ティッシュ ・ エンジニア リングの概要

Bioengineering

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Summary

組織工学、生体材料、特定の細胞と成長因子から人工組織を作成することを目的とする新興分野であります。 これらの設計された組織構造は、臓器置換と組織修復の可能性がある、遠大な利点を持っています。

このビデオは、ティッシュ エンジニア リングの分野を紹介し、設計組織のコンポーネントについて解説。このビデオでは、組織の足場を作成、セル人口を紹介、成長と増殖を促進するために使用いくつかの顕著な方法もについて説明します。最後に、いくつかの主要な課題と技術の重要なアプリケーションの例を示します。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. バイオ エンジニア リング. ティッシュ ・ エンジニア リングの概要. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

組織工学、細胞、生体材料学分野、生物活性分子を使用してを作成、修復、または組織を置き換える再生医療のフィールドです。自然の組織は、構造コンポーネント、細胞外マトリックス ECM やそれに生息する組織固有のセルで構成されます。エンジニア リング組織を目指しています使用して、可能な限り天然、自然な組織に似たまたは構造コンポーネントおよび組織細胞を設計しました。このビデオがティッシュ エンジニア リングのフィールドを導入、いくつかの一般的なテクニックやフィールドに、課題を示すし、この技術のいくつかのアプリケーションをご紹介します。

まず、エンジニア リング組織の典型的なコンポーネントを見てみましょう。組織は、最初に生体を使用して足場を作成によって形成されます。組織の足場は、構造を提供し、自然の ECM を模倣するものです。組織の足場は、繊維マットなど組織の種類に応じて、ハイドロゲルの多くの異なった形態を取ることができます。いずれの場合も、使用される生体材料は望ましい細胞間相互作用の細胞接着と促進する必要があります。また、ドナーの臓器から decellularized の足場は、新しい組織に構造を提供するために使用もできます。次のコンポーネントは、セルです。すべての組織は、細胞、組織の種類を定義するを利用します。たとえば、線維芽細胞を使用して、皮膚と軟骨細胞は軟骨を作るため。エンジニア リング組織で使用されているセルは、複数のソースから来ることができます。一次電池は、ネイティブの組織はみじん切りし、セルを解放する酵素による消化を必要とするネイティブの組織から抽出されます。また、細胞バンクから利用できますが、二次電池が使用できます。しかし、これらの細胞は患者に固有ではない、拒絶反応を引き起こすことができます。最後に、幹細胞は自分自身を複製または、様々 な特殊化した細胞に上昇を与えることができる未分化の細胞である使用も。組織を作成するには、選択したセルが組織形成を奨励するために必要な成長因子とともに、組織足場にシードされます。シードの足場は、静的な文化で育つこととしています。また、シードし、エンジニア リング組織を成長する専門組織培養リアクターを使用できます。

今では設計組織のコンポーネントを導入されている、フィールドで使用される一般的な方法を見てをみましょう。組織足場の作製は、組織の機械的性質を決定する上で最も重要な要因をすることができます。人気のある足場の形態はエレクトロスピニング足場は、微小繊維のマットです。エレクトロスピニング、コレクション板と生体材料が含まれている注射器の先端の間に電圧を適用することによって行われます。これはマットが足場のための必要な要件までを収集するために許可されているマイクロファイバーを作成します。それ相互接続されている; で移行する細胞や栄養素のために細孔をする必要があります。細胞の接着を促進するために十分な表面積ネイティブの組織に合った機械的性質。次に、組織を育てるための重要な技術は、組織培養リアクターです。組織足場は液滴や水没の技術によって細胞を播種し、停滞した文化で育つことができることが多い。ただし、血管などの自然な組織は機械的刺激の下で成長します。組織培養リアクター動作と内皮細胞の成長に影響し、筋肉のために動脈の拍動流などの生理学的条件を模倣することを目指して、動脈内のセル。

しかしこの分野で直面している多くの課題があります。体外での設計組織の主な制限血管システムの欠乏であります。自然な組織には、血管新生、栄養素を提供し、廃棄物を削除しますが所有しています。ただし、設計組織は、栄養素の供給や組織のサイズを限る拡散に大きく依存します。血管新生のための 1 つの戦略は内蔵の血管組織に栄養素を提供することで支援の可能性と合成足場の使用に焦点を当てた。設計組織の利点は広範囲に及ぶ、臨床使用のための十分な大規模な組織を生成することは困難です。注入のセルする必要があります最初が患者から収穫される拡大し、足場上で培養しました。患者ごとに独立した細胞培養システムを必要になります。これらの手順に必要な時間のかなりの量に加えて規制上の課題、高コストを作るこれで、広くこの時点で実装することは困難。

今ではいくつかの現在の方法と組織工学の課題を見てきた、技術のいくつかのアプリケーションを見てをみましょう。ティッシュ ・ エンジニア リングは、慢性的な傷や火傷の治癒に使用できます。成長因子がない細胞を含む組織足場を使用する 1 つの方法です。Decellularized マトリックス細胞の移動を促進し、組織の成長を促進します。また、深い傷の細胞を含むマトリックス使用できます、ホストの組織に統合します。最終的には、研究者は、損傷した臓器を完全に置き換えることを目指します。現在、器官培養を使用してこのアプローチができます。まず、ドナー臓器、肺などがこのケースでは、脱がし、ネイティブな構造の維持、患者からの細胞と肺を recellularized し、。これはドナーの一致を必要と拒絶が制限されます。

ティッシュ エンジニア リングのゼウスの概要を見てきた。あなたはいくつかの基本的な概念とフィールドと同様にいくつかの主要な課題とアプリケーション内のメソッドに精通しているはずです。見ていただきありがとうございます。

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