هندسة الأنسجة هي مجال من مجالات الطب التجديدي يستخدم الخلايا والمواد الحيوية والجزيئات النشطة بيولوجيا لإنشاء الأنسجة أو إصلاحها أو استبدالها. يتكون النسيج الطبيعي من مكون هيكلي ، أو المصفوفة خارج الخلية ، أو ECM ، والخلايا الخاصة بالأنسجة التي تسكنها. تهدف الأنسجة الهندسية إلى تشبه الأنسجة الطبيعية قدر الإمكان ، باستخدام مكونات هيكلية طبيعية أو هندسية وخلايا خاصة بالأنسجة. سيقدم هذا الفيديو مجال هندسة الأنسجة ، ويوضح بعض التقنيات والتحديات الشائعة في هذا المجال ، ويقدم بعض تطبيقات هذه التكنولوجيا.
أولا ، دعنا نلقي نظرة على المكونات النموذجية للأنسجة الهندسية. يتكون النسيج أولا عن طريق إنشاء سقالة باستخدام مادة حيوية. تهدف سقالة الأنسجة إلى توفير هيكل وتقليد ECM الطبيعي. يمكن أن تأخذ سقالة الأنسجة العديد من الأشكال المختلفة ، مثل حصيرة الألياف ، أو الهيدروجيل ، اعتمادا على نوع الأنسجة المطلوب. على أي حال ، يجب أن تعزز المواد الحيوية المستخدمة التصاق الخلية وتفاعل الخلايا المرغوب فيه. بدلا من ذلك ، يمكن أيضا استخدام سقالة منزوعة الخلايا من عضو متبرع لتوفير بنية للأنسجة الجديدة. المكون التالي هو الخلايا. تستخدم جميع الأنسجة الخلايا الحية التي تحدد نوع الأنسجة. على سبيل المثال ، تستخدم الخلايا الليفية لصنع الجلد ، وتستخدم الخلايا الغضروفية لصنع الغضاريف. يمكن أن تأتي الخلايا المستخدمة في الأنسجة الهندسية من عدة مصادر. يتم استخراج الخلايا الأولية من الأنسجة الأصلية ، الأمر الذي يتطلب تقطيع الأنسجة الأصلية وهضمها بإنزيم لإطلاق الخلايا. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام الخلايا الثانوية المتوفرة من بنك الخلايا. ومع ذلك ، فإن هذه الخلايا ليست خاصة بالمريض ويمكن أن تسبب الرفض. أخيرا ، يمكن أيضا استخدام الخلايا الجذعية ، وهي خلايا غير متمايزة قادرة على ظهور أشكال مختلفة من الخلايا المتخصصة ، أو تكرار نفسها. لإنشاء الأنسجة ، يتم زرع الخلايا المختارة على سقالة الأنسجة ، جنبا إلى جنب مع عوامل النمو اللازمة لتشجيع تكوين الأنسجة. ثم يسمح للسقالات المصنفة بالنمو في ثقافة ثابتة. بدلا من ذلك ، يمكن استخدام مفاعلات زراعة الأنسجة المتخصصة لبذر ونمو الأنسجة الهندسية.
الآن بعد أن تم إدخال مكونات الأنسجة الهندسية ، دعنا نلقي نظرة على بعض الطرق الشائعة المستخدمة في هذا المجال. يمكن أن يكون تصنيع سقالة الأنسجة العامل الأكثر أهمية في تحديد الخصائص الميكانيكية للأنسجة. مورفولوجيا السقالة الشائعة هي السقالة المغزولة كهربائيا ، وهي حصيرة من ألياف صغيرة الحجم. يتم الغزل الكهربائي عن طريق تطبيق جهد بين لوحة التجميع وطرف المحقنة التي تحتوي على المادة الحيوية. يؤدي ذلك إلى إنشاء ألياف دقيقة ، والتي يسمح لها بالتجمع حتى تصل السجادة إلى المتطلبات اللازمة للسقالة. يجب أن يكون لها مسام دقيقة مترابطة للسماح للخلايا والمواد المغذية بالهجرة ؛ مساحة سطح كافية لتعزيز التصاق الخلايا ؛ والخصائص الميكانيكية التي تتناسب مع الأنسجة الأصلية. بعد ذلك ، هناك تقنية رئيسية تستخدم لزراعة الأنسجة وهي مفاعل زراعة الأنسجة. غالبا ما يتم زرع سقالات الأنسجة بالخلايا من خلال تقنيات القطيرات أو الغمر ، ويسمح لها بالنمو في الثقافة الراكدة. ومع ذلك ، فإن الأنسجة الطبيعية ، مثل الأوعية الدموية ، تنمو تحت التحفيز الميكانيكي. تهدف مفاعلات زراعة الأنسجة إلى تقليد الظروف الفسيولوجية ، مثل التدفق النابض في الشرايين ، من أجل التأثير على سلوك ونمو الخلايا البطانية والعضلية في الشريان.
ومع ذلك ، هناك العديد من التحديات التي تواجهها في هذا المجال. يتمثل القيد الرئيسي للأنسجة المهندسة في المختبر في نقص أنظمة الأوعية الدموية. تمتلك الأنسجة الطبيعية الأوعية الدموية التي توفر العناصر الغذائية وتزيل النفايات. ومع ذلك ، تعتمد الأنسجة الهندسية بشكل كبير على الانتشار ، مما يحد من إمدادات العناصر الغذائية وحجم الأنسجة. تركز إحدى استراتيجيات الأوعية الدموية على استخدام السقالات الاصطناعية ذات الأوعية الدموية المدمجة ، والتي يمكن أن تساعد في توصيل العناصر الغذائية إلى الأنسجة. على الرغم من أن فوائد الأنسجة المهندسة بعيدة المدى ، إلا أنه من الصعب إنتاج أنسجة على نطاق واسع بما يكفي للاستخدام السريري. للزرع ، يجب أولا حصاد الخلايا من المريض ثم توسيعها وزراعتها على سقالة. سيتطلب ذلك أنظمة زراعة خلايا منفصلة لكل مريض. بالإضافة إلى مقدار الوقت الكبير المطلوب لهذه الخطوات ، فإن التحديات التنظيمية والتكاليف المرتفعة تجعل من الصعب تنفيذ ذلك على نطاق واسع في هذه المرحلة.
الآن بعد أن رأيت بعض الأساليب والتحديات الحالية لهندسة الأنسجة ، دعنا نلقي نظرة على بعض تطبيقات التكنولوجيا. يمكن استخدام هندسة الأنسجة في التئام الجروح أو الحروق المزمنة. تتمثل إحدى الطرق في استخدام سقالة الأنسجة التي تحتوي على عوامل النمو ولكن لا تحتوي على خلايا. تعزز المصفوفة منزوعة الخلايا هجرة الخلايا وتشجع نمو الأنسجة. بدلا من ذلك ، بالنسبة للجروح العميقة ، يمكن استخدام مصفوفة تحتوي على خلايا ، والتي تندمج في أنسجة المضيف. في النهاية ، يهدف الباحثون إلى أن يكونوا قادرين على استبدال الأعضاء التالفة بالكامل. حاليا ، يتم التعامل مع هذا باستخدام ثقافة الأعضاء. أولا ، يتم إزالة الخلايا من العضو المتبرع ، مثل الرئة في هذه الحالة ، والحفاظ على هيكله الأصلي ، ثم يتم إعادة خلية الرئة بخلايا من المريض. هذا من شأنه أن يحد من الرفض والحاجة إلى مطابقة المتبرعين.
لقد شاهدت للتو نظرة عامة على Jove لهندسة الأنسجة. يجب أن تكون الآن على دراية ببعض المفاهيم والأساليب الأساسية في هذا المجال ، بالإضافة إلى بعض التحديات والتطبيقات الرئيسية. شكرا للمشاهدة.
تهدف هندسة الأنسجة إلى إنشاء أنسجة اصطناعية من المواد الحيوية وخلايا معينة وعوامل النمو. تتمتع تركيبات الأنسجة الهندسية هذه بفوائد بعيدة المدى ، مع إم…
الفصول في هذا الفيديو
0:06
Overview
0:52
Components of Engineered Tissues
2:49
Prominent Materials and Methods
4:19
Key Challenges
5:28
Applications
6:31
Summary
2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.