Inżynieria tkankowa w medycynie regeneracyjnej
Tissue engineering in regenerative medicine
Barbara Różalska | Bartłomiej Micota | Małgorzata Paszkiewicz | Beata Sadowska
Pracownia Biologii Zakażeń Instytutu Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii Uniwersytetu Łódzkiego
Barbara Różalska Pracownia Biologii Zakażeń, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łodzki, ul. Banacha 12/16, 90-237 Łodź, Tel.: (42) 635 41 85
Wpłynęło: 28.09.2015
Zaakceptowano: 12.10.2015
DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2015052
Forum Zakażeń 2015;6(5):291–298
Streszczenie: Inżynieria tkankowa jest dziedziną nauki, która łączy podstawy inżynierii i nauk biologicznych w celu uzyskania substytutów przywracających oraz poprawiających funkcjonowanie organizmu. Jej osiągnięcia są podstawą medycyny regeneracyjnej i wskazują na obiecujące perspektywy innowacyjnej regeneracji oraz odbudowy uszkodzonych tkanek i narządów. Produkty inżynierii tkankowej są alternatywą dla stosowanych obecnie metod rekonstrukcji, tj. przeszczepów autologicznych, allogenicznych lub implantów z materiałów syntetycznych. Materiałem biologicznym wykorzystywanym w inżynierii tkankowej są komórki, poddawane ukierunkowanym „manipulacjom” w sposób pozwalający uzyskać odpowiednią ich populację nadającą się do transplantacji. Oprócz komórek istotną rolę pełnią rusztowania, pozwalające na trójwymiarowy wzrost komórek i późniejsze formowanie tkanek. W procesie produkcji rusztowań używane są trzy podstawowe grupy tworzyw: ceramika, polimery syntetyczne i naturalne. Zastosowanie każdego z nich cechuje się zarówno zaletami, jak i wadami. Jedną z wad rusztowań jest podatność na ich zasiedlenie przez mikroflorę egzogenną lub endogenną, generująca rozwinięcie się wczesnej lub późnej infekcji. Dlatego też stale prowadzone są badania nad modyfikacjami ich struktury i właściwości powierzchni w celu uzyskania takich materiałów, które wykazują nie tylko wysokie parametry biozgodności tkankowej, lecz także np. ograniczają adhezję drobnoustrojów. Jak dotąd komórki macierzyste osadzone w rusztowaniach stanowią jedynie rozwiązania eksperymentalne w terapii wybranych jednostek chorobowych. Opisane w ostatnim roku osiągnięcia inżynierii tkankowej i medycyny regeneracyjnej z zakresu między innymi rekonstrukcji przerwanego rdzenia kręgowego wskazują na ich duży potencjał terapeutyczny.
Słowa kluczowe: inżynieria tkankowa, komórki macierzyste, medycyna regeneracyjna, zakażenia
Abstract: Tissue engineering is a branch of science connecting the base of engineering and biological sciences in order to obtain biological substitutes which restore and improve the functioning of organisms. The dynamic development of this science demonstrates the innovative perspective of recovery and reconstruction of damaged tissues. Tissue engineering products are becoming an alternative for current reconstruction methods, i.e. autologous/allogenic transplants or synthetic implants. Common biological materials used in tissue engineering are cells which are specifically manipulated, in order to create an appropriate material for transplantation. Besides stem cells, scaffolds play an important role, that allow three-dimensional cell growth and tissue formation. In the scaffold production three basic groups of materials are used: ceramics, synthetic and natural polymers. The use of any of the materials has many advantages and disadvantages. However, the most intense tissue regeneration was observed on scaffolding constructed through a combination of synthetic polymers with natural substances. One of the most important scaffolding disadvantages is its susceptibility to endogenous or exogenous microflora colonization, which can lead to early or late infection. Therefore, study on modification of scaffolding structure/surface features are carried on, in order to create materials with high tissue biocompatibility and the ability to inhibit microbial adhesion. So far, the stem cells on scaffolding are used only as experimental solutions in the therapy of selected pathological lesions. However, recently described achievements in tissue engineering and regenerative medicine, e.g. in the field of a broken spinal reconstruction, show their great therapeutic potential.
Key words: tissue engineering, regenerative medicine, infections