Construcțiile realizate prin inginerie tisulară sunt utilizate pentru a crea înlocuitori biologici pentru a restabili sau îmbunătăți funcționarea țesuturilor. Celulele, ca componentă a structurii, pot fi obținute din diverse surse și situate pe diferite etape diferențierea de la celule slab diferențiate la celule specializate foarte diferențiate. Popularea matricei preparate cu celule este o problemă urgentă a biomedicinei moderne. În acest caz, proprietățile suprafeței matricei afectează colonizarea celulelor, inclusiv atașarea celulelor și proliferarea lor de-a lungul matricei.
Metodele cunoscute în prezent pentru producerea de construcții de inginerie tisulară folosesc prepararea unei suspensii celulare și aplicarea fizică a acestei suspensii pe un material biocompatibil prin precipitarea treptată a culturii suspensiei cu formarea unui monostrat și plasarea materialului într-o soluție. pentru o lungă perioadă de timp suficientă pentru ca celulele să pătrundă în întregul volum al materialului, precum și să folosească bioprinting 3D. A oferit căi diferite formarea echivalentelor de inginerie tisulară ale organelor interne goale, cum ar fi uretra, vezica urinară, căile biliare, traheea.
Cercetări clinice[ | ]
Construcțiile realizate prin inginerie tisulară pe bază de materiale biocompatibile au fost studiate în cercetare clinica la pacientii cu boli urologice si dermatologice.
Vezi si [ | ]
Note (editare) [ | ]
- , Fox C. F. Tissue engineering: procedures of a workshop, ținut la Granlibakken, Lake Tahoe, California, 26-29 februarie 1988. - Alan R. Liss, 1988. - T. 107.
- Atala A., Kasper F.K., Mikos A.G. Tesuturi complexe de inginerie // Science translational medicine. - 2012. - T. 4, Nr. 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. Reconstrucția uretrei folosind tehnologii de inginerie tisulară. (rus.) // Buletin Academia Rusă Stiinte Medicale... - 2017. - T. 72, nr. 1. - S. 17–25. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn771.
- Baranovskiy D.S., Lundup A.V., Parshin V.D. Obținerea unui epiteliu ciliat cu drepturi depline in vitro pentru ingineria țesuturilor traheei (rusă) // Buletinul Academiei Ruse de Științe Medicale. - 2015. - T. 70, nr. 5. - S. 561-567. - ISSN 2414-3545. - DOI: 10.15690 / vramn.v70.i5.1442.
- Lawrence B.J., Madihally S.V. Colonizarea celulelor în matrici poroase 3D degradabile // Adeziune și migrare celulară. - 2008. - T. 2, Nr. 1. - S. 9-16.
- Mironov V. şi colab. Imprimare de organe: inginerie tisulară 3D cu jet asistată de computer // TENDINȚE în biotehnologie. - 2003. - T. 21. - Nr. 4. - S. 157-161. doi:
) — crearea de noi țesuturi și organe pentru reconstrucția terapeutică a organului deteriorat prin furnizarea de structuri suport, semnale moleculare și mecanice pentru regenerare în zona dorită.
Descriere
Implanturile conventionale realizate din materiale inerte nu pot decat sa elimine deficientele fizice si mecanice ale tesuturilor deteriorate. Scopul ingineriei tisulare este de a restabili funcțiile biologice (metabolice), adică de a regenera țesutul, mai degrabă decât pur și simplu înlocuirea acestuia cu material sintetic.
Crearea unui implant de inginerie tisulară (grefă) include mai multe etape:
- selectarea și cultivarea materialului celular propriu sau donator;
- dezvoltarea unui purtător special pentru celule (matrice) pe bază de materiale biocompatibile;
- aplicarea culturii celulare la o matrice și propagarea celulelor într-un bioreactor cu conditii speciale cultivare;
- introducerea directă a grefei în zona organului afectat sau plasarea preliminară într-o zonă bine aprovizionată cu sânge pentru maturare și formarea microcirculației în interiorul grefei (prefabricare).
Materialul celular poate fi celule din țesut regenerat sau celule stem. Materialele sintetice inerte din punct de vedere biologic, materialele pe bază de polimeri naturali (chitosan, alginat, colagen), precum și materialele biocompozite sunt folosite pentru a crea matrici de grefă. De exemplu, echivalentele țesut osos obținut prin diferențierea direcționată a celulelor stem din măduva osoasă, sânge din cordonul ombilical sau țesut adipos. Apoi osteoblastele rezultate (celule osoase tinere responsabile de creșterea acesteia) sunt aplicate pe diverse materiale care susțin diviziunea lor - os donator, matrice de colagen, hidroxiapatită poroasă etc. Echivalentele de piele vii care conțin celule donatoare sau proprii ale pielii sunt acum utilizate pe scară largă în SUA. , Rusia, Italia. Aceste modele permit o vindecare îmbunătățită a arsurilor extinse. Dezvoltarea grefelor se realizează și în cardiologie (valve artificiale ale inimii, reconstrucția vaselor mari și a rețelelor capilare); pentru a restabili sistemul respirator (laringele, traheea și bronhiile), intestinul subtire, ficat, organe ale sistemului urinar, glande secretie interna si neuronii. metalele din ingineria tisulară sunt folosite pentru a controla creșterea celulelor acționând asupra lor campuri magnetice directii diferite. De exemplu, în acest fel a fost posibil să se creeze nu numai analogi ai structurilor hepatice, ci și structuri complexe precum elemente ale retinei. De asemenea, materialele create folosind metoda litografiei cu fascicul de electroni (EBL) oferă suprafețe matricei la scară nanometrică pentru formare eficientă implanturi osoase. Crearea de țesuturi și organe artificiale va face posibilă abandonarea transplantului majorității organelor donatoare și va îmbunătăți calitatea vieții și supraviețuirea pacienților.
Autorii
- Naroditsky Boris Savelievici
- Nesterenko Lyudmila Nikolaevna
Surse de
- Nanotehnologie în ingineria țesuturilor // Nanometru. -www.nanometer.ru/2007/10/16/tkanevaa_inzheneria_4860.html
- Celulă stem// Wikipedia, enciclopedia liberă.www.ru.wikipedia.org / wiki / Stem_cells (data accesării: 10/12/2009).
Articol pentru concurs "bio / mol / text": Peter I a visat să „deschidă o fereastră către Europa”, iar oamenii de știință din vremea noastră - o fereastră către Medicină modernă... Combinația de „medicină + biotehnologie” se reflectă în ingineria tisulară – o tehnologie care deschide posibilitatea refacerii organelor pierdute fără transplant. Metodele și rezultatele ingineriei tisulare sunt izbitoare: aceasta este producerea de organe și țesuturi vii (și nu artificiale!); regenerarea țesuturilor; Imprimarea 3D a vaselor de sânge; utilizarea suturilor chirurgicale „topindu-se” în organism și multe altele.
În ultimele decenii, au devenit vizibile în mod clar tendințele alarmante ale îmbătrânirii populației, creșterea numărului de boli și dizabilități ale persoanelor de vârstă activă, ceea ce impune urgent dezvoltarea și implementarea practica clinica nou, mai eficient și metodele disponibile tratament de reabilitare bolnav. Figura 1 arată cum se schimbă structura bolilor în prezent.
Astăzi, știința și tehnologia oferă mai multe modalități alternative de a restaura sau înlocui țesuturile și organele deteriorate sau bolnave:
- transplant;
- implantare;
- inginerie tisulară.
În cadrul acestui articol, ne vom opri mai detaliat asupra posibilităților și perspectivelor ingineriei tisulare.
Ingineria țesuturilor este o tehnologie inovatoare modernă
Fundamental noua abordare - ingineria celulară și tisulară- este cel mai recent progres în domeniul biologiei moleculare și celulare. Această abordare a deschis perspective largi pentru crearea de tehnologii biomedicale eficiente, cu ajutorul cărora devine posibila restaurarețesuturi și organe deteriorate și tratamentul unui număr de boli metabolice severe la om.
Scopul ingineriei tisulare- proiectarea și creșterea în afara corpului uman a țesuturilor sau organelor vii, funcționale pentru transplantul ulterior la un pacient în scopul înlocuirii sau stimularii regenerarii organului sau țesutului deteriorat. Cu alte cuvinte, la locul defectului trebuie restabilit tridimensională structura țesăturii.
Este important de menționat că implanturile convenționale realizate din materiale inerte pot doar elimina fizicși mecanic deficiențe ale țesuturilor deteriorate - spre deosebire de țesuturile obținute prin metoda ingineriei, care restaurează, inclusiv biologic funcții (metabolice). Adică are loc regenerarea țesuturilor și nu o simplă înlocuire cu material sintetic.
Cu toate acestea, pentru dezvoltarea și îmbunătățirea metodelor de medicină reconstructivă bazate pe ingineria tisulară, este necesar să stăpânească noi materiale extrem de funcționale. Aceste materiale utilizate pentru a crea bioimplanturi ar trebui să ofere structurilor realizate prin inginerie tisulară caracteristicile inerente țesuturilor vii:
- capacitatea de auto-vindecare;
- capacitatea de a menține alimentarea cu sânge;
- capacitatea de a schimba structura și proprietățile ca răspuns la factori mediul inclusiv stresul mecanic.
Celule și matrici - Bazele ingineriei tisulare
Cel mai element important succesul este prezența numărului necesar de celule active funcțional capabile să se diferențieze, să mențină fenotipul corespunzător și să efectueze functii biologice... Sursa celulelor pot fi țesuturile corpului și organe interne... Este posibil să se utilizeze celule adecvate de la un pacient care are nevoie de terapie reconstructivă, sau de la ruda apropiata(celule autogene). Celulele pot fi folosite de diverse origini, inclusiv celulele primare (Fig. 2) și stem (Fig. 3).
Figura 2. Celula umană primară.
Biblioteca Federației Kyokushinkai din Yuzhnouralsk
Celulele primare sunt celule mature ale unui anumit țesut care pot fi luate direct de la organismul donator ( ex vivo) chirurgical... Dacă celulele primare sunt prelevate de la un anumit organism donor și, ulterior, este necesar să se implanteze aceste celule în el ca primitor, atunci probabilitatea de respingere a țesutului implantat este exclusă, deoarece există compatibilitatea imunologică maximă posibilă a primarului. celulele și destinatarul. Cu toate acestea, celulele primare, de regulă, nu sunt capabile să se împartă - potențialul lor de reproducere și creștere este scăzut. La cultivarea unor astfel de celule in vitro(prin inginerie tisulară) pentru unele tipuri de celule este posibilă dediferențierea, adică pierderea proprietăților specifice, individuale. De exemplu, condrocitele introduse în cultură în afara corpului produc adesea cartilaj fibros mai degrabă decât transparent.
Deoarece celulele primare nu sunt capabile să se divizeze și își pot pierde proprietățile specifice, este nevoie de surse alternative de celule pentru dezvoltarea tehnologiilor de inginerie celulară. Celulele stem au devenit o astfel de alternativă.
Pentru a direcționa organizarea, a sprijini creșterea și diferențierea celulelor în timpul reconstrucției țesutului deteriorat, este necesar un purtător de celule special - matrice, care este o rețea tridimensională similară cu un burete sau piatră ponce (Fig. 4). Pentru realizarea acestora se folosesc materiale sintetice inerte biologic, materiale pe bază de polimeri naturali (chitosan, alginat, colagen) și biocompozite. Deci, de exemplu, echivalenții de țesut osos sunt obținuți prin diferențierea direcționată a celulelor stem din măduva osoasă, a sângelui din cordonul ombilical sau a țesutului adipos în osteoblaste, care sunt apoi aplicate pe diverse materiale care le susțin diviziunea (de exemplu, os donator, matrice de colagen etc. .).
Strategia de inginerie tisulară „de marcă”.
Astăzi, una dintre strategiile ingineriei tisulare este următoarea:
- Selecția și cultivarea celulelor stem proprii sau donatoare.
- Dezvoltarea unui purtător special pentru celule (matrice) pe bază de materiale biocompatibile.
- Aplicarea unei culturi celulare la o matrice și propagarea celulelor într-un bioreactor cu condiții speciale de cultivare.
- Introducerea directă a unei structuri de inginerie tisulară în zona organului afectat sau plasarea preliminară într-o zonă bine aprovizionată cu sânge pentru maturare și formarea microcirculației în interiorul structurii (prefabricare).
Schelele dispar complet după un timp după implantare în organismul gazdă (în funcție de rata de creștere a țesutului) și doar țesut nou va rămâne la locul defectului. De asemenea, este posibil să se introducă o matrice cu țesut nou deja parțial format ("biocompozit"). Desigur, după implantare, structura de inginerie tisulară trebuie să-și păstreze structura și funcțiile pentru o perioadă de timp suficientă pentru a restabili țesutul care funcționează normal la locul defectului și să se integreze cu țesuturile din jur. Dar, din păcate, nu au fost încă create matrici ideale care să îndeplinească toate condițiile necesare.
Vasele de sânge de la imprimantă
Tehnologiile promițătoare de inginerie tisulară au deschis posibilitatea creării în laborator a țesuturilor și organelor vii, dar știința este încă neputincioasă înainte de crearea organelor complexe. Cu toate acestea, relativ recent, oamenii de știință sub conducerea Dr. Gunter Tovar ( Gunter Tovar) de la Societatea Fraunhofer din Germania a făcut o descoperire uriașă în ingineria țesuturilor - au dezvoltat tehnologia pentru crearea vaselor de sânge. Dar părea că este imposibil să se creeze structuri capilare în mod artificial, deoarece acestea trebuie să fie flexibile, elastice, de formă mică și, în același timp, să interacționeze cu țesuturile naturale. Destul de ciudat, dar tehnologiile de producție au venit în ajutor - o metodă de prototipare rapidă (cu alte cuvinte, imprimare 3D). Se înțelege că un model 3D complex (în cazul nostru, un vas de sânge) este imprimat pe un 3D imprimanta cu jet de cerneala folosind „cerneală” specială (Fig. 5).
Imprimanta aplică material în straturi, iar în anumite locuri straturile sunt legate chimic. Rețineți, totuși, că imprimantele 3D nu sunt încă suficient de precise pentru cele mai mici capilare. În acest sens, a fost aplicată metoda polimerizării multifotonice, utilizată în industria polimerilor. Pulsurile laser scurte și intense care procesează materialul excită moleculele atât de puternic încât interacționează între ele pentru a forma lanțuri lungi. Astfel, materialul se polimerizează și devine dur, dar elastic, ca materialele naturale. Aceste reacții sunt atât de controlabile încât pot fi folosite pentru a crea cele mai mici structuri dintr-un „plan” tridimensional.
Și pentru ca vasele de sânge create să se acopleze cu celulele corpului, structurile biologice modificate (de exemplu, heparina) și proteinele „ancoră” sunt integrate în ele în timpul fabricării vaselor. La următoarea etapă, celulele endoteliale (un singur strat de celule plate care căptușesc suprafata interioara vasele de sânge) - pentru ca componentele sanguine să nu se lipească de pereți sistem vascular, și transportat liber de-a lungul acestuia.
Cu toate acestea, înainte de a putea implanta efectiv organele crescute în laborator cu propriile lor vase de sânge, va trece ceva timp.
Hai, Rusia, haide!
Fără falsă modestie, putem spune că o bază științifică pentru aplicație practică materiale biomedicale de noua generatie. O dezvoltare interesantă a fost sugerată de un tânăr om de știință din Krasnoyarsk Ekaterina Igorevna Shishatskaya (Fig. 6) - un polimer biocompatibil solubil bioplastotan... Ea explică simplu esența dezvoltării sale: „În prezent, medicii se confruntă cu o lipsă mare de materiale care pot înlocui segmente corpul uman... Am reușit să sintetizăm un material unic care este capabil să înlocuiască elementele organelor și țesuturilor umane "... Dezvoltarea Ekaterinei Igorevna își va găsi aplicație, în primul rând, în chirurgie. „Cel mai simplu este, de exemplu, suturile făcute din polimerul nostru, care se dizolvă după ce rana se vindecă., - spune Shishatskaya. - De asemenea, puteți face inserții speciale în vase - stenturi. Acestea sunt tuburi mici, goale, care sunt folosite pentru a extinde vasul. La ceva timp după operație, vasul este restaurat, iar înlocuitorul polimeric se dizolvă " .
Prima experiență de transplant a unei structuri de inginerie tisulară în clinică
Figura 7. Paolo Macchiarini, a cărei clasă de master „Tehnologii celulare pentru ingineria țesuturilor și creșterea organelor” a avut loc la Moscova în 2010.
În toamna anului 2008, șeful clinicii de la Universitatea din Barcelona (Spania) și Școala de Medicină din Hanovra (Germania), profesorul Paolo Macchiarini ( Paolo macchiarini; orez. 7) au efectuat prima operație cu succes pentru a transplanta un echivalent bioinginerească al traheei la un pacient cu stenoză de 3 cm a bronhiei principale stângi (Fig. 8).
Un segment de 7 cm lungime de trahee cadaverică a fost luat ca matrice pentru viitoarea grefă. țesut conjunctiv, celule donatoare și antigene de histocompatibilitate. Purificarea a constat în 25 de cicluri de devitalizare folosind deoxicolat de sodiu 4% și dezoxiribonucleaza I (procesul a durat 6 săptămâni). După fiecare ciclu de devitalizare, a fost efectuată o examinare histologică a țesutului pentru a determina numărul de celule nucleate rămase, precum și un studiu imunohistochimic pentru prezența antigenelor de histocompatibilitate HLA-ABC, HLA-DR, HLA-DP și HLA. -DQ în țesut. Datorită unui bioreactor cu design propriu (Fig. 9), oamenii de știință au aplicat uniform o suspensie celulară cu o seringă pe suprafața unei secțiuni de rotație lentă a traheei. Apoi, grefa, pe jumătate scufundată în mediul de cultură, a fost rotită în jurul axei sale pentru a contacta alternativ celulele cu mediul și aerul.
Figura 9. Bioreactor pentru a crea echivalentul de inginerie tisulară al traheei. A- schema bioreactorului, vedere laterală. B- etanșarea bioreactorului. V- bioreactor cu echivalent de inginerie tisulară a traheei in situ. G- bioreactor după îndepărtarea echivalentului traheei. D- vedere echivalentul traheei imediat înainte de operație.
Echivalentul traheal a fost în bioreactor timp de 96 de ore; apoi a fost transplantat pacientului. În timpul operației, bronhia principală stângă și partea de trahee, cu care era adiacentă, au fost complet îndepărtate. O grefă a fost suturată în golul rezultat și o anumită discrepanță între diametrele lumenului echivalentului prelucrat prin inginerie tisulară și bronhia primitorului a fost depășită datorită elasticității țesutului donor.
La zece zile de la operație, pacienta a fost externată din clinică fără semne insuficiență respiratorieși răspunsul imun la respingerea grefei. Conform tomografie computerizata, cu ajutorul căruia s-a realizat reconstrucția virtuală 3D tractului respirator, echivalentul de inginerie tisulară era practic imposibil de distins de propriile bronhii ale pacientului (Fig. 10).
;. Mail zilnic;Inginerie tisulară Este știința proiectării și fabricării țesuturilor, inclusiv a oaselor și a altor țesuturi musculo-scheletice. Atât ingineria tisulară, cât și morfogeneza se bazează pe trei componente - semnale morfogenetice, celule stem competente și structuri de schelă. Restaurarea țesutului musculo-scheletic generalizează atât dezvoltarea embrionară, cât și morfogeneza. Morfogeneza este un grup de științe în curs de dezvoltare care studiază formarea structurilor, structura generala corpul în drum spre funcționarea adultului.
Prin urmare, impulsurile implicate în morfogeneză trebuie utilizate în ingineria țesutului osos. Proteinele morfogenetice osoase au o funcție larg direcționată (pleotropă) în formarea primară a structurilor, diferențierea celulară și restaurarea osului și a cartilajului articular. Capacitatea osului de a-l schimba (capacitatea recreativă) depinde de proteinele morfogenetice ale osului din matricea osoasă. Proteinele morfogenetice osoase acționează prin receptori și Smads 1, 5 și 8 pentru a stimula cartilajele și liniile celulare osoase. Homeostazia osului și cartilajului prelucrate prin inginerie tisulară depinde de menținerea matricei extracelulare și de biomecanica. Utilizarea proteinelor osoase morfogenetice în terapia genică iar eliberarea de celule stem în schelele de matrice extracelulară biomimetică duce la funcționalitatea osului. În concluzie, trebuie remarcat faptul că timpul nostru este un moment al descoperirilor interesante în domeniul ingineriei țesuturilor funcționale, al impulsurilor osoase, al structurilor cadru și al celulelor stem.
Una dintre provocările cu care se confruntă un chirurg ortoped este restaurarea și reconstrucția unui segment mare al osului scheletic deteriorat ca urmare a îndepărtarii. tumoare maligna oase sau leziuni. Deși grefele alogene pentru segmente osoase mari au câștigat o acceptare din ce în ce mai mare, ele au dezavantajele posibilelor fracturi. Problema fracturilor osoase la pacientii cu osteoporoza postmenopauza, metastaze cauzate de cancerul de san sau prostata, iar tulburările metabolice, cum ar fi diabetul, necesită aplicarea principiilor de inginerie tisulară în oase.
Ingineria țesuturilor este știința proiectării și fabricării de noi țesuturi pentru repararea funcțională organe lezateși înlocuirea părților corpului pierdute din cauza cancerului, diverse boliși răni. Dintre numeroasele țesuturi ale corpului, osul are o capacitate mare de reparare și, prin urmare, este reperul pentru principiile ingineriei tisulare în general. În viitorul apropiat, acumularea de cunoștințe în domeniul ingineriei tisulare va duce la crearea de implanturi osoase cu parametri specificați pentru utilizarea în chirurgia ortopedică.
Cele trei componente principale ale ingineriei tisulare și ale regenerării tisulare sunt semnalele, celulele stem și schelele. Specificitatea semnalelor depinde de morfogeneza țesuturilor și de stimulii inductivi din embrionul în curs de dezvoltare. Ele sunt în general reproduse în timpul regenerării. Grefele osoase au fost folosite de chirurgi de peste un secol. Urist a făcut-o cea mai importantă descoperire arătând că implantarea de segmente demineralizate, liofilizate de os alogen de iepure a determinat formarea de os nou. S-a demonstrat că stimularea formării osoase este o acțiune secvențială, pas cu pas, în care au loc trei etape cheie - chemotaxia, mitoza și diferențierea. Chemotaxia este mișcarea direcționată a celulelor sub influența semnalelor chimice eliberate din matricea osoasă demineralizată. Mișcarea și aderența ulterioară a celulelor formatoare de os pe matricea de colagen este determinată de prezența fibronectinei în aceasta.
Vârful proliferării celulare sub influența stimulenților de creștere eliberați din matricea demineralizată insolubilă se observă în a treia zi. Formarea cartilajului atinge maximul în zilele 7-8, urmată de invazia vasculară și, începând din ziua 9, se observă osteogeneză. Formarea osoasă atinge vârfurile la 10-12 zile, după cum indică activitatea fosfatazei alcaline. Aceasta este urmată de o creștere a osteocalcinei, acid γ-carboxiglutamic (BGP) care conține proteine osoase. Osul imatur nou format se umple cu roșu măduvă osoasă până în ziua 21. Os demineralizat datorită eliberării proteinelor morfogenetice osoase care determină impulsurile inițiale pentru morfogeneza osoasă, precum și formarea multor organe, altele decât oasele, precum creierul, inima, rinichii, plămânii, pielea și dinții. Prin urmare, este posibil să se trateze proteinele morfogenetice ale osului ca proteine morfogenetice ale corpului.
J.P. Fisher și A.H. Reddi, Ingineria țesuturilor funcționale a oaselor: semnale și schele
Traducere de Borisova Marina
Inginerie tisulară- o direcție tânără și în curs de dezvoltare a medicinei, care deschide noi oportunități pentru omenire. Profesia este potrivită pentru cei care sunt interesați de chimie și biologie (vezi alegerea unei profesii în funcție de interesul pentru disciplinele școlare).
În acest articol, vă vom spune despre profesia de inginer de țesuturi - una dintre profesiile viitorului în această direcție.
Ce este ingineria tisulară?
Aceasta este o știință care își are originea la granița dintre biologie celulara, embriologie, biotehnologie, transplant și știința materialelor medicale.
Ea este specializată în dezvoltarea analogilor biologici ai organelor și țesuturilor create din celule vii și concepute pentru a restabili sau înlocui funcțiile acestora.
Cine este un inginer de fabrică?
Aceasta este o specialitate care va fi solicitată în viitorul apropiat. Este responsabilitatea acestui profesionist să proiecteze și să controleze proces de producție, selecția materialelor și formarea conditiile necesare pentru crearea de implanturi de inginerie tisulară (grefe) și transplantarea ulterioară a acestora. Potrivit unor rapoarte, această profesie va începe să se răspândească după 2020.
Dezvoltarea și implementarea unei grefe include o serie de etape:
- în primul rând, este necesară selectarea și cultivarea celulelor;
- apoi se creează un purtător celular (matrice) folosind materiale biocompatibile;
- dupa aceea, celulele sunt plasate pe matrice si se inmultesc in bioreactor;
- in final, implantul este plasat in zona organului nefunctional. Dacă este necesar, înainte de aceasta, grefa este introdusă într-o zonă cu aport de sânge bun pentru maturarea sa (acest proces se numește prefabricare).
Materialul de pornire poate fi celulele tisulare care trebuie regenerate sau celulele stem. La producerea matricelor se pot folosi diverse tipuri de materiale (biocompozit, sintetic biologic inert, polimer natural).
Unde se folosesc grefe
- Crearea de analogi artificiali ai pielii pentru a ajuta la regenerare piele cu arsuri extinse.
- Implanturile de inginerie tisulară au și un potențial mare în domeniul cardiologiei (analogi biologici ai valvelor cardiace, reconstrucția arterelor, venelor și capilarelor).
- În plus, acestea sunt aplicate la recreare sistemul respirator, organele digestive, sistem urinar, glandele secretiei externe si interne.
Unde să studiezi pentru a fi inginer de țesuturi
V acest moment in tara noastra nr programe educaționale predând în această specialitate, există doar un număr de laboratoare la institutele de cercetare specializate în ingineria țesuturilor. Profesioniștii care doresc să se dezvolte în acest domeniu pot obține o bază educatie medicala... Ar trebui să luați în considerare și posibilitatea de a studia în străinătate: în SUA și Europa, diplomele de master în această specialitate se dezvoltă activ.
Calități importante din punct de vedere profesional:
- gândire sistematică;
- interes pentru lucrul într-un domeniu interdisciplinar;
- disponibilitatea de a lucra în condiții de incertitudine;
- interes de cercetare;
- Responsabilitate pentru lucrul în echipă.
Discipline majore:
- biologie;
- chimie;
- fizică;
- matematica;
- informatică.
Progrese în ingineria modernă a țesuturilor
Analogii mameloanelor au fost creați și aplicați cu succes sânul feminin, ingineria țesuturilor vezică si uretere. Cercetările sunt în curs de desfășurare cu privire la crearea elementelor ficatului, traheei și intestinale.
Laboratoare de cercetare de vârf lucrează pentru a recrea un alt greu de restaurat organ uman- un dinte. Dificultatea constă în faptul că celulele dentare se dezvoltă din mai multe țesuturi, a căror combinație nu a putut fi reprodusă. În prezent, doar etapele incipiente ale formării dinților nu sunt pe deplin recreate. ochi artificial este în prezent în stadiul inițial, dar s-a dovedit deja a dezvolta analogi ai membranelor sale individuale - corneea, sclera, irisul.
În același timp, întrebarea cum să le integrăm într-un singur întreg rămâne deschisă.
Un grup de oameni de știință germani de la Universitatea din Kiel a reușit să restaureze cu succes maxilarul inferior pacientul, aproape în întregime îndepărtat din cauza tumorii.
Celulele stem ale pacientului, împreună cu factorii de creștere osoasă, au fost plasate într-o replică din plasă de titan a maxilarului său. Apoi, pentru perioada de incubație, acest construct a fost plasat în mușchiul său sub omoplat drept de unde a fost apoi transplantat pacientului.
Este prea devreme să vorbim despre cât de eficient va funcționa o astfel de falcă. Cu toate acestea, acesta este primul caz de încredere al unui transplant de os crescut literalmente în interiorul corpului uman.
Se încarcă ...