Podstawy inżynierii tkanek i organów (Kierunek Biotechnologia)
Cele kształcenia:
Zapoznanie studentów z tematyką inżynierii tkanek stosowanej w medycynie regeneracyjnej. Omówienie zastosowania inżynierii tkanek do wytwarzania substytutów tkanek i narządów.
Wymagania wstępne
Podstawowa wiedza z zakresu biologii komórki, biochemii i histologii, znajomość struktury macierzy pozakomórkowej i jej funkcji, podstawowe informacje dotyczące hodowli komórek i tkanek.
Zasadnicze treści programowe
Cele, założenia i strategie inżynierii tkankowej, możliwość wytwarzania w warunkach in vitro tkanek i narządów przeznaczonych do wszczepienia i przeszczepiania. Podstawowe zagadnienia i definicje związane z inżynierią tkanek (hodowla pierwotna, linia komórkowa, hodowla przestrzenna, materiał podłożowy, biozgodność, biodegradacja, czynniki wzrostu, morfogeneza, itp.). Źródła komórek w inżynierii tkankowej, znaczenie komórek macierzystych. Izolacja, wzrost i różnicowanie komórek, rola bodźców chemicznych i fizycznych w regulacji czynności życiowych komórek. Zastosowanie bioreaktorów do prowadzenia hodowli przestrzennej. Modyfikacje genetyczne komórek. Hodowla 2D, a hodowla 3D. Metody badań stosowane w ocenie aktywności komórek, zastosowanie technik biologii molekularnej.
Aspekty etyczne i przepisy prawne dotyczące stosowania tkanek ludzkich i zwierzęcych w medycynie regeneracyjnej.
Materiały wykorzystywane do wytwarzania trójwymiarowych nośników do hodowli komórek i odtwarzania struktury tkanek. Właściwości powierzchniowe i strukturalne materiałów naturalnych i syntetycznych, metody modyfikacji powierzchni w celu uzyskania optymalnie biozgodnego materiału. Badania toksyczności materiałów. Metody otrzymywania podłoży trójwymiarowych. Molekularne podstawy interakcji komórka-podłoże, wpływ właściwości podłoża na procesy życiowe komórek. Reakcje organizmu na obecność implantu - przebieg procesu zapalnego.
Przykłady i perspektywy zastosowania technik inżynierii tkankowej w praktyce klinicznej: bioinżynieria skóry rekonstytuowanej z nabłonka i krioprezerwowanej skóry; produkcja biologicznej zastawki serca i naczyń krwionośnych; wytwarzanie biosztucznych narządów (wątroba, trzustka, tarczyca); urologia rekonstrukcyjna; leczenie uszkodzeń tkanki chrzęstnej i kostnej; choroby neurodegeneracyjne i regeneracja włókien nerwowych; odtwarzanie struktur gałki ocznej; biosztuczne mięśnie; organy pozaustrojowe.
Systemy kontrolowanego uwalniania substancji biologicznie aktywnych w inżynierii tkankowej. Rusztowania z rekombinowanych białek dla inżynierii tkanek.
Zaliczenie/Zaliczenie na ocenę
Literatura
Scaffolds for tissue fabrication. Ma P. X., Materials Today, 2004, Vol. 7, Issue 5, 30-40
Challenges in tissue engineering. Ikada Y., J. R. Soc. Interface, 2006, 3, 589-601
Tissue Engineering. Minuth W. W., Strehl R., Schumacher K., 2005, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA Weinheim
M. Darowski, T. Orłowski, A. Weryński, J.M. Wójcicki. Sztuczne narządy. Wydawnictwo Exit. Warszawa, 2002