Vue d’ensemble de l’ingénierie tissulaire

Bioengineering

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Summary

Génie tissulaire est un domaine émergent, qui vise à créer des tissus artificiels des biomatériaux, des cellules spécifiques et des facteurs de croissance. Ces constructions d’ingénierie tissulaire ont des avantages, avec possibilités de remplacement de l’orgue et la réparation des tissus.

Cette vidéo présente le domaine de l’ingénierie tissulaire et examine les composantes de l’ingénierie tissulaire. Cette vidéo décrit également certaines méthodes éminents utilisés pour créer l’échafaud de tissu, introduire une population cellulaire et favoriser la croissance et la prolifération. Enfin, certains défis majeurs et des applications importantes de la technologie sont démontrées.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Bio-ingénierie. Vue d’ensemble de l’ingénierie tissulaire. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Génie tissulaire est un champ de la médecine régénérative qui utilise des cellules, des biomatériaux et des molécules biologiquement actives pour créer, réparer ou remplacer les tissus. Tissus naturels se compose d’un élément d’armature, la matrice extracellulaire, ou ECM et les cellules de tissu-spécifique qui l’habitent. Ingénierie tissulaire a pour but de ressembler à des tissus naturels aussi étroitement que possible, en utilisant naturelles ou d’ingénierie des composants structuraux et des cellules de tissu-spécifique. Cette vidéo va introduire le domaine de l’ingénierie tissulaire, démontrer certains techniques communs et des défis dans le domaine et introduire quelques applications de cette technologie.

Tout d’abord, nous allons jeter un coup d’oeil à ses composants typiques de l’ingénierie tissulaire. Le tissu est formé en créant d’abord un échafaudage à l’aide d’un biomatériau. L’échafaud de tissu est destiné à structurer et à imiter l’ECM naturel. L’échafaudage de tissus peut prendre plusieurs morphologies différentes, comme une natte de fibre, ou un hydrogel, selon le type de tissu souhaité. En tout cas, ce biomatériau utilisé doit promouvoir adhésion cellulaire et interaction cellule souhaitable. Par ailleurs, un échafaudage DECELLULARISE d’un organe du donneur permet également pour fournir une structure pour le nouveau tissu. Le composant suivant est les cellules. Tous les tissus utilisent les cellules vivantes, qui définissent le type de tissu. Par exemple, les fibroblastes sont utilisées pour rendre la peau et chondrocytes servent à fabriquer du cartilage. Les cellules utilisées en ingénierie tissulaire peuvent provenir de plusieurs sources. Les cellules primaires sont extraites des tissus natifs, qui exige que les tissus natifs sont haché et digéré par une enzyme pour libérer les cellules. Sinon, les éléments secondaires, qui sont disponibles dans une banque de cellules, peut être utilisés. Cependant, ces cellules ne sont pas spécifiques à un patient et peuvent provoquer le rejet. Enfin, les cellules souches peuvent également être utilisés, qui sont des cellules indifférenciées qui peuvent donner lieu à différentes formes de cellules spécialisées, ou se répliquer. Pour créer le tissu, les cellules sélectionnées sont ensemencées sur l’échafaud de tissus, ainsi que des facteurs de croissance nécessaires pour encourager la formation des tissus. Les échafaudages ensemencés sont alors autorisés à cultiver dans une culture statique. Alternativement, réacteurs spécialisés culture de tissus peuvent être utilisés pour amorcer et développer l’ingénierie tissulaire.

Maintenant que les composantes de l’ingénierie tissulaire ont été introduites, nous allons jeter un oeil à quelques méthodes courantes utilisées dans le domaine. Fabrication de l’échafaudage de tissu peut être le facteur le plus critique dans la détermination des propriétés mécaniques du tissu. Une morphologie échafaudage populaire est l’échafaudage électrofilées, qui est mat de fibres de micro-échelle. Électrofilage se fait en appliquant une tension entre une plaque de la collection et la pointe d’une seringue contenant ce biomatériau. Cela crée des microfibres, qui sont autorisés à recueillir jusqu'à ce que le tapis atteint les conditions requises pour l’échafaud. Elle doit avoir interconnectée micropores permettant de cellules et d’éléments nutritifs pour migrer superficie suffisante pour favoriser l’adhérence de la cellule ; et des propriétés mécaniques qui correspondent les tissus natifs. Ensuite, une technique clée servant à la culture des tissus est un réacteur de culture de tissus. Échafaudages de tissus sont souvent ensemencées avec des cellules par le biais de techniques de gouttelettes ou de submersion et autorisés à cultiver dans la culture stagnante. Cependant, les tissus naturels, tels que les vaisseaux sanguins, se développer sous une stimulation mécanique. Réacteurs de vitroplants visent à imiter les conditions physiologiques, tels que le flux pulsatile dans les artères, afin d’influencer le comportement et la croissance de l’endothélium et musculaire des cellules dans l’artère.

Il y a de nombreux défis dans ce domaine, cependant. La principale limitation de tissu conçu in vitro est l’absence de systèmes de vaisseaux sanguins. Tissus naturels possèdent une vascularisation, qui fournit les nutriments et élimine les déchets. Cependant, ingénierie tissulaire s’appuie fortement sur la diffusion, ce qui limite la taille d’alimentation et de tissus de nutriments. Une stratégie pour la vascularisation se concentre sur l’utilisation des échafaudages synthétiques avec vascularisation intégré, ce qui pourrait aider à fournir des nutriments aux tissus. Bien que les prestations d’ingénierie tissulaire sont profondes, il est difficile de produire des tissus sur une échelle suffisamment grande pour l’usage clinique. Pour l’implantation, cellules doivent tout d’abord être récoltées sur le patient et puis développés et cultivés sur un échafaudage. Cela supposerait des systèmes de cultures cellulaires distincts pour chaque patient. En plus de la quantité importante de temps requis pour ces étapes, les défis réglementaires et les coûts élevés font cela est difficile à mettre en œuvre largement à ce stade.

Maintenant que vous avez vu certaines des méthodes actuelles et défis de l’ingénierie tissulaire, nous allons jeter un oeil à certaines applications de la technologie. Génie tissulaire peut être utilisé dans les plaies chroniques ou la guérison des brûlures. Une méthode consiste à utiliser un échafaudage de tissu contenant des facteurs de croissance, mais pas les cellules. La matrice DECELLULARISE favorise la migration des cellules et favorise la croissance des tissus. Sinon, pour les plaies profondes, une matrice contenant des cellules peut être utilisée, qui s’intègre dans les tissus de l’hôte. Finalement, les chercheurs visent à être en mesure de remplacer entièrement les organes endommagés. Actuellement, c’est approchée à l’aide de la culture d’organes. Tout d’abord, l’organe du donneur, comme un poumon dans ce cas, est DECELLULARISE et sa structure native maintenue, puis le poumon est recellularized avec les cellules du patient. Cela limiterait le rejet et la nécessité d’un match de donateurs.

Vous avez juste regardé aperçu de Tissue Engineering de Jove. Vous devriez maintenant être familiarisé avec certaines notions et méthodes dans le domaine, ainsi que certains défis majeurs et les applications. Merci de regarder.

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