Co to są rusztowania inżynierii tkanek?
Rusztowania inżynierii tkanek to struktury wykonane z sztucznych lub naturalnych substancji, które działają jako kształt, na którym mogą rosnąć komórki. Rusztowanie może być obojętne i nie oddziaływać z rosnącymi na nim komórkami lub może aktywnie pomóc komórek w rozwoju poprzez zwolnienie sygnałów chemicznych. Takie rusztowania są przydatne w pomaganiu w odbudowie lub zastąpieniu utraconej tkanki ludzkiej.
Podstawą inżynierii tkankowej jest laboratoryjne tworzenie nowych komórek i struktur biologicznych w celu zastąpienia utraconej lub nieprawidłowości tkanki i narządów. Aby to zrobić, inżynierowie tkanek potrzebują kształtu - lub rusztowania - na których można uprawiać komórki, ponieważ komórki hodowane w laboratorium same nie tworzą kształtów; Zamiast tego rozprzestrzeniły się w dwuwymiarowej formie. Rusztowania są zaprojektowane tak, aby zachęcić komórki do przyczepienia i wzrostu w określonym ustalonym kształcie.
Rusztowania można wykonać z różnych substancji. Należą do nich tworzywa sztuczne, białka jedwabne, ceramika fosforanu wapnia, a nawet naturalne polimery, takie jak kolagen. IN 2010, hiszpański szpital badawczy eksperymentował na ludzkich sercach pobranych od dawców i pozbawiony wszystkich komórek, pozostawiając za sobą strukturę kolagenową. Celem było zabranie komórek od pacjenta, który potrzebuje przeszczepu serca i pozwolenie na wzrost komórek w ramach kolagenu, tworzenie nowego serca, którego układ odpornościowy nie atakuje jako obce.
Rusztowanie inżynierii tkankowej musi być porowate. Pory pozwalają komórkom na połączenie się i przyleganie do siebie. Idealnie, rusztowanie powinno również uwolnić chemikalia, które pomagają promować migrację komórek, adhezję komórek i różnicowanie w wyspecjalizowane komórki. Kolejną zaletą niektórych rusztowań inżynierii tkankowej jest to, że są one biodegradowalne, więc rozkładają się, gdy komórki uformują się w pożądanym kształcie.
Głównym problemem niektórych rusztowań inżynierii tkankowej jest to, że komórki potrzebują tlenu i składników odżywczych. Komórki mogą migrowaće w pory rusztowania do pewnego stopnia. Gdy komórki zaczną wchodzić zbyt głęboko w pory, nie otrzymują wystarczającej ilości składników odżywczych ani tlenu, ponieważ górne warstwy komórek blokują ruch składników odżywczych i tlenu w dolne warstwy. Jedna innowacja, zwana solidnym rusztowaniem Freeform (SFF), porusza ten problem, ponieważ jest zaprojektowana ze sztucznych naczyń krwionośnych, które niosą te składniki odżywcze wokół struktury i usuwają produkty odpadowe. W 2011 r. Eksperymentowano rusztowania inżynierii tkanek SFF w 2011 roku, aby udoskonalić sztuczny układ naczyń krwionośnych, aby można było wytwarzać duże złożone narządy.
Naukowcy zrobili już skórę, wysiewując pacjentów z komórek skóry na strukturze kolagenu. Skóra jest dwuwymiarową strukturą, więc problem z dyfuzją tlenu i składników odżywczych nie powstrzymał rozwoju pleców. Ta skóra jest stosowana w leczeniu z udziałem przeszczepów skóry.