Was ist Tissue Engineering?
Tissue Engineering ist der Prozess des Wachstums oder Engineerings bestimmter Gewebe im menschlichen Körper. Der Hauptzweck des Tissue Engineering besteht darin, beschädigte Gewebe oder Organe zu ersetzen oder zu reparieren. In diesem Prozess werden lebende Zellen oder Biomaterialien als technische Vorräte betrachtet - ähnlich wie Holz oder Ziegel von Bauprofis.
Der Prozess des Tissue Engineering wurde 1998 möglich, als Wissenschaftler der Geron Corporation lernten, wie man Telomere verlängert. Telomere sind Endabschnitte der Desoxyribonukleinsäure (DNA), die die Zellteilung steuern und Schäden während der DNA-Replikation verhindern. Die Fähigkeit, Telomere zu verlängern, ermöglichte es Wissenschaftlern, die ersten unsterblichen Zellen zu erzeugen, die sich kontinuierlich teilten. Diese Entdeckung war eine wichtige Leistung in der regenerativen Medizin.
Spezielle Gerüste werden verwendet, um die Zellen beim Einwachsen in Gewebe zu unterstützen. Diese Träger bestehen normalerweise aus biologisch abbaubaren Materialien, die sich im Laufe der Zeit in den Geweben auflösen können, sodass keine zusätzliche Operation erforderlich ist, um das Material zu entfernen. Je nach Art des zu bearbeitenden Gewebes können Gerüste aus einer Vielzahl von Materialien wie Kollagen und Polyester hergestellt werden. Dieselben Materialien, die zur Herstellung von sich auflösenden Nähten verwendet werden, werden auch beim Bau von Gerüsten verwendet.
Als Biomaterialien verwendete Zellen werden nach ihrer Quelle kategorisiert. Beispielsweise werden autologe Zellen von dem Individuum geerntet, das das neue Gewebe benötigt. Bei einem Brandopfer können beispielsweise dünne Abschnitte gesunder Hautzellen aus einem Körperteil entfernt werden, um sie in den geschädigten Bereichen zu verwenden.
Allogene Zellen werden dagegen von einem Spender der gleichen Art wie der Empfänger erhalten. In dieser Situation kann eine Person mit kompatiblen Gewebetypen möglicherweise einen Teil ihres Gewebes zur Verwendung bei einer anderen Person spenden. Wenn der Spender und der Empfänger genetisch identisch sind, wie beispielsweise Zwillinge oder Klone, werden die Zellen als isogen bezeichnet. Wichtige Organtransplantationen wie Herz, Niere oder Leber sind Beispiele für Verfahren, bei denen allogene oder isogene Materialien verwendet werden. Zellen aus einer xenogenen Quelle stammen von einer anderen Art als der Empfänger und sind viel seltener.
Die fünfte Kategorie zellulärer Biomaterialien, Stammzellen, ist äußerst umstritten. Stammzellen sind undifferenziert, das heißt, sie werden noch nicht als Hautzellen, Knochenzellen oder Muskelzellen oder als irgendeine andere Art von Zelle bezeichnet, die eine bestimmte Funktion hat. Stammzellen können zu jeder Art von Zelle werden, die der Empfänger benötigt. Aus diesem Grund gilt die Arbeit mit Stammzellen als das vielversprechendste Gebiet der Tissue Engineering-Forschung.