Возможности использования тканевой инженерии в современной медицине.
Карагандинский медицинский университет
Кафедра клинической фармакологии и доказательной медицины
Выполнили студенты 2-035 группы
Зайцева Ю.
Карпушина А.
Проверила: доктор мед. наук, Дюсембаева Н. К.
План - Введение
- Актуальность темы
- Клинический вопрос
- Поиск информации, фильтры из известных статей
- Заключение
- Список литературы
Введение Тканевая инженерия - создание новых тканей и органов для терапевтической реконструкции поврежденного органа посредством доставки в нужную область опорных структур, клеток, молекулярных и механических сигналов для регенерации. Целью тканевой инженерии является восстановление биологических (метаболических) функций, т. е. регенерация ткани, а не простое замещение ее синтетическим материалом. Актуальность темы - В мире ежегодно осуществляется 134 860 пересадок цельных органов, это мало по сравнению с тем сколько людей еще нуждается. В настоящее время возрастает потребность в трансплантации органов и тканей. Но совместимость донора органов и тканей с реципиентом в мире составляет около 33%.
- Современная медицина неспособна вылечить хронические заболевания, которые у людей сопровождаются замещением паренхимы на соединительную ткань с образованием рубцов. Стимуляция регенерации часто сопровождается развитием опухолевого процесса.
Клинический вопрос Целью работы подтвердить возможности использования метода тканевой инженерии и оценить его эффективность? - База данных «Tripdatabase», «Cochrane Library», «PUBMED»
- Использовались фильтры по времени «последние 3 года», «актуальное»
- Найдено 133 из них было проанализировано 8 статьей
- Результат исследования: КИ (контролируемые испытания), систематический обзор
Можем ли мы вырастить клапаны внутри сердца? Перспектива на материалообразующую in Situ тканевую инженерию клапанов сердца. - In situ тканевая инженерия сердечного клапана с использованием бесклеточных синтетических, биоразлагаемых каркасов находится в стадии разработки в качестве клинически привлекательного подхода для создания живых клапанов прямо в сердце пациента. При таком подходе клапанообразный пористый каркас "имплантат" быстро заселяется эндогенными клетками, которые инициируют Нео-ткань образование в темпе с ухудшением матрицы. Хотя это может представлять собой экономически эффективную процедуру, совместимую с нормативными и клиническими стандартами во всем мире, новая технология в значительной степени зависит от разработки передовых биоматериалов, их переработки в (минимально инвазивные доставляемые) каркасы и взаимодействия таких материалов с эндогенными клетками и Нео - тканями в условиях гемодинамики. Несмотря на первые положительные доклинические результаты и инициирование маломасштабных клинических испытаний коммерческими участниками, in situ инженирование формирование не совсем понятно.
- Кроме того, остается определить, может ли образовавшаяся Нео - ткань расти вместе с организмом и сохранять функциональный гомеостаз на протяжении всей жизни. Еще важнее то, что до сих пор неизвестно, можно ли и как можно контролировать образование тканей in situ в условиях генетического или приобретенного заболевания. Здесь мы обсуждаем последние достижения в области тканевой инженерии сердечных клапанов на основе материалов in situ и выделите самые критические вопросы которые остаются перед клиническим применением быть возможным. Мы утверждаем, что сочетание фундаментальной науки - открытие механизмов человеческого организма реагировать на имплантированный биоматериал в (Пато)физиологических условиях и технологических достижений, касающихся разработки нового поколения материалов и расчет на месте ткани, роста и адаптации - необходимо сделать следующий шаг на пути к реалистичным и полезным перевод на месте клапана сердца тканевой инженерии.
Тканевые инженерные сосудистые трансплантаты в детской кардиохирургии. - Новые технологии и наука способствовали улучшению хирургических результатов у пациентов с врожденными сердечно-сосудистыми заболеваниями. Однако современные материалы демонстрируют недостатки, такие как риск заражения и недостаточная способность к росту при применении к педиатрической популяции пациентов. Тканевая инженерия может устранить эти ограничения, поскольку сосудистый трансплантат с идеальной тканью (TEVG) будет долговечным, биосовместимым, нетромбогенным и, в конечном счете, будет преобразован в нативную ткань.
- Традиционная парадигма TEVG состоит из каркаса, источника клеток и интеграции каркаса и клеток посредством посева. Последующий процесс ремоделирования обусловлен клеточной адгезией и пролиферацией, а также биохимическими и механическими сигналами. Клинические испытания показали обнадеживающие результаты, но стеноз трансплантата наблюдается как частое осложнение. Недавние исследования показали, что иммунный ответ хозяина играет жизненно важную роль в формировании новообразования. Текущие и будущие исследования будут сосредоточены на модуляции иммунитета хозяина как средства снижения частоты возникновения стеноза.
Ускорение перехода от заместительной медицины к тканевой инженерии. - В этой статье предлагается обширная интерпретация «тканевой инженерии», которая соответствует классическим и недавно опубликованным определениям. Я также упрощаю определение тканевой инженерии как: «Обеспечение систематического контроля клеток, матриц и жидкостей организма». Как следствие, многие медицинские методы, которые обычно не считаются тканевой инженерией, относятся к этой категории из-за их влияния на реакции организма. Хотя прогресс стратегий тканевой инженерии неумолим и в целом положителен, он подвергался неудачам, как и многие важные медицинские методы лечения.
- Медицинская практика в настоящее время претерпевает переход по нескольким направлениям (научные круги, начинающие компании, постоянные предприятия) от эпохи «заместительной медицины», когда части тела и функции заменяются механическими, электрическими или химическими методами лечения, до эры тканевой инженерии, где здоровье восстанавливается путем регенерации или ограничения тканей и функций организма, используя наши расширяющиеся знания о биологических процессах организма для получения естественных, здоровых результатов.
Инженерные и биологические свойства нановолокнистых сосудистых трансплантатов для инженерии сосудистой ткани in situ. - Синтетические сосудистые трансплантаты малого диаметра имеют высокую частоту отказов, и эндотелиализация имеет решающее значение для предотвращения тромбоза и окклюзии трансплантата. Перспективным подходом является тканевая инженерия in situ, при которой имплантируется бесклеточный каркас и обеспечивается стимулирующие сигналы для направления ремоделирования in situ в функциональный кровеносный сосуд. Идеальный каркас должен иметь достаточные сайты связывания для иммобилизации биомолекул и механические свойства, подобные нативной ткани. Здесь мы разработали новый метод для смешивания эластичного полимера с низкой молекулярной массой (LMW) в процессе электроспиннинга, чтобы увеличить места конъюгации и улучшить механические свойства сосудистых трансплантатов.
- Эластичный полимер LMW улучшал эластичность каркасов и значительно увеличивал количество гепарина, конъюгированного с микро / нановолокнистыми каркасами, что, в свою очередь, увеличивало нагрузочную способность фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и продлевало высвобождение VEGF. Сосудистые трансплантаты имплантировали в сонную артерию крыс для оценки эффективности in vivo. Лечение VEGF значительно улучшало образование эндотелия и общую проходимость сосудистых трансплантатов. Гепариновое покрытие также усиливало инфильтрацию клеток в электропрядные трансплантаты, увеличивая тем самым выработку коллагена и эластина в стенке трансплантата. Эта работа демонстрирует, что смешивание эластичных полимеров LMW является подходом к разработке механических и биологических свойств микро / нановолокнистых сосудистых трансплантатов для инженерии сосудистой ткани in situ.
Инженерия тканей печени: от имплантируемых тканей до инженерии целых органов. - Термин «тканевая инженерия печени» суммирует одну из конечных целей современной биотехнологии: возможность полностью или частично воспроизвести функции печени для лечения острых или хронических заболеваний печени и, в конечном итоге, создать полностью функциональный орган для пересаживать или использовать как экстракорпоральное устройство. Все технические подходы в области инженерии тканей печени основаны на выделении взрослых гепатоцитов или гепатоцитоподобных клеток, полученных из стволовых клеток, в трехмерной структуре, способной обеспечить их выживание и поддерживать их функциональный фенотип.
- Структура-хозяин может представлять собой конструкцию, в которой гепатоциты встроены в альгинат и / или желатин или высеяны в предварительно организованный каркас, изготовленный из различных типов биоматериалов. В соответствии с более продвинутой методологией, называемой трехмерной биопечатью, гепатоциты смешиваются с био-чернилами, и смесь печатается в различных формах, таких как тканеподобные слои или сфероиды. В последнее десятилетие усилия по созданию клеточной микросреды, воссоздающей динамический нативный внеклеточный матрикс, становятся все более успешными, что позволяет надеяться на удовлетворение клинической потребности в восстановлении и замене ткани (или органа) в разумные сроки. Действительно, доклиническая работа, выполненная в последние годы, показала многообещающие результаты, и прогресс в биотехнологии биореакторов, перфузионных машин ex vivo и систем размножения клеток, связанный с лучшим пониманием развития печени и микросреды внеклеточного матрикса, облегчит и ускорит перевод на технические приложения.(Hepatology Communications2018;2: 131-141).
Клеточные источники для стратегий тканевой инженерии для лечения болезни кальциевого клапана. - Сердечно-сосудистая кальцификация является независимым фактором риска и установленным предиктором неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Несмотря на сопутствующие факторы, приводящие к атеросклерозу и болезни сердечных клапанов (VHD), последний был идентифицирован как самостоятельный патологический объект. Кальцинозный стеноз аортального клапана является наиболее распространенной формой VHD, вызванной врожденными пороками развития или старческой «дегенерацией». Около 2% населения старше 65 лет страдают от стеноза аортального клапана, который является основной причиной заболеваемости и смертности у пожилых людей. Многофакторный, сложный и активный гетеротопный процесс формирования кости, включая ремоделирование внеклеточного матрикса, остеогенез и ангиогенез, вызывает «дегенерацию» и кальцификацию сердечного клапана, что в конечном итоге вызывает обструкцию левого желудочка.
- Хирургическая замена клапана сердца является современным терапевтическим вариантом для пациентов с диагнозом тяжелой VHD, составляющих в настоящее время более 20% всех операций на сердце. Тканевая инженерия сердечных клапанов (TEHV) становится ценной альтернативой для окончательного лечения VHD и обещает преодолеть либо хроническую пероральную антикоагуляцию, либо зависящее от времени ухудшение и повторное вмешательство текущего механического или биологического протеза, соответственно. Среди множества подходов и устоявшихся методов для TEHV, использование различных источников клеток может придать дополнительные свойства, желательные и нет, которые необходимо учитывать, прежде чем переходить от скамейки к кровати. Цель этого обзора - дать критическую оценку современным знаниям о кальцифицированной ВГД и обсудить плюсы и минусы основных источников клеток, протестированных в исследованиях, посвященных TEHV in vitro.
Биоматериалы и тканевая инженерия для лечения рубцов при лечении ран. - Шрамы являются естественным и неизбежным результатом большинства процедур по восстановлению ран и физиологической реакции организма. Тем не менее, они шрамы могут вызвать значительные функциональные нарушения и эмоциональные и социальные страдания. Существуют различные формы лечения, которые были приняты для управления или устранения рубцов. В этом обзоре рассматриваются последние исследования за последнее десятилетие, посвященные использованию природных средств или синтетических биоматериалов для лечения рубцов.
Пересадка кожи при венозных язвах ног - Предпосылка: Язвенная болезнь вен является рецидивирующим хроническим инвалидизирующим состоянием. Это затрагивает до одного из 100 человек в какой-то момент в их жизни. Стандартные процедуры - это простые повязки и компрессионные повязки или чулки. Иногда, несмотря на лечение, язвы остаются открытыми месяцами или годами. Иногда для стимуляции заживления используются кожные трансплантаты. Они могут быть взяты или выращены в повязке из собственной неповрежденной кожи пациента (аутотрансплантаты) или нанесены в виде листа биоинженерной кожи, выращенной из донорских клеток (аллотрансплантат). Также использовалась консервированная кожа от других животных, таких как свиньи (ксенотрансплантаты).
- Результаты: Для этого обновления обзора мы определили одно новое исследование, в результате чего общее количество испытаний составило 17 (1034 участника), причем все они, как правило, были подвержены умеренному или высокому риску систематической ошибки. В 12 испытаниях участники также получили компрессионную повязку. Одиннадцать испытаний сравнивали трансплантат со стандартным уходом, при котором трансплантат не использовался. Два из этих испытаний (102 участника) сравнивали повязку с аутотрансплантатом; три испытания (80 участников) сравнивали замороженные аллотрансплантаты с повязками, и два испытания (45 участников) сравнивали свежие аллотрансплантаты с повязками. В двух исследованиях (345 участников) сравнивалась тканевая инженерия (двухслойная искусственная кожа) с повязкой. В двух исследованиях (97 участников) однослойная дермальная замена сравнивалась со стандартным лечением. Шесть испытаний сравнивали альтернативные методы пересадки кожи. В первом исследовании (92 участника) сравнивали аутотрансплантаты с замороженным аллотрансплантатом, во втором (51 участник) сравнивали щепотку трансплантата (аутотрансплантат) с дермой свиньи (ксенотрансплантат), в третьем (110 участников) сравнивали задержанные по росту человеческие кератиноциты и фибробласты с плацебо, четвертое (10 участников) сравнивало аутотрансплантат, доставленный на свиных подушках, с аутотрансплантатом, доставленным на свиной желатиновых микрогранулах, пятое испытание (92 участника) сравнивало сетчатый трансплантат с культивируемым кератиноцитарным аутотрансплантатом, а в шестом исследовании (50 участников) сравнивалось замороженное Аллотрансплантат кератиноцитов с лиофилизированными (лиофилизированными) аллотрансплантатами кератиноцитов. Значительно большее количество язв заживало при обработке двухслойной искусственной кожей, чем с повязками. В других исследованиях было недостаточно доказательств, чтобы определить, увеличивали ли другие типы пересадки кожи заживление венозных язв.
Заключение - Проанализировав выбранные нами научные публикации, исследование авторов доказало об эффективности использования тканевой инженерии, однако это довольно таки дорогостоящий метод.
- На основе выше изложенного материала можно сделать вывод, что тканевая инженерия - новый метод трансплантации органов. У этого метода много перспектив в будущем.
- Однако, пройдет еще какое-то время, прежде чем можно будет имплантировать в тело человека органы с собственными кровеносными сосудами, выращенные в лабораторных условиях.
Список литературы: 1. http://www.transplant-observatory.org/data-charts-and-tables/chart/ 2. https://link.springer.com/article/10.1186/1471-2474-16-S1-S20 3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29896481 Can We Grow Valves Inside the Heart? Perspective on Material-based In Situ Heart Valve. Bouten CVC, Smits AIPM, Baaijens FPT. 4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29770300 Tissue engineered vascular grafts for pediatric cardiac surgery. Shoji T, Shinoka T. 5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27047677 [27/10/19] Expediting the transition from replacement medicine to tissue engineering. Coury AJ. 6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28817384 [27/10/19] Engineering the mechanical and biological properties of nanofibrous vascular grafts for in situ vascular tissue engineering. Henry JJD, Yu J, Wang A, Lee R, Fang J, Li S. 7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29404520 [27/10/19] Liver tissue engineering: From implantable tissue to whole organ engineering. Mazza G1, Al-Akkad W, Rombouts K, Pinzani M. 8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30460245 [27/10/19] Cell Sources for Tissue Engineering Strategies to Treat Calcific Valve Disease. Jover E, Fagnano M, Angelini G, Madeddu P. 9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28127573 [27/10/19] Biomaterials and tissue engineering for scar management in wound care. Rahimnejad M, Derakhshanfar S, Zhong W. 10.https://www.cochranelibrary.com/cdsr/doi/10.1002/14651858.CD001737.pub4/full?highlightAbstract=withdrawn%7Cengin%7Ctissue%7Cengineering%7Ctissu [27/10/19] Skin grafting for venous leg ulcers June E Jones, E Andrea Nelson, Aws Al‐Hity
Спасибо за внимание. |
Скачать 1.31 Mb.