Celem inżynierii tkankowej jest wytworzenie funkcjonalnych zamienników tkanek, a nawet narządów ludzkich, a więc swoista produkcja części zamiennych. Co jest potrzebne do wytworzenia tkanki w sztuczny sposób? Komórki i rusztowanie, które będzie stanowić podporę dla wzrastających komórek.
Jakie wymagania stawia się materiałom dla inżynierii tkankowej?
Oczywistym jest, że materiał będący w kontakcie z organizmem człowieka musi być biozgodny, a więc nie wywoływać niepożądanych reakcji ze strony organizmu i nie wykazywać działania toksycznego. Bardzo ważna jest struktura materiału, która powinna zapewniać możliwość wzrastania na niej komórek – najlepiej sprawdza się struktura porowata. Materiał dla inżynierii tkankowej musi charakteryzować się dobrą odpowiedzią komórkową – a więc „sprzyjać” adhezji, proliferacji czyli pomnażaniu się oraz różnicowaniu się komórek. Co ważne, celem rusztowania ma być tylko tymczasowe wspieranie wzrostu tkanki. Spełniając funkcję podpory, materiał powinien więc stopniowo biodegradować z szybkością dopasowaną do tempa wzrostu tkanki, a produkty degradacji powinny być obojętne lub wręcz wspomagać proces wzrostu tkanki. Nie sposób pominąć znaczenia własności mechanicznych – istotne są takie parametry jak wytrzymałość na zginanie, ściskanie czy moduł sprężystości materiału. W przypadku rusztowań wspomagających wzrost kości bardzo ważna jest bioaktywność, dzięki której na materiale tworzy się wartstwa hydroksyapatytu ułatwiająca wiązanie ze zdrowym fragmentem kości.
Z jakich materiałów tworzy się rusztowania?
Zacznijmy od podziału tkanek ludzkich. Wyróżniamy tkanki miękkie – np. skórę, mięśnie, nerwy, naczynia krwionośne oraz tkankę twardą czyli kostną. Tkanki te zasadniczo różnią się między sobą – tkankę miękką tworzą komórki – fibroblasty, w przypadku tkanki kostnej są to osteoblasty, a oprócz tego różnią je też właściwości mechaniczne. Wybór materiału będzie zatem uzależniony od rodzaju tkanki czy spełnianej przez nią funkcji.
Do najczęściej stosowanych (oraz badanych pod kątem zastosowań) materiałów należą:
- polimery syntetyczne: polikwas glikolowy (PGA), polilaktyd (PLA) oraz ich kopolimery,
- polimery naturalne: kolagen, chitozan, celuloza, elastyna,
- szkła bioaktywne: krzemionkowe, fosforanowe, boranowe,
- materiały ceramiczne: hydroksyapatyt (HA), β-fosforan trójwapniowy (β-TCP),
- materiały węglowe: włókna węglowe, nanorurki węglowe,
- kompozyty: polimer/ceramika.
Rys. Schemat postępowania w inżynierii tkankowej.
Bibliografia:
- http://www.chemistry2011.org
- http://www.3ders.org
- http://www.nature.com/pr/journal/v63/n5/full/pr200899a.html
- http://www.oulu.fi/spareparts/ebook_topics_multifunctional/abstracts/davis.pdf
- http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/43775.pdf
- http://www.instituteofmaking.org.uk/materials-library/material/bioactive-glass-scaffold
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz