조직공학 개요

조직 공학은 세포를 사용하는 재생 의학 분야입니다, 생체 재료, 및 생물학적 활성 분자는 조직을 생성, 복구, 또는 교체. 자연 조직은 구조 성분, 세포외 매트릭스 또는 ECM 및 그것에 서식하는 조직 특정 세포로 구성됩니다. 엔지니어링 된 조직은 자연 또는 엔지니어링 구조 구성 요소 및 조직 별 세포를 사용하여 가능한 한 가깝게 자연 조직을 닮는 것을 목표로합니다. 이 비디오는 조직 공학 분야를 소개하고, 현장에서 몇 가지 일반적인 기술과 과제를 시연하며, 이 기술의 일부 응용 분야를 소개합니다.

먼저, 엔지니어링 조직의 전형적인 구성 요소를 살펴 보자. 조직은 먼저 생체 물질을 사용하여 비계를 생성하여 형성된다. 조직 스캐폴드는 구조를 제공하고 천연 ECM을 모방하기 위한 것입니다. 조직 스캐폴드는 원하는 유형의 조직에 따라 섬유 매트 또는 하이드로겔과 같은 많은 상이한 형태를 취할 수 있다. 어쨌든 사용되는 생체 재료는 세포 접착및 바람직한 세포 상호 작용을 촉진해야합니다. 대안적으로, 기증자 기관에서 탈세포 비계는 또한 새로운 조직에 구조를 제공하기 위하여 이용될 수 있습니다. 다음 구성 요소는 셀입니다. 모든 조직은 조직 모형을 정의하는 살아있는 세포를 이용합니다. 예를 들면, 섬유아세포는 피부를 만들기 위하여 이용되고, 연골신구는 연골을 만들기 위하여 이용됩니다. 엔지니어링 된 조직에 사용되는 세포는 여러 소스에서 올 수 있습니다. 1 차 세포는 네이티브 조직이 세포를 풀어 놓기 위하여 효소로 다진 및 소화된다는 것을 요구하는 네이티브 조직에서 추출됩니다. 대안적으로, 세포 은행에서 사용할 수 있는 이차 세포는, 이용될 수 있습니다. 그러나, 이 세포는 환자 특정하지 않으며 거절을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 마지막으로, 줄기 세포는 또한 전문화한 세포의 다른 양식을 초래할 수 있는 미분화 세포인, 또는 그(것)들을 복제하는 것을 이용될 수 있습니다. 조직을 만들기 위해 선택된 세포는 조직 형성을 장려하는 데 필요한 성장 인자와 함께 조직 스캐폴드에 시드됩니다. 그런 다음 시드 스캐폴드는 정적 배양에서 성장할 수 있습니다. 대안적으로, 특수 조직 배양 반응기는 엔지니어링 조직을 종자하고 성장시키기 위하여 이용될 수 있습니다.

이제 엔지니어링 조직의 구성 요소가 도입되었으므로 현장에서 사용되는 몇 가지 일반적인 방법을 살펴보겠습니다. 조직의 비계의 제조는 조직의 기계적 특성을 결정하는 데 가장 중요한 요소가 될 수 있습니다. 인기있는 스캐폴드 형태는 마이크로 스케일 섬유의 매트인 전기 스캐폴드입니다. 전기방사편은 수집판과 생물물질을 함유한 주사기의 끝 사이에 전압을 가하여 수행됩니다. 이것은 매트가 비계에 필요한 요구 사항에 도달 할 때까지 수집 할 수있는 마이크로 화이버를 만듭니다. 세포와 영양소가 마이그레이션할 수 있도록 상호 연결된 마이크로포지가 있어야 합니다. 세포 접착력을 촉진하기위한 적절한 표면적; 네이티브 조직과 일치하는 기계적 특성. 다음으로, 조직을 성장하는 데 사용되는 주요 기술은 조직 배양 반응기입니다. 조직 비계는 종종 물방울 또는 침수 기술을 통해 세포로 씨를 뿌리고 정체 된 배양에서 자랄 수 있습니다. 그러나 혈관과 같은 자연 조직은 기계적 자극하에서 자랍니다. 조직 배양 반응기는 동맥내피 및 근육 세포의 행동과 성장에 영향을 미치기 위해 동맥의 맥동흐름과 같은 생리적 상태를 모방하는 것을 목표로 한다.

그러나 이 분야에서는 많은 어려움이 있습니다. 체외 공학 조직의 주요 한계는 혈관 시스템의 부족입니다. 자연 조직은 영양분을 제공하고 폐기물을 제거하는 혈관화를 가지고 있습니다. 그러나, 엔지니어링 된 조직은 영양 공급 및 조직 크기를 제한 확산에 크게 의존. 혈관화를 위한 1개의 전략은 조직에 영양분을 전달하는 것을 도울 수 있던 내장된 혈관분과 합성 비계의 사용에 집중됩니다. 엔지니어링 된 조직의 장점은 광범위하지만 임상 사용을 위해 충분한 규모로 조직을 생산하기가 어렵습니다. 이식을 위해, 세포는 먼저 환자에게서 수확한 다음 비계에서 확장되고 배양되어야 합니다. 이것은 각 환자를 위한 별도의 세포 배양 체계를 요구할 것입니다. 이러한 단계에 필요한 상당한 시간 외에도 규제 문제와 높은 비용으로 인해 이 시점에서 광범위하게 구현하기가 어렵습니다.

이제 조직 공학의 현재 방법과 과제 중 일부를 보았으니 기술의 일부 응용 프로그램을 살펴보겠습니다. 조직 공학은 만성 상처 또는 화상 치유에 사용될 수 있습니다. 한 가지 방법은 성장 인자를 포함하는 조직 스캐폴드를 사용하지만 세포가 없는 것입니다. 탈세포 매트릭스는 세포의 이동을 촉진하고 조직 성장을 장려합니다. 또는 깊은 상처의 경우 세포를 포함하는 매트릭스를 사용하여 호스트의 조직에 통합할 수 있습니다. 결국, 연구원은 손상된 기관을 완전히 대체할 수 있는 것을 목표로 합니다. 현재, 이것은 기관 문화를 사용하여 접근됩니다. 첫째, 이 경우에 폐와 같은 기증자 기관은, 탈세포화되고 그것의 네이티브 구조는 유지되고, 그 때 폐는 환자에게서 세포로 재세포화됩니다. 이것은 거부와 기증자 일치에 대한 필요성을 제한할 것입니다.

당신은 조직 공학의 조브의 개요를 보았다. 이제 이 분야의 몇 가지 기본 개념과 방법뿐만 아니라 몇 가지 주요 과제 및 응용 프로그램에 대해 잘 알고 있어야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다.