סקירה כללית של הנדסת רקמות

הנדסת רקמות הוא תחום של רפואה רגנרטיבית המשתמש בתאים, ביו-חומרים ומולקולות פעילות ביולוגית כדי ליצור, לתקן או להחליף רקמות. הרקמה הטבעית מורכבת מרכיב מבני, מטריצה חוץ תאית, או ECM, והתאים הספציפיים לרקמות המאכלסים אותו. רקמות מהונדסות שואפות להידמות לרקמה טבעית קרוב ככל האפשר, באמצעות רכיבים מבניים טבעיים או מהונדסים ותאים ספציפיים לרקמות. וידאו זה יציג את התחום של הנדסת רקמות, להדגים כמה טכניקות ואתגרים נפוצים בתחום, ולהציג כמה יישומים של טכנולוגיה זו.

ראשית, בואו נסתכל על הרכיבים הטיפוסיים של רקמות מהונדסות. הרקמה נוצרת על ידי יצירת פיגום תחילה באמצעות ביו-חומרים. פיגום הרקמה נועד לספק מבנה ולחקות את ה- ECM הטבעי. פיגום הרקמה יכול לקחת מורפולוגיות רבות ושונות, כגון מחצלת סיבים, או הידרוג'ל, בהתאם לסוג הרצוי של רקמה. בכל מקרה, הביו-חומרים המשמשים חייבים לקדם הידבקות תאים ואינטראקציה רצויה עם התא. לחלופין, פיגום decellularized מאיבר תורם יכול לשמש גם כדי לספק מבנה לרקמה החדשה. הרכיב הבא הוא התאים. כל הרקמות משתמשות בתאים חיים, המגדירים את סוג הרקמה. לדוגמה, פיברובלסטים משמשים לייצור עור, וכונדרוציטים משמשים לייצור סחוס. התאים המשמשים ברקמה מהונדסת יכולים להגיע ממספר מקורות. תאים ראשוניים מופקים מרקמה מקורית, אשר דורש כי הרקמה המקומית טחון מתעכל עם אנזים כדי לשחרר את התאים. לחלופין, ניתן להשתמש בתאים משניים, הזמינים מבנק סלולרי. עם זאת, תאים אלה אינם ספציפיים למטופל ועלולה לגרום לדחייה. לבסוף, תאי גזע יכולים לשמש גם, שהם תאים לא מופקים המסוגלים להוליד צורות שונות של תאים מיוחדים, או לשכפל את עצמם. כדי ליצור את הרקמה, התאים שנבחרו נזרעים על פיגום הרקמה, יחד עם גורמי גדילה הכרחיים לעידוד היווצרות רקמות. הפיגומים המושרשים מורשים לגדול בתרבות סטטית. לחלופין, כורים מיוחדים תרבית רקמות ניתן להשתמש כדי לזרוע ולגדל את הרקמה המהונדסת.

כעת, לאחר שהוצגו הרכיבים של הרקמה המהונדסת, בואו נבחן כמה שיטות נפוצות המשמשות בתחום. ייצור של פיגום הרקמה יכול להיות הגורם הקריטי ביותר בקביעת התכונות המכניות של הרקמה. מורפולוגיה פיגומים פופולרית היא פיגום אלקטרו-סעפון, שהוא מחצלת של סיבים בקנה מידה מיקרו. Electrospinning נעשה על ידי החלת מתח בין צלחת אוסף לבין קצה מזרק המכיל את הביו-חומרים. זה יוצר מיקרופייברים, אשר מותר לאסוף עד המחצלת מגיעה לדרישות הדרושות עבור הפיגומים. זה חייב להיות micropores מחוברים כדי לאפשר לתאים וחומרים מזינים לנדוד פנימה; שטח פנים נאות כדי לקדם הידבקות תאים; ומאפיינים מכניים התואמים לרקמה המקומית. לאחר מכן, טכניקה מרכזית המשמשת לגידול רקמות היא כור תרבית רקמות. פיגומי רקמות נזרעים לעתים קרובות עם תאים באמצעות טכניקות טיפה או טביעה, ומותר להם לגדול בתרבית קיפאון. עם זאת, רקמה טבעית, כגון כלי דם, לגדול תחת גירוי מכני. כורים תרבית רקמות שואפים לחקות תנאים פיזיולוגיים, כגון זרימת הפועם בעורקים, על מנת להשפיע על ההתנהגות והצמיחה של תאי אנדותל ושרירים בעורק.

עם זאת, ישנם אתגרים רבים הניצבים בפנינו בתחום זה. המגבלה העיקרית של רקמה מהונדסת במבחנה היא היעדר מערכות כלי דם. רקמות טבעיות בעלות כלי דם, המספקים חומרים מזינים ומסירים פסולת. עם זאת, רקמה מהונדסת מסתמכת במידה רבה על דיפוזיה, אשר מגבילה את אספקת החומרים המזינים ואת גודל הרקמות. אסטרטגיה אחת לכלי דם מתמקדת בשימוש בפיגומים סינתטיים עם כלי דם מובנה, אשר יכול לסייע באספקת חומרים מזינים לרקמה. למרות היתרונות של רקמה מהונדסת הם מרחיקי לכת, קשה לייצר רקמה בקנה מידה גדול מספיק לשימוש קליני. לצורך ההשתלה, יש לקצור תחילה את התאים מהמטופל ולאחר מכן להרחיבם ולתרבות על פיגום. זה ידרוש מערכות תרבית תאים נפרדות לכל מטופל. בנוסף לכמות הזמן המשמעותית הנדרשת לצעדים אלה, האתגרים הרגולטוריים והעלויות הגבוהות מקשים על יישום רחב בשלב זה.

עכשיו שראיתם כמה מהשיטות והאתגרים הנוכחיים של הנדסת רקמות, בואו נסתכל על כמה יישומים של הטכנולוגיה. הנדסת רקמות יכולה לשמש פצע כרוני או ריפוי כוויות. שיטה אחת היא להשתמש בפיגום רקמה המכיל גורמי גדילה אך ללא תאים. המטריצה המוקלרית מקדמת את נדידת התאים ומעודדת צמיחת רקמות. לחלופין, עבור פצעים עמוקים, מטריצה המכילה תאים, אשר משתלב ברקמת המארח. בסופו של דבר, החוקרים שואפים להיות מסוגלים להחליף באופן מלא איברים פגומים. נכון לעכשיו, זה ניגש באמצעות תרבות איברים. ראשית, האיבר התורם, כגון ריאה במקרה זה, הוא decellularized ואת המבנה הטבעי שלה נשמר, אז הריאה הוא recellularized עם תאים מהמטופל. זה יגביל את הדחייה ואת הצורך בהתאמת תורם.

הרגע צפית בסקירה של ג'וב על הנדסת רקמות. עכשיו אתה צריך להכיר כמה מושגים בסיסיים ושיטות בתחום, כמו גם כמה אתגרים ויישומים מרכזיים. תודה שצפיתם.