Biomateriały do
regeneracji tkanek
Biomateriały do
regeneracji tkanek
Materiały dla
medycyny
Transplantologia
Transplanty
(przeszczep)
Biomateriały
Medycyna
regeneracyjna
inteligentne bio
-materiały
Autografty
Allografty
Izografty
Ksenografty
Implantologia
Implanty
(wszczep)
BIOMATERIAŁY
Biomateriały do regeneracji
• Materiały które po wszczepieniu do
tkanek stymulują ich proces regeneracji
• Porowate materiały do regeneracji
tkanki kostnej
• Porowate (włókniste) wszczepy do
regeneracji tkanki chrzestnej
• Materiały resorbowalne lub stabilne
wykonane z ceramiki lub polimerów
medycyna regeneracyjna polega na
•
…
…przkonywaniu organizmu by uruchomił
przkonywaniu organizmu by uruchomił
samonaprawę tkanek
samonaprawę tkanek
w wyniku odebrania
w wyniku odebrania
odpowiednich sygnałów
odpowiednich sygnałów
•
pochodzących od ;
pochodzących od ;
•
Komórek
Komórek
•
Cytokin
Cytokin
•
Materiałów
Materiałów
•
Lub wszystkich równocześnie
Lub wszystkich równocześnie
• Cytokiny to duża grupa substancji białkowych i glikoprotein wydzielanych
przez komórki układu immunologicznego, oraz wiele innych komórek
organizmu (np. fibroblasty, osteoblasty, adipocyty).
• Cytokiny regulują reakcje odpowiedzi immunologicznej, reakcje zapalne i
procesy naprawy (regeneracji i reparacji) tkanek.
Medycyna regeneracyjna
• Idea – biomimetyczna aktywacja procesu
regeneracyjnego
• Narzędzia – komórki, geny, komórki
modyfikowane genetycznie, czynniki
wzrostu, hormony, nanotechnologie w
zakresie materiałów do enkapsulacji
komórek i podłoży tkankowych
• Cel – nowe metody leczenia
Medycyna regeneracyjna
….powstała w oparciu o przekonanie że
organizm ludzki posiada zdolność
samoleczenia, jeżeli tylko przekazane
zostaną mu odpowiednie sygnały…
Metody regeneracji tkanek
medycyna regeneracyjna
•
Iniekcja aktywnych czynników do chorej
Iniekcja aktywnych czynników do chorej
tkanki – metody biomolekularne
tkanki – metody biomolekularne
•
Transplantacja komórek, komórki mogą być
Transplantacja komórek, komórki mogą być
enkapsulowane, również komórek
enkapsulowane, również komórek
modyfikowanych genetycznie – metody
modyfikowanych genetycznie – metody
komórkowe
komórkowe
•
Wszczepienie podłoży o biomimetycznej
Wszczepienie podłoży o biomimetycznej
budowie zaopatrzonych w bioaktywne
budowie zaopatrzonych w bioaktywne
molekuły ew. w komórki- metody
molekuły ew. w komórki- metody
materiałowe
materiałowe
Bioaktywne
molekuły
komórki
Inżynieria
tkanek
in situ
Inżynieria
tkankowa
Metody materiałowe
medycyny
regeneracyjnej
Bioreaktor
Ludzki
organizm
Biomimetyczny, inteligentny
biomateriał
Medycyna regeneracyjna
• Terapia przy zastosowaniu komórek
macierzystych
• Kontrowersyjne źródła komórek
• Komórki szpiku i ich możliwości
terapeutyczne
komórki
Komórki macierzyste
•
Najbardziej popularnym źródłem tych
komórek u dorosłych jest szpik kostny
•
Przy pomocy komórek macierzystych ze
szpiku odtworzono tkanki takie jak:
nabłonek jelitowy i płucny, hepatocyty,
neurony i nawet myocardium. Nie
wszystkie jednak badania dają
powtarzalne wyniki.
•
Komórki o cechach charakterystycznych
dla komórek macierzystych izolowano
również z tkanek mięśni i mózgu, z jądra,
z tkanki tłuszczowej.
•
E. Menaszek Medycyna Regeneracyjna UJ 2007
Bioaktywne
molekuły
komórki
Inżynieria
tkankowa
Bioreaktor
Ludzki
organizm
Biomimetyczny, inteligentny
biomateriał
Podłoże (scaffold) czyli
• Kształt zdefiniowany ubytkiem tkanki przeznaczonym do
leczenia – tomografia komputerowa
• Wysoka porowatość (otwarta), powierzchnia o
chropowatości, pozwalającej na adhezje komórek
• Formy nanostrukturalne poprawiające adhezje komórek
Biomimetyczny, inteligentny
biomateriał
Podłoże
(scaffold)
Podłoże zaopatrzone w bioaktywne
molekuły, stymulujące komórki do
proliferacji i tworzenia tkanki (leki,
geny, czynniki wzrostu..)
Określony czas degradacji (resorbcji).
komórki
Bioaktywne
molekuły
Biomimetyczny, inteligentny
biomateriał
Inżynieria tkanek - jedno z narzędzi medycyny
regeneracyjnej
• Komórki pacjenta (zdrowa tkanka)
• Namnażanie komórek
• Zasiedlenie komórkami podłoża
• Hodowla tkanki w bioreaktorze
• Wszczepienie tkanki wyhodowanej w
miejsce ubytku
Bioaktywne
molekuły
komórki
Medycyna regeneracyjna – inzynieria tkanek in
situ
(czyli bez bioreaktora)
Biomimetyczny, inteligentny
Biomateriał – założenia konstrukcyjne;
1. Podłoże tkankowe o budowie
inspirowanej strukturą macierzy zewnątrzkomórkowej
(zastępowanej tkanki)
(Funkcjonalizowane aktywnymi biomolekulami, zasiedlone
komórkami)
2.Membrana typu; space maker- ochrania przed niepożądanym
wpływem środowiska zewnętrznego
Biomimetyczny, inteligentny
biomateriał
Przykłady zastosowań- implanty do
regeneracji tkanek
• Regeneracja nerwu obwodowego
polimerowa rurka o specyficznej
wieloskładnikowej budowie – zbliżona do
architektury nerwu
• Regeneracja skóry – wielowarstwowe
włókniste implanty zaopatrzone w
warstewkę ochronną
• Regeneracja tkanki kostnej – membrany i
materiał ceramiczny o ostoinduktywnych
właściwościach
Zagadnienia
• Co to jest medycyna regeneracyjna ?
• Metody medycyny regeneracyjnej
• Idea inżynierii tkankowej
• Schemat konstrukcji materiału do
regeneracji tkanek