban speciális tenyésztési feltételek mellett.
- Szövetmanipulált szerkezet közvetlen bejuttatása az érintett szerv területére vagy előzetes elhelyezése egy jól ellátott, vérrel ellátott területen az éréshez és a szerkezeten belüli mikrokeringés kialakításához (előregyártás).
Az állványok a gazdaszervezetbe való beültetés után bizonyos idő elteltével teljesen eltűnnek (a szövetnövekedés ütemétől függően), és csak új szövet marad a hiba helyén. Lehetőség van olyan mátrix bevezetésére is, amelyben már részben kialakult új szövet („biokompozit”). Természetesen a beültetés után a szövettanilag módosított szerkezetnek meg kell őriznie szerkezetét és funkcióit olyan ideig, amely elegendő ahhoz, hogy a hiba helyén helyreállítsa a normálisan működő szöveteket, és integrálódjon a környező szövetekkel. De sajnos még nem jöttek létre ideális mátrixok, amelyek minden szükséges feltételnek megfelelnek.
Vérerek a nyomtatóból
Az ígéretes szövetmérnöki technológiák lehetővé tették élő szövetek és szervek laboratóriumi létrehozását, de a tudomány még mindig tehetetlen az összetett szervek létrehozása előtt. Viszonylag a közelmúltban azonban Dr.Gunter Tovar vezetése alatt álló tudósok ( Gunter Tovar) a németországi Fraunhofer Társaságtól hatalmas áttörést értek el a szövettechnológiában – kifejlesztették az erek létrehozásának technológiáját. De úgy tűnt, hogy lehetetlen kapilláris szerkezeteket mesterségesen létrehozni, mivel rugalmasnak, rugalmasnak, kicsinek kell lenniük, és ugyanakkor kölcsönhatásba kell lépniük a természetes szövetekkel. Furcsa módon, de a gyártási technológiák segítettek - a gyors prototípuskészítés (más szóval a 3D nyomtatás) módszere. Nyilvánvaló, hogy egy összetett 3D-s modellt (esetünkben egy véredényt) nyomtatnak 3D-re tintasugaras nyomtató speciális "tintával" (5. ábra).
A nyomtató rétegesen viszi fel az anyagot, és bizonyos helyeken a rétegek kémiailag össze vannak kötve. Vegye figyelembe azonban, hogy a 3D nyomtatók még nem elég pontosak a legkisebb kapillárisokhoz. Ebben a tekintetben a polimeriparban alkalmazott multifoton polimerizációs módszert alkalmaztuk. Az anyagot feldolgozó rövid, intenzív lézerimpulzusok olyan erősen gerjesztik a molekulákat, hogy azok egymással kölcsönhatásba lépve hosszú láncokat alkotnak. Így az anyag polimerizálódik és kemény, de rugalmas lesz, mint a természetes anyagok. Ezek a reakciók annyira szabályozhatóak, hogy egy háromdimenziós „tervrajzból” a legkisebb struktúrákat is meg lehet velük alkotni.
És annak érdekében, hogy a létrehozott erek csatlakozzanak a test sejtjeihez, az edények gyártása során módosított biológiai struktúrákat (például heparint) és "horgonyzó" fehérjéket integrálnak beléjük. A következő szakaszban az endothel sejtek (egyrétegű lapos sejtek bélés belső felület erek) - hogy a vérkomponensek ne tapadjanak a falakhoz érrendszer, és szabadon szállították rajta.
Mielőtt azonban ténylegesen beültetné a laboratóriumban növesztett szerveket a sajátjukkal véredény, eltelik egy kis idő.
Hajrá Oroszország, gyerünk előre!
Hamis szerénység nélkül kijelenthetjük, hogy Oroszországban is tudományos alapja praktikus alkalmazásúj generációs orvosbiológiai anyagok. Érdekes fejlesztést javasolt egy fiatal krasznojarszki tudós Jekaterina Igorevna Shishatskaya (6. ábra) - egy oldható, biokompatibilis polimer. bioplasztotán... Fejlődésének lényegét egyszerűen elmagyarázza: „Jelenleg az orvosok nagy hiányt tapasztalnak a szegmensek helyettesítésére alkalmas anyagokból emberi test... Egyedülálló anyagot sikerült szintetizálnunk, amely képes helyettesíteni az emberi szervek és szövetek elemeit."... Ekaterina Igorevna fejlesztése mindenekelőtt a sebészetben talál alkalmazást. – A legegyszerűbbek például a polimerünkből készült varratok, amelyek a sebgyógyulás után feloldódnak., - mondja Shishatskaya. - Az edényekbe speciális betéteket is készíthet - stenteket. Ezek kicsi, üreges csövek, amelyeket az edény kiterjesztésére használnak. Néhány idővel a műtét után az edény helyreáll, és a polimer helyettesítő feloldódik. .
A szövetmérnöki konstrukció átültetésének első tapasztalata a klinikán
7. ábra Paolo Macchiarini 2010-ben Moszkvában tartották a "Sejttechnológiák a szövetfejlesztéshez és a szervnövekedéshez" című mesterkurzusát.
2008 őszén a Barcelonai Egyetem (Spanyolország) és a Hannoveri Orvostudományi Iskola (Németország) klinikájának vezetője, Paolo Macchiarini professzor ( Paolo macchiarini; rizs. 7) elvégezték a trachea biomérnöki ekvivalensének első sikeres transzplantációját egy 3 cm-es bal fő bronchus szűkületben szenvedő betegnek (8. ábra).
Egy holttestű légcső egy 7 cm-es szegmensét vettük mátrixként a jövőbeli grafthoz. kötőszöveti, donorsejtek és hisztokompatibilitási antigének. A tisztítás 25 devitalizációs ciklusból állt 4%-os nátrium-dezoxikolát és dezoxiribonukleáz I alkalmazásával (a folyamat 6 hétig tartott). Minden devitalizációs ciklus után a szövet szövettani vizsgálatát végezték el a megmaradt magvas sejtek számának meghatározására, valamint immunhisztokémiai vizsgálatot végeztek a HLA-ABC, HLA-DR, HLA-DP és HLA- hisztokompatibilitási antigének jelenlétére. DQ a szövetben. Egy saját tervezésű bioreaktornak (9. ábra) köszönhetően a tudósok fecskendővel egyenletesen vitték fel a sejtszuszpenziót a légcső egy lassan forgó szakaszának felületére. Ezután a tenyésztőközegbe félig elmerült graftot a tengelye körül forgattuk, hogy a sejteket váltakozva érintkezésbe hozzuk a tápközeggel és a levegővel.
9. ábra: Bioreaktor a légcső szövet-manipulált megfelelőjének létrehozására. A- bioreaktor diagramja, oldalnézet. B- a bioreaktor lezárása. V- bioreaktor a légcső szövetmérnöki megfelelőjével in situ. G- bioreaktor a légcső-ekvivalens eltávolítása után. D- a légcső egyenértékű képe közvetlenül a műtét előtt.
A tracheális ekvivalens 96 órán át volt a bioreaktorban; majd átültették a betegbe. A műtét során a fő bal hörgőt és a légcsőnek azt a részét, amellyel szomszédos volt, teljesen eltávolították. A kapott résbe graftot varrtunk, és a donorszövet rugalmassága miatt a szövettanilag ekvivalens és a recipiens hörgő lumenének átmérője közötti eltérést megszüntettük.
Tíz nappal a műtét után a beteget előjelek nélkül hazaengedték a klinikáról légzési elégtelenségés immunválasz a graft kilökődésére. Alapján komputertomográfia, melynek segítségével elkészült a virtuális 3D rekonstrukció légutak, a szövetmérnöki ekvivalens gyakorlatilag megkülönböztethetetlen volt a páciens saját hörgőitől (10. ábra).
;. Daily Mail;Szövettechnika A szövetek tervezésének és gyártásának tudománya, beleértve a csontokat és más mozgásszervi szöveteket. Mind a szövetsebészet, mind a morfogenezis három összetevőn alapul – morfogenetikai jeleken, kompetens őssejteken és állványszerkezeteken. Az izom-csontrendszeri szövetek helyreállítása általánossá teszi mind az embrionális fejlődést, mind a morfogenezist. A morfogenezis a tudományok fejlődő csoportja, amely a struktúrák kialakulását vizsgálja, általános szerkezet a szervezet útban van a felnőttkori működés felé.
Ezért a morfogenezisben részt vevő impulzusokat fel kell használni a csontszövet-fejlesztésben. A csontmorfogenetikai fehérjék széles körben irányított (pleotróp) funkcióval rendelkeznek a struktúrák elsődleges kialakításában, a sejtdifferenciálódásban, valamint a csont- és ízületi porcok helyreállításában. A csont változási képessége (rekreációs képesség) a csont morfogenetikus fehérjéitől függ a csontmátrixban. A csontmorfogenetikus fehérjék a receptorokon és a Smads 1-en, 5-ön és 8-on keresztül hatnak a porc- és csontsejtvonalak stimulálására. A szövet-manipulált csont és porc homeosztázisa az extracelluláris mátrix fenntartásától és a biomechanikától függ. A morfogenetikus csontfehérjék felhasználása a génterápiaés az őssejtek felszabadulása a biomimetikus extracelluláris mátrix vázakban a csontok működőképességéhez vezet. Összegzésképpen meg kell jegyezni, hogy korunk izgalmas felfedezések ideje a funkcionális szövetsebészet, a csontimpulzusok, a vázszerkezetek és az őssejtek területén.
Az egyik kihívás, amellyel az ortopéd sebésznek szembe kell néznie, az eltávolítás következtében sérült vázcsont nagy részének helyreállítása és rekonstrukciója. rosszindulatú daganat csontok vagy sérülések. Noha a nagy csontszegmensekre szánt allogén graft egyre elfogadottabbá válik, megvannak az esetleges törések hátrányai. A csonttörések problémája posztmenopauzális osteoporosisban, emlőrák okozta áttétben, ill. prosztata, és az anyagcserezavarok, például a cukorbetegség esetén szövetmérnöki elveket kell alkalmazni a csontokra.
A Tissue Engineering a funkcionális helyreállításhoz szükséges új szövetek tervezésének és gyártásának tudománya sérült szervekés a rák miatt elvesztett testrészek pótlása, különféle betegségekés sérülések. A test számos szövete közül a csontnak nagy a helyreállító képessége, ezért általában véve a szövetmérnöki elvek mércéje. A közeljövőben a szövetmérnöki ismeretek felhalmozódása az ortopédiai sebészetben használható, meghatározott paraméterekkel rendelkező csontimplantátumok létrehozásához vezet.
A szövetsebészet és a szövetregeneráció három fő összetevője a jelek, az őssejtek és az állványzat. A jelek specificitása a szöveti morfogenezistől és a fejlődő embrió induktív ingereitől függ. Általában a regeneráció során szaporodnak. A sebészek több mint egy évszázada használják a csontgraftokat. Urist megtette a legfontosabb felfedezés bemutatva, hogy a nyúl allogén csont demineralizált, fagyasztva szárított szegmenseinek beültetése új csont képződését okozta. Kimutatták, hogy a csontképződés stimulálása egy szekvenciális, lépésről lépésre történő cselekvés, ahol három kulcsfontosságú szakasz – kemotaxis, mitózis és differenciálódás – megy végbe. A kemotaxis a sejtek irányított mozgása a demineralizált csontmátrixból felszabaduló kémiai jelek hatására. A csontképző sejtek kollagénmátrixon való mozgását és ezt követő adhézióját a fibronektin jelenléte határozza meg.
A sejtproliferáció csúcsát az oldhatatlan demineralizált mátrixból felszabaduló növekedési stimulánsok hatására a harmadik napon figyeljük meg. A porcképződés a 7-8. napon éri el maximumát, ezt követi a vaszkuláris invázió, és a 9. naptól kezdve osteogenezis figyelhető meg. A csontképződés csúcsát 10-12 napon belül éri el, amit az alkalikus foszfatáz aktivitás jelez. Ezt az oszteokalcin, a csontfehérjét tartalmazó γ-karboxiglutaminsav (BGP) növekedése követi. Az újonnan képződött éretlen csont vörös színnel telik meg csontvelő 21 napra. Demineralizált csont a csontmorfogenetikus fehérjék felszabadulása miatt, amelyek meghatározzák a csontmorfogenezis kezdeti impulzusait, valamint a csonton kívül számos más szerv képződését, mint például az agy, a szív, a vesék, a tüdő, a bőr és a fogak. Ezért lehetséges a csont morfogenetikus fehérjéit a test morfogenetikus fehérjéiként kezelni.
J.P. Fisher és A.H. Reddi, Functional Tissue Engineering of Bone: Signals and Scaffolds
Borisova Marina fordítása
Szövettechnika- az orvostudomány fiatal és fejlődő iránya, amely új lehetőségeket nyit meg az emberiség előtt. A szakma a kémia és biológia iránt érdeklődők számára alkalmas (lásd az iskolai tantárgyak iránti érdeklődés alapján szakmaválasztást).
Ebben a cikkben a szövetmérnöki szakmáról beszélünk - a jövő egyik szakmájáról ebben az irányban.
Mi az a szövetsebészet?
Ez egy olyan tudomány, amely a határon keletkezett sejtbiológia, embriológia, biotechnológia, transzplantáció és orvosi anyagtudomány.
Szakterülete az élő sejtekből létrehozott szervek és szövetek biológiai analógjainak kifejlesztése, amelyek funkcióik helyreállítására vagy helyettesítésére szolgálnak.
Ki az a szövetmérnök?
Ez egy olyan specialitás, amelyre a közeljövőben lesz kereslet. Ez a szakember felelős a fejlesztésért és az ellenőrzésért gyártási folyamat, anyagok kiválasztása és kialakítása szükséges feltételeket szövetmérnöki úton előállított implantátumok (graftok) létrehozására és azok további átültetésére. Egyes hírek szerint ez a szakma 2020 után kezd el terjedni.
A graft fejlesztése és megvalósítása több szakaszból áll:
- először is ki kell választani és tenyészteni a sejteket;
- majd biokompatibilis anyagok felhasználásával sejthordozót (mátrixot) hoznak létre;
- ezt követően a sejteket a mátrixra helyezik és a bioreaktorban szaporodnak;
- végül az implantátum a nem működő szerv területére kerül. Ha szükséges, ezt megelőzően a graftot jó vérellátású területre helyezzük be az éréséhez (ezt a folyamatot nevezzük előregyártásnak).
A kiindulási anyag lehet regenerálandó szöveti sejtek, vagy őssejtek. A mátrixok előállítása során különféle típusú anyagok használhatók (biokompozit, szintetikus biológiailag inert, természetes polimer).
Hol használják a graftokat?
- A bőr mesterséges analógjainak létrehozása a regeneráció elősegítésére bőr kiterjedt égési sérülésekkel.
- A szövettanilag tervezett implantátumok a kardiológia területén is nagy lehetőségeket rejtenek magukban (szívbillentyűk biológiai analógjai, artériák, vénák és kapillárisok rekonstrukciója).
- Ezenkívül újraalkotáskor alkalmazzák őket légzőrendszer, emésztőszervek, húgyúti rendszer, külső és belső szekréció mirigyei.
Hol lehet szövetmérnöknek tanulni
V Ebben a pillanatban hazánkban sz oktatási programok ezen a szakterületen oktatva csak számos laboratórium működik a szövetmérnöki szakra szakosodott kutatóintézetekben. Az ezen a területen fejlődni vágyó szakemberek alapfokú végzettséget szerezhetnek orvosi oktatás... Érdemes megfontolni a külföldi tanulás lehetőségét is: az USA-ban és Európában aktívan fejlődnek a mesterképzések ezen a szakon.
Szakmailag fontos tulajdonságok:
- szisztematikus gondolkodás;
- érdeklődés egy interdiszciplináris területen való munka iránt;
- készenlét a bizonytalan körülmények közötti munkavégzésre;
- kutatási érdekeltség;
- Felelősség a csapatmunkáért.
Főbb tudományágak:
- biológia;
- kémia;
- fizika;
- matematika;
- Számítástechnika.
A modern szövettechnika fejlődése
A mellbimbó-analógokat létrehozták és sikeresen alkalmazták női mell, szövettechnika hólyagés ureterek. Kutatások folynak a máj, a légcső és a bélelemek létrehozásával kapcsolatban.
A vezető kutatólaboratóriumok egy újabb nehezen helyreállítható épület újraalkotásán dolgoznak emberi szerv- egy fog. A nehézség abban rejlik, hogy több szövetből fejlődnek ki a fogsejtek, amelyek kombinációja nem reprodukálható. Jelenleg csak a fogak kialakulásának korai szakaszai nem teljesen újrateremtve. műszem jelenleg a kezdeti stádiumban van, de már kiderült, hogy egyedi membránjainak analógjait fejlesztette ki - a szaruhártya, a sclera, az írisz.
Ugyanakkor nyitva marad a kérdés, hogyan lehet ezeket egyetlen egésszé integrálni.
A Kieli Egyetem német tudósainak egy csoportja sikeresen helyreállította alsó állkapocs a beteget a daganat miatt szinte teljesen eltávolították.
A páciens őssejtjeit a csontnövekedési faktorokkal együtt állkapcsának titánhálós másolatába helyezték. Ezután az inkubációs időszakra ezt a konstrukciót az izomzatába helyezték jobb lapocka ahonnan aztán átültették a betegbe.
Még túl korai beszélni arról, hogy egy ilyen állkapocs mennyire hatékonyan fog működni. Ez azonban az első olyan megbízható csontátültetési eset, amely szó szerint az emberi testben nőtt fel.
Betöltés ...