هندسة الأنسجة

الموسوعة الحرة

على مدى العقد الماضي في مجال هندسة الأنسجة، قدمت مصادر الخلايا الجديدة، والمواد الهندسية، وتقنيات هندسة الأنسجة أنسجة هندسية تعمل على استعادة الأنسجة البيولوجية أو الحفاظ عليها أو تحسينها أو استبدالها بشكل أفضل.

هندسة الأنسجة هي أحد تخصصات الهندسة الطبية الحيوية التي تستخدم مزيجًا من الخلايا والهندسة وطرق المواد والعوامل البيوكيميائية والفيزيائية المناسبة لاستعادة أو الحفاظ على أو تحسين أو استبدال أنواع مختلفة من الأنسجة البيولوجية . غالبًا ما تنطوي هندسة الأنسجة على استخدام الخلايا الموضوعة على هياكل الأنسجة في تكوين أنسجة جديدة قابلة للحياة لأغراض طبية، ولكنها لا تقتصر على التطبيقات التي تنطوي على الخلايا وهياكل الأنسجة. في حين تم تصنيفها ذات يوم على أنها مجال فرعي من المواد الحيوية ، إلا أنها نمت في نطاقها وأهميتها، ويمكن اعتبارها مجالًا قائمًا بذاته. [1]

ما هي هندسة الأنسجة وكيف تعمل

في حين أن معظم تعريفات هندسة الأنسجة تغطي مجموعة واسعة من التطبيقات، إلا أنه في الممارسة العملية، يرتبط المصطلح ارتباطًا وثيقًا بالتطبيقات التي تعمل على إصلاح أو استبدال أجزاء من الأنسجة أو الأنسجة بأكملها (أي الأعضاء والعظام والغضاريف [ 2 ] والأوعية الدموية والمثانة والجلد والعضلات وما إلى ذلك ) . غالبًا ما تتطلب الأنسجة المعنية خصائص ميكانيكية وبنيوية معينة للعمل بشكل صحيح. كما تم تطبيق المصطلح على الجهود المبذولة لأداء وظائف كيميائية حيوية محددة باستخدام الخلايا داخل نظام دعم تم إنشاؤه بشكل مصطنع (على سبيل المثال البنكرياس الاصطناعي أو الكبد الاصطناعي الحيوي ). غالبًا ما يستخدم مصطلح الطب التجديدي مرادفًا لهندسة الأنسجة، على الرغم من أن المشاركين في الطب التجديدي يركزون بشكل أكبر على استخدام الخلايا الجذعية أو الخلايا السلفية لإنتاج الأنسجة.

ملخص

مزارع كتلة صغيرة من خلايا C3H-10T1/2 عند توترات أكسجين مختلفة ملطخة باللون الأزرق الألسياني

إن التعريف الشائع لهندسة الأنسجة، كما ذكره لانجر [3] وفاكانتي [4]، هو " مجال متعدد التخصصات يطبق مبادئ الهندسة وعلوم الحياة نحو تطوير بدائل بيولوجية تعمل على استعادة أو الحفاظ على أو تحسين وظيفة [الأنسجة البيولوجية] أو عضو كامل". [5] بالإضافة إلى ذلك، ذكر لانجر وفاكانتي أيضًا أن هناك ثلاثة أنواع رئيسية من هندسة الأنسجة: الخلايا، والمواد المحفزة للأنسجة، ونهج الخلايا + المصفوفة (يشار إليه غالبًا باسم السقالة). كما تم تعريف هندسة الأنسجة على أنها "فهم مبادئ نمو الأنسجة، وتطبيق ذلك لإنتاج أنسجة بديلة وظيفية للاستخدام السريري". [6] ويستمر وصف آخر في القول بأن "الافتراض الأساسي لهندسة الأنسجة هو أن استخدام البيولوجيا الطبيعية للنظام سيسمح بنجاح أكبر في تطوير استراتيجيات علاجية تهدف إلى استبدال أو إصلاح أو صيانة أو تحسين وظيفة الأنسجة". [6]

لقد أسفرت التطورات في مجال هندسة الأنسجة المتعدد التخصصات عن مجموعة جديدة من أجزاء الأنسجة البديلة واستراتيجيات التنفيذ. لقد خلقت التطورات العلمية في المواد الحيوية والخلايا الجذعية وعوامل النمو والتمايز والبيئات المحاكية للحيوية فرصًا فريدة لتصنيع أو تحسين الأنسجة الموجودة في المختبر من مجموعات من المصفوفات خارج الخلية المصممة ("السقالات") والخلايا والجزيئات النشطة بيولوجيًا. من بين التحديات الرئيسية التي تواجه هندسة الأنسجة الآن الحاجة إلى وظائف أكثر تعقيدًا واستقرارًا بيوميكانيكيًا وتوعية في الأنسجة المزروعة في المختبر والمخصصة للزرع. [7]

علم أصل الكلمة

الأصل التاريخي للمصطلح غير واضح حيث تغير تعريف الكلمة على مدار العقود القليلة الماضية. ظهر المصطلح لأول مرة في منشور عام 1984 الذي وصف تنظيم غشاء يشبه البطانة على سطح طرف اصطناعي طويل الزرع للعين . [ 8]

كان أول استخدام حديث للمصطلح كما هو معترف به اليوم في عام 1985 من قبل الباحث وعالم وظائف الأعضاء والمهندس البيولوجي يوان تشنغ فونغ من مركز أبحاث الهندسة. اقترح دمج مصطلحي الأنسجة (في إشارة إلى العلاقة الأساسية بين الخلايا والأعضاء) والهندسة (في إشارة إلى مجال تعديل الأنسجة المذكورة). تم اعتماد المصطلح رسميًا في عام 1987. [8]

تاريخ

العصر القديم (ما قبل القرن السابع عشر)

إن الفهم الأولي للعمل الداخلي للأنسجة البشرية قد يعود إلى ما هو أبعد مما يتوقعه معظم الناس. ففي وقت مبكر من العصر الحجري الحديث، كانت الخيوط الجراحية تستخدم لإغلاق الجروح والمساعدة في التئامها. وفي وقت لاحق، طورت مجتمعات مثل مصر القديمة مواد أفضل لخياطة الجروح مثل خيوط الكتان. وفي حوالي عام 2500 قبل الميلاد في الهند القديمة، تم تطوير ترقيع الجلد عن طريق قطع الجلد من الأرداف وخياطته في مواقع الجروح في الأذن أو الأنف أو الشفاه. وكثيراً ما كان المصريون القدماء يزرعون الجلد من الجثث على البشر الأحياء، بل وحاولوا حتى استخدام العسل كنوع من المضادات الحيوية والشحوم كحاجز وقائي لمنع العدوى. وفي القرنين الأول والثاني الميلاديين، طور الغالو الرومان غرسات الحديد المطاوع ويمكن العثور على غرسات الأسنان في المايا القديمة.

التنوير (القرن السابع عشر - القرن التاسع عشر)

ورغم أن هذه المجتمعات القديمة كانت قد طورت تقنيات متقدمة على عصرها، فإنها كانت تفتقر إلى الفهم الآلي لكيفية تفاعل الجسم مع هذه الإجراءات. وقد جاء هذا النهج الآلي بالتزامن مع تطور المنهج التجريبي في العلوم الذي كان رائده رينيه ديكارت. فقد بدأ السير إسحاق نيوتن في وصف الجسم بأنه "آلة فيزيائية كيميائية" واعتبر أن المرض هو انهيار في الآلة.

في القرن السابع عشر، اكتشف روبرت هوك الخلية، وأثارت رسالة من بنديكت دي سبينوزا فكرة التوازن الداخلي بين العمليات الديناميكية في الجسم. وبدأت تجارب هيدرا التي أجراها أبراهام تريمبلي في القرن الثامن عشر في التعمق في القدرات التجديدية للخلايا. وخلال القرن التاسع عشر، أدى الفهم الأفضل لكيفية تفاعل المعادن المختلفة مع الجسم إلى تطوير خيوط أفضل والتحول نحو الغرسات بالبراغي والصفائح في تثبيت العظام. وعلاوة على ذلك، تم طرح فرضية لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر مفادها أن تفاعلات الخلية مع البيئة وانتشار الخلايا أمر حيوي لتجديد الأنسجة.

العصر الحديث (القرنين العشرين والحادي والعشرين)

مع تقدم الوقت وتقدم التكنولوجيا، هناك حاجة مستمرة لتغيير النهج الذي يتبعه الباحثون في دراساتهم. استمرت هندسة الأنسجة في التطور على مر القرون. في البداية اعتاد الناس على النظر إلى العينات واستخدامها مباشرة من جثث البشر أو الحيوانات. الآن، يتمتع مهندسو الأنسجة بالقدرة على إعادة صنع العديد من الأنسجة في الجسم من خلال استخدام التقنيات الحديثة مثل التصنيع الدقيق والطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد بالاشتراك مع خلايا الأنسجة الأصلية / الخلايا الجذعية. سمحت هذه التطورات للباحثين بتوليد أنسجة جديدة بطريقة أكثر كفاءة. على سبيل المثال، تسمح هذه التقنيات بمزيد من التخصيص مما يسمح بتوافق حيوي أفضل، وانخفاض الاستجابة المناعية، والتكامل الخلوي، وطول العمر. ليس هناك شك في أن هذه التقنيات ستستمر في التطور، حيث استمررنا في رؤية التصنيع الدقيق والطباعة الحيوية تتطور على مدى العقد الماضي.

في عام 1960، كان ويشترل وليم أول من نشر تجارب على الهلاميات المائية للتطبيقات الطبية الحيوية باستخدامها في بناء العدسات اللاصقة. تطور العمل في هذا المجال ببطء على مدى العقدين التاليين، لكنه وجد زخمًا لاحقًا عندما أعيد استخدام الهلاميات المائية لتوصيل الأدوية. في عام 1984، طور تشارلز هال الطباعة الحيوية عن طريق تحويل طابعة نفث الحبر من هيوليت باكارد إلى جهاز قادر على إيداع الخلايا في ثنائي الأبعاد. الطباعة ثلاثية الأبعاد (3-D) هي نوع من التصنيع الإضافي الذي وجد منذ ذلك الحين تطبيقات مختلفة في الهندسة الطبية، بسبب دقتها العالية وكفاءتها. مع تطوير عالم الأحياء جيمس طومسون لأول خطوط خلايا جذعية بشرية في عام 1998، تلا ذلك زراعة أول أعضاء داخلية مزروعة في المختبر في عام 1999 وإنشاء أول طابعة حيوية في عام 2003 من قبل جامعة ميسوري عندما طبعوا الكرات دون الحاجة إلى سقالات، أصبحت الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد تستخدم بشكل تقليدي في المجال الطبي أكثر من أي وقت مضى. حتى الآن، تمكن العلماء من طباعة أعضاء صغيرة وأعضاء على رقائق إلكترونية قدمت رؤى عملية حول وظائف جسم الإنسان. وتستخدم شركات الأدوية هذه النماذج لاختبار الأدوية قبل الانتقال إلى الدراسات على الحيوانات. ومع ذلك، لم تتم طباعة عضو وظيفي كامل ومماثل من الناحية البنيوية بعد. وبحسب ما ورد، تمكن فريق من جامعة يوتا من طباعة آذان وزرعها بنجاح في أطفال ولدوا بعيوب تركت آذانهم غير متطورة جزئيًا.

تعتبر المواد الهلامية المائية اليوم الخيار المفضل للحبر الحيوي للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لأنها تحاكي المصفوفة خارج الخلوية الطبيعية للخلايا بينما تحتوي أيضًا على خصائص ميكانيكية قوية قادرة على دعم الهياكل ثلاثية الأبعاد. علاوة على ذلك، تسمح المواد الهلامية المائية جنبًا إلى جنب مع الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للباحثين بإنتاج هياكل مختلفة يمكن استخدامها لتشكيل أنسجة أو أعضاء جديدة. لا تزال الأنسجة المطبوعة ثلاثية الأبعاد تواجه العديد من التحديات مثل إضافة الأوعية الدموية. وفي الوقت نفسه، فإن طباعة أجزاء من الأنسجة ثلاثية الأبعاد ستحسن بالتأكيد فهمنا لجسم الإنسان، وبالتالي تسريع البحث الأساسي والسريري.

أمثلة

تجديد الأذن البشرية باستخدام سقالة

كما حددها لانجر وفاكانتي، [5] فإن أمثلة هندسة الأنسجة تندرج تحت واحدة أو أكثر من ثلاث فئات: "الخلايا فقط"، أو "الخلايا والسقالة"، أو "العوامل المحفزة للأنسجة".

  • اللحوم المختبرية : أنسجة عضلية حيوانية صناعية صالحة للأكل تم زراعتها في المختبر .
  • جهاز الكبد الاصطناعي الحيوي ، "الكبد المؤقت"، جهاز مساعدة الكبد خارج الجسم (ELAD): يمكن لسلالة خلايا الكبد البشرية (سلالة C3A) في مفاعل حيوي من الألياف المجوفة أن تحاكي وظيفة الكبد في حالات الفشل الكبدي الحادة. يعمل جهاز ELAD القادر بالكامل مؤقتًا ككبد الفرد، وبالتالي تجنب عملية الزرع والسماح بتجديد الكبد الخاص به.
  • البنكرياس الاصطناعي : يتضمن البحث استخدام خلايا الجزر لتنظيم نسبة السكر في الدم في الجسم، وخاصة في حالات مرض السكري . يمكن استخدام العوامل الكيميائية الحيوية لتحفيز الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات على التمايز (التحول إلى) خلايا تعمل بشكل مشابه لخلايا بيتا ، والتي توجد في خلية الجزر المسؤولة عن إنتاج الأنسولين .
  • المثانات الاصطناعية : نجح أنتوني أتالا [9] ( جامعة ويك فورست ) في زرع مثانات اصطناعية، مصنوعة من خلايا مزروعة مزروعة على سقالة على شكل مثانة، في سبعة من حوالي 20 شخصًا تم اختبارهم كجزء من تجربة طويلة الأمد . [10]
  • الغضروف : تم استخدام الغضروف المزروع في المختبر، والذي تم زراعته في المختبر على سقالة، بنجاح كزرع ذاتي لإصلاح ركب المرضى. [11]
  • غضروف بدون سقالة: غضروف تم إنشاؤه دون استخدام مادة سقالة خارجية. في هذه المنهجية، يتم إنتاج جميع المواد في البناء خلويًا مباشرة بواسطة الخلايا. [12]
  • القلب الاصطناعي الحيوي : قام مختبر دوريس تايلور ببناء قلب فأر متوافق حيويًا عن طريق إعادة تكوين الخلايا في قلب فأر منزوع الخلايا. تم وضع هذه السقالة والخلايا في مفاعل حيوي ، حيث نضجت لتصبح عضوًا قابلًا للزرع جزئيًا أو كليًا. [13] أطلق على هذا العمل "معلمًا". قام المختبر أولاً بتجريد الخلايا من قلب فأر (عملية تسمى " إزالة الخلايا ") ثم حقن خلايا جذعية من الفئران في قلب فأر منزوع الخلايا. [14]
  • الأوعية الدموية المصنعة من الأنسجة : [15] الأوعية الدموية التي تم تنميتها في المختبر ويمكن استخدامها لإصلاح الأوعية الدموية التالفة دون إثارة استجابة مناعية . تم تطوير الأوعية الدموية المصنعة من الأنسجة من خلال العديد من الأساليب المختلفة. يمكن زراعتها كأوعية دموية خلوية مزروعة مسبقًا، [16] كطعوم وعائية لا خلوية مصنوعة من أوعية منزوعة الخلايا أو طعوم وعائية صناعية . [17]
  • الجلد الاصطناعي المصنوع من خلايا الجلد البشرية المضمّنة في هلام مائي ، كما هو الحال في الهياكل المطبوعة بيولوجيًا لإصلاح الحروق في ساحة المعركة. [18]
  • نخاع العظم الاصطناعي : نخاع العظم الذي يتم زراعته في المختبر ليتم زراعته يعمل كنهج "خلايا عادلة" في هندسة الأنسجة. [19]
  • العظام المصنعة من الأنسجة: يمكن أن تتكون المصفوفة البنيوية من معادن مثل التيتانيوم، أو بوليمرات ذات معدلات تحلل متفاوتة، أو أنواع معينة من السيراميك. [20] غالبًا ما يتم اختيار المواد لتجنيد الخلايا العظمية للمساعدة في إصلاح العظام واستعادة الوظيفة البيولوجية. [21] يمكن إضافة أنواع مختلفة من الخلايا مباشرة إلى المصفوفة لتسريع العملية. [20]
  • القضيب المزروع في المختبر : تم إعادة تكوين الخلايا السقالات من القضيب منزوعة الخلايا للأرانب باستخدام العضلات الملساء والخلايا البطانية. ثم تم زرع العضو في الأرانب الحية وعمل بشكل مماثل للعضو الأصلي، مما يشير إلى إمكانية استخدامه كعلاج لصدمات الأعضاء التناسلية . [22]
  • تستخدم هندسة أنسجة الغشاء المخاطي للفم نهج الخلايا والسقالة لمحاكاة البنية والوظيفة ثلاثية الأبعاد للغشاء المخاطي للفم .

الخلايا كعناصر بناء

الخلايا الملطخة في الثقافة

الخلايا هي أحد المكونات الرئيسية لنجاح مناهج هندسة الأنسجة. تستخدم هندسة الأنسجة الخلايا كاستراتيجيات لإنشاء/استبدال أنسجة جديدة. تشمل الأمثلة الخلايا الليفية المستخدمة لإصلاح الجلد أو تجديده، [23] وخلايا الغضروف المستخدمة لإصلاح الغضاريف (منتج معتمد من MACI-FDA)، وخلايا الكبد المستخدمة في أنظمة دعم الكبد

يمكن استخدام الخلايا بمفردها أو مع مصفوفات الدعم لتطبيقات هندسة الأنسجة. تعد البيئة المناسبة لتعزيز نمو الخلايا وتمايزها وتكاملها مع الأنسجة الموجودة عاملاً حاسماً لبناء كتل بناء تعتمد على الخلايا. [24] يؤدي التلاعب بأي من عمليات الخلايا هذه إلى إنشاء طرق بديلة لتطوير أنسجة جديدة (على سبيل المثال، إعادة برمجة الخلايا - الخلايا الجسدية، وتكوين الأوعية الدموية).

عزل

تعتمد تقنيات عزل الخلايا على مصدر الخلايا. الطرد المركزي وفصل الخلايا هي تقنيات تستخدم لاستخراج الخلايا من السوائل الحيوية (مثل الدم). في حين أن عمليات الهضم، والتي تستخدم عادة الإنزيمات لإزالة المصفوفة خارج الخلية (ECM)، مطلوبة قبل تقنيات الطرد المركزي أو فصل الخلايا لاستخراج الخلايا من الأنسجة/الأعضاء. التربسين والكولاجيناز هما الإنزيمات الأكثر شيوعًا المستخدمة في هضم الأنسجة. في حين أن التربسين يعتمد على درجة الحرارة، فإن الكولاجيناز أقل حساسية للتغيرات في درجة الحرارة.

مصادر الخلايا

الخلايا الجذعية الجنينية للفأر

الخلايا الأولية هي تلك الخلايا المعزولة مباشرة من أنسجة العائل. توفر هذه الخلايا نموذجًا خارج الجسم لسلوك الخلية دون أي تغييرات وراثية أو وراثية أو تطورية؛ مما يجعلها تكرارًا أقرب للظروف داخل الجسم من الخلايا المشتقة من طرق أخرى. [25] ومع ذلك، يمكن أن يجعل هذا القيد دراستها صعبة أيضًا. هذه خلايا ناضجة، وغالبًا ما تكون متمايزة نهائيًا، مما يعني أن تكاثر العديد من أنواع الخلايا أمر صعب أو مستحيل. بالإضافة إلى ذلك، فإن البيئات الدقيقة التي توجد فيها هذه الخلايا متخصصة للغاية، مما يجعل تكرار هذه الظروف صعبًا في كثير من الأحيان. [26]

الخلايا الثانوية يتم نقل جزء من الخلايا من الثقافة الأولية إلى مستودع/وعاء جديد لمواصلة زراعتها. تتم إزالة الوسط من الثقافة الأولية، ويتم الحصول على الخلايا التي يرغب في نقلها، ثم يتم زراعتها في وعاء جديد مع وسط نمو جديد. [ بحاجة لمصدر ] تكون ثقافة الخلايا الثانوية مفيدة لضمان حصول الخلايا على كل من المساحة والعناصر الغذائية التي تحتاجها للنمو. تُستخدم الثقافات الثانوية بشكل ملحوظ في أي سيناريو حيث تكون هناك حاجة إلى كمية أكبر من الخلايا مما يمكن العثور عليه في الثقافة الأولية. تشترك الخلايا الثانوية في قيود الخلايا الأولية (انظر أعلاه) ولكنها تنطوي على خطر إضافي للتلوث عند نقلها إلى وعاء جديد.

التصنيفات الجينية للخلايا

الخلايا الذاتية: المتبرع والمتلقي للخلايا هما نفس الفرد. يتم حصاد الخلايا وزراعتها أو تخزينها، ثم إعادة إدخالها إلى المضيف. نتيجة لإعادة إدخال خلايا المضيف، لا يتم إثارة استجابة مستضدية. يتعرف الجهاز المناعي للجسم على هذه الخلايا المعاد زرعها على أنها خلاياه، ولا يستهدفها للهجوم. قد يكون اعتماد الخلايا الذاتية على صحة الخلايا المضيفة ومرض موقع المتبرع رادعًا لاستخدامها. الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من الأنسجة الدهنية والمشتقة من نخاع العظم هي خلايا ذاتية في طبيعتها بشكل شائع، ويمكن استخدامها بطرق لا حصر لها، من المساعدة في إصلاح الأنسجة الهيكلية إلى تجديد خلايا بيتا في مرضى السكري. [27] [28] [29] [30]

الخلايا المتماثلة: يتم الحصول على الخلايا من جسم متبرع من نفس نوع المتلقي. وفي حين توجد بعض القيود الأخلاقية على استخدام الخلايا البشرية للدراسات المختبرية (أي تطوير خلايا دماغية بشرية كيميرا [31] )، فإن استخدام الخلايا الليفية الجلدية من القلفة البشرية يُظهِر خيارًا آمنًا مناعيًا وبالتالي قابلاً للتطبيق للهندسة النسيجية المتماثلة للجلد.

الخلايا الغريبة: هذه الخلايا عبارة عن خلايا معزولة مشتقة من أنواع بديلة من المتلقي. ومن الأمثلة البارزة على استخدام الأنسجة الغريبة بناء غرسات القلب والأوعية الدموية من خلال الخلايا الحيوانية. تثير تربية الإنسان والحيوان الهجين مخاوف أخلاقية حول إمكانية تحسين الوعي من خلال زرع الأعضاء البشرية في الحيوانات. [32]

الخلايا المتماثلة أو المتماثلة الجينات: تصف هذه الخلايا تلك التي نشأت من شفرة وراثية متطابقة. وهذا يمنح فائدة مناعية مماثلة لخلايا السلالات الخلوية الذاتية (انظر أعلاه). [33] يمكن اعتبار الخلايا الذاتية متماثلة الجينات، ولكن التصنيف يمتد أيضًا إلى الخلايا غير المشتقة ذاتيًا مثل تلك المشتقة من توأم متطابق، أو من نماذج بحثية متطابقة وراثيًا (مستنسخة)، أو الخلايا الجذعية المستحثة (iSC) [34] فيما يتعلق بالمانح.

الخلايا الجذعية

الخلايا الجذعية هي خلايا غير متمايزة لها القدرة على الانقسام في المزرعة وإنتاج أشكال مختلفة من الخلايا المتخصصة. وتنقسم الخلايا الجذعية إلى خلايا جذعية "بالغة" وخلايا جذعية "جنينية" وفقًا لمصدرها. وفي حين لا يزال هناك جدال أخلاقي كبير يتعلق باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية، فمن المعتقد أن مصدرًا بديلًا آخر - الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة  - قد يكون مفيدًا لإصلاح الأنسجة المريضة أو التالفة، أو قد يُستخدم لنمو أعضاء جديدة.

الخلايا متعددة القدرات هي خلايا جذعية يمكنها الانقسام إلى خلايا جذعية أخرى أو التمايز إلى أي نوع من الخلايا في الجسم، بما في ذلك الأنسجة خارج الجنينية.

الخلايا متعددة القدرات هي خلايا جذعية يمكنها التمايز إلى أي نوع من الخلايا في الجسم باستثناء الأنسجة خارج الجنينية. الخلايا الجذعية متعددة القدرات المستحثة (iPSCs) هي فئة فرعية من الخلايا الجذعية متعددة القدرات تشبه الخلايا الجذعية الجنينية (ESCs) التي تم اشتقاقها من خلايا بالغة متمايزة. يتم إنشاء الخلايا الجذعية متعددة القدرات عن طريق تغيير التعبير عن العوامل النسخية في الخلايا البالغة حتى تصبح مثل الخلايا الجذعية الجنينية.

يمكن للخلايا الجذعية متعددة القدرات أن تتطور إلى أي خلية ضمن نفس الفئة، مثل خلايا الدم أو العظام . ومن الأمثلة الشائعة على الخلايا متعددة القدرات الخلايا الجذعية المتوسطة (MSCs).

السقالات

إن الهياكل الداعمة هي مواد تم تصميمها بحيث تتسبب في تفاعلات خلوية مرغوبة تساهم في تكوين أنسجة وظيفية جديدة لأغراض طبية. وكثيراً ما يتم "زرع" الخلايا في هذه الهياكل القادرة على دعم تكوين الأنسجة ثلاثية الأبعاد . وتحاكي الهياكل الداعمة المصفوفة خارج الخلية للأنسجة الأصلية، فتعيد صياغة البيئة الحية وتسمح للخلايا بالتأثير على بيئاتها الدقيقة. وهي عادة ما تخدم أحد الأغراض التالية على الأقل: السماح للخلايا بالالتصاق والهجرة، وتوصيل الخلايا والعوامل الكيميائية الحيوية والاحتفاظ بها، وتمكين انتشار العناصر الغذائية الحيوية للخلايا والمنتجات المعبر عنها، وممارسة بعض التأثيرات الميكانيكية والبيولوجية لتعديل سلوك الطور الخلوي.

في عام 2009، نجح فريق متعدد التخصصات بقيادة جراح الصدر ثورستن واليس في زرع أول عملية زرع بيولوجية اصطناعية توفر شبكة وعائية فطرية لإمداد الطعم بعد عملية الزرع بنجاح في مريض ينتظر إعادة بناء القصبة الهوائية. [35]

يُظهر هذا الرسم المتحرك لأنبوب نانوي كربوني دوار بنيته ثلاثية الأبعاد. تُعَد الأنابيب النانوية الكربونية من بين المرشحين العديدة لاستخدامها في هياكل هندسة الأنسجة لأنها متوافقة حيويًا ومقاومة للتحلل البيولوجي ويمكن استخدامها مع الجزيئات الحيوية . ومع ذلك، فإن إمكانية السمية مع المواد النانوية غير القابلة للتحلل البيولوجي ليست مفهومة تمامًا. [36]

لتحقيق هدف إعادة بناء الأنسجة، يجب أن تلبي السقالات بعض المتطلبات المحددة. من الضروري أن تكون المسامية عالية وحجم المسام مناسب لتسهيل زرع الخلايا وانتشارها في جميع أنحاء البنية الكاملة لكل من الخلايا والمغذيات. غالبًا ما تكون القدرة على التحلل البيولوجي عاملاً أساسيًا حيث يجب أن تمتص السقالات الأنسجة المحيطة دون الحاجة إلى إزالتها جراحيًا. يجب أن يتزامن معدل التحلل قدر الإمكان مع معدل تكوين الأنسجة: وهذا يعني أنه بينما تصنع الخلايا بنية المصفوفة الطبيعية الخاصة بها حول نفسها، فإن السقالة قادرة على توفير السلامة البنيوية داخل الجسم وفي النهاية سوف تنهار تاركة الأنسجة المشكلة حديثًا والتي ستتولى الحمل الميكانيكي. تعد القدرة على الحقن مهمة أيضًا للاستخدامات السريرية. تُظهر الأبحاث الحديثة حول طباعة الأعضاء مدى أهمية التحكم الجيد في البيئة ثلاثية الأبعاد لضمان إمكانية إعادة إنتاج التجارب وتقديم نتائج أفضل.

مواد

يعد اختيار المواد جانبًا أساسيًا لإنتاج السقالة. يمكن أن تكون المواد المستخدمة طبيعية أو صناعية ويمكن أن تكون قابلة للتحلل البيولوجي أو غير قابلة للتحلل البيولوجي. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون متوافقة بيولوجيًا، مما يعني أنها لا تسبب أي آثار ضارة على الخلايا. [37] على سبيل المثال، السيليكون هو مادة صناعية غير قابلة للتحلل البيولوجي تُستخدم عادةً كمادة لتوصيل الأدوية، [38] [39] بينما الجيلاتين مادة طبيعية قابلة للتحلل البيولوجي تُستخدم عادةً في سقالات زراعة الخلايا [40] [41] [42]

تختلف المواد المطلوبة لكل تطبيق، وتعتمد على الخصائص الميكانيكية المطلوبة للمادة. على سبيل المثال، تتطلب هندسة الأنسجة لعيوب العظام الطويلة سقالة صلبة بقوة ضغط مماثلة لتلك الموجودة في العظام القشرية (100-150 ميجا باسكال)، وهي أعلى بكثير مقارنة بالسقالة المستخدمة لتجديد الجلد. [43] [44]

هناك عدد قليل من المواد الاصطناعية متعددة الاستخدامات المستخدمة في العديد من تطبيقات السقالة المختلفة. أحد هذه المواد المستخدمة بشكل شائع هو حمض البوليكتيك (PLA)، وهو بوليمر اصطناعي. PLA - حمض البوليكتيك. هذا بوليستر يتحلل داخل جسم الإنسان لتكوين حمض اللاكتيك ، وهي مادة كيميائية طبيعية يمكن إزالتها بسهولة من الجسم. المواد المماثلة هي حمض البولي جليكوليك (PGA) وبولي كابرولاكتون (PCL): آلية تحللهما مماثلة لآلية تحلل PLA، لكن PCL يتحلل بشكل أبطأ ويتحلل PGA بشكل أسرع. [ بحاجة لمصدر ] يتم دمج PLA بشكل شائع مع PGA لإنشاء حمض بولي لاكتيك-كو-جليكوليك (PLGA). هذا مفيد بشكل خاص لأنه يمكن تخصيص تحلل PLGA عن طريق تغيير النسب المئوية لوزن PLA وPGA: المزيد من PLA - تحلل أبطأ، والمزيد من PGA - تحلل أسرع. هذه القدرة على الضبط، جنبًا إلى جنب مع توافقها الحيوي، تجعلها مادة مفيدة للغاية لإنشاء السقالة. [45]

يمكن أيضًا إنشاء السقالات من مواد طبيعية: على وجه الخصوص، تمت دراسة مشتقات مختلفة من المصفوفة خارج الخلية لتقييم قدرتها على دعم نمو الخلايا. أثبتت المواد القائمة على البروتين - مثل الكولاجين أو الفيبرين والمواد متعددة السكاريد - مثل الكيتوزان [46] أو جليكوز أمينوغليكان (GAGs)، ملاءمتها من حيث توافق الخلايا. من بين GAGs، يعد حمض الهيالورونيك ، ربما بالاشتراك مع عوامل الربط المتقاطع (مثل الغلوتارالدهيد ، والكاربوديميد القابل للذوبان في الماء ، وما إلى ذلك)، أحد الخيارات الممكنة كمواد للسقالة. نظرًا للارتباط التساهمي لمجموعات الثيول بهذه البوليمرات، فيمكنها الارتباط المتقاطع من خلال تكوين رابطة ثاني كبريتيد. [47] تم تقديم استخدام البوليمرات الثيولاتية ( الثيومرات ) كمواد سقالة لهندسة الأنسجة في البداية في ندوة أوروبا الوسطى الرابعة حول التكنولوجيا الصيدلانية في فيينا عام 2001. [48] نظرًا لأن الثيومرات متوافقة حيويًا وتظهر خصائص محاكاة الخلايا وتدعم بشكل فعال انتشار وتمايز أنواع مختلفة من الخلايا، فهي تستخدم على نطاق واسع كسقالات لهندسة الأنسجة. [49] [50] [51] علاوة على ذلك، فقد ثبت أن الثيومرات مثل حمض الهيالورونيك الثيولاتي [52] والكيتوزان الثيولاتي [53] تظهر خصائص التئام الجروح وهي موضوع العديد من التجارب السريرية . [54] بالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط جزء من بروتين المصفوفة خارج الخلية، مثل ببتيد RGD ، بمادة غير نشطة بيولوجيًا لتعزيز ارتباط الخلايا. [55] شكل آخر من أشكال السقالة هو الأنسجة منزوعة الخلايا. هذه عملية تستخدم فيها المواد الكيميائية لاستخراج الخلايا من الأنسجة، مع ترك المصفوفة خارج الخلية فقط. وهذا له فائدة المصفوفة المتكونة بالكامل والمخصصة لنوع الأنسجة المطلوب. ومع ذلك، فإن السقالة الخالية من الخلايا قد تسبب مشاكل مناعية مع الخلايا التي يتم إدخالها في المستقبل.

توليف

طعوم الأوعية الدموية المصنعة من الأنسجة
صمام القلب المصنوع من الأنسجة

وقد تم وصف عدد من الطرق المختلفة في الأدبيات لإعداد الهياكل المسامية لاستخدامها كسقالات للهندسة النسيجية. ولكل من هذه التقنيات مزاياها الخاصة، ولكن لا تخلو أي منها من العيوب.

تجميع الألياف النانوية ذاتيًا

يعد التجميع الذاتي الجزيئي أحد الطرق القليلة لإنشاء مواد حيوية ذات خصائص مماثلة في الحجم والكيمياء لتلك الموجودة في المصفوفة خارج الخلية الطبيعية في الجسم الحي (ECM)، وهي خطوة حاسمة نحو هندسة الأنسجة للأنسجة المعقدة. [56] علاوة على ذلك، أظهرت هياكل الهيدروجيل هذه تفوقًا في علم السموم الحيوي والتوافق البيولوجي مقارنة بالهياكل الكبيرة التقليدية والمواد المشتقة من الحيوانات.

تكنولوجيا النسيج

تتضمن هذه التقنيات جميع الأساليب التي تم استخدامها بنجاح لإعداد شبكات غير منسوجة من بوليمرات مختلفة. وعلى وجه الخصوص، تم اختبار هياكل البولي جلايكوليد غير المنسوجة لتطبيقات هندسة الأنسجة: وقد وجد أن مثل هذه الهياكل الليفية مفيدة لنمو أنواع مختلفة من الخلايا. وترتبط العيوب الرئيسية بالصعوبات في الحصول على مسامية عالية وحجم مسام منتظم.

صب المذيبات واستخراج الجسيمات

تسمح عملية صب المذيبات واستخراج الجسيمات (SCPL) بإعداد هياكل ذات مسامية منتظمة، ولكن بسمك محدود. أولاً، يتم إذابة البوليمر في مذيب عضوي مناسب (على سبيل المثال، يمكن إذابة حمض البوليكتيك في ثنائي كلورو الميثان )، ثم يتم صب المحلول في قالب مملوء بجزيئات مسببة للمسام. يمكن أن تكون هذه الجزيئات المسببة للمسام ملحًا غير عضوي مثل كلوريد الصوديوم أو بلورات السكروز أو كرات الجيلاتين أو كرات البارافين . سيؤثر حجم جزيئات مسببات المسام على حجم مسام السقالة، في حين أن نسبة البوليمر إلى مسببات المسام ترتبط ارتباطًا مباشرًا بكمية مسامية الهيكل النهائي. بعد صب محلول البوليمر، يُسمح للمذيب بالتبخر بالكامل، ثم يتم غمر الهيكل المركب في القالب في حمام من سائل مناسب لإذابة مسببات المسام: الماء في حالة كلوريد الصوديوم والسكروز والجيلاتين أو مذيب أليفاتي مثل الهكسان للاستخدام مع البارافين. بمجرد إذابة المادة المسامية بالكامل، يتم الحصول على بنية مسامية. وبصرف النظر عن نطاق السُمك الصغير الذي يمكن الحصول عليه، فإن عيبًا آخر لـ SCPL يكمن في استخدامه للمذيبات العضوية التي يجب إزالتها بالكامل لتجنب أي ضرر محتمل للخلايا المزروعة على السقالة.

رغوة الغاز

للتغلب على الحاجة إلى استخدام المذيبات العضوية والمواد الصلبة المسببة للمسام، تم تطوير تقنية تستخدم الغاز كمسبب للمسام. أولاً، يتم تحضير هياكل على شكل أقراص مصنوعة من البوليمر المطلوب عن طريق القولبة بالضغط باستخدام قالب ساخن. ثم توضع الأقراص في حجرة حيث تتعرض لثاني أكسيد الكربون تحت ضغط مرتفع لعدة أيام. يتم استعادة الضغط داخل الحجرة تدريجيًا إلى مستويات الغلاف الجوي. أثناء هذا الإجراء، تتشكل المسام بواسطة جزيئات ثاني أكسيد الكربون التي تتخلى عن البوليمر، مما ينتج عنه بنية تشبه الإسفنج. المشاكل الرئيسية الناتجة عن هذه التقنية ناجمة عن الحرارة المفرطة المستخدمة أثناء القولبة بالضغط (التي تحظر دمج أي مادة غير مستقرة حرارياً في مصفوفة البوليمر) وحقيقة أن المسام لا تشكل بنية مترابطة.

الاستحلاب بالتجميد والتجفيف

لا تتطلب هذه التقنية استخدام مادة مسامية صلبة مثل SCPL. أولاً، يتم إذابة البوليمر الصناعي في مذيب مناسب (مثل حمض البوليكتيك في ثنائي كلورو الميثان) ثم يضاف الماء إلى المحلول البوليمري ويتم خلط السائلين للحصول على مستحلب . قبل أن تتمكن المرحلتان من الانفصال، يتم صب المستحلب في قالب وتجميده بسرعة عن طريق الغمر في النيتروجين السائل . يتم بعد ذلك تجفيف المستحلب المجمد بالتجميد لإزالة الماء المشتت والمذيب، وبالتالي ترك بنية بوليمرية مسامية صلبة. في حين أن الاستحلاب والتجفيف بالتجميد يسمحان بتحضير أسرع عند مقارنته بـ SCPL (لأنه لا يتطلب خطوة استخلاص تستغرق وقتًا طويلاً)، إلا أنه لا يزال يتطلب استخدام المذيبات. علاوة على ذلك، يكون حجم المسام صغيرًا نسبيًا وغالبًا ما تكون المسامية غير منتظمة. يعد التجفيف بالتجميد في حد ذاته أيضًا تقنية مستخدمة بشكل شائع لتصنيع السقالات. يتم استخدامه على وجه الخصوص لإعداد إسفنجات الكولاجين: يتم إذابة الكولاجين في محاليل حمضية من حمض الأسيتيك أو حمض الهيدروكلوريك التي يتم صبها في قالب وتجميدها بالنيتروجين السائل ثم تجفيفها بالتجميد .

فصل الطور الناتج عن الحرارة

على غرار التقنية السابقة، تتطلب عملية فصل الطور باستخدام تقنية TIPS استخدام مذيب ذي نقطة انصهار منخفضة يسهل تساميها. على سبيل المثال، يمكن استخدام الديوكسان لإذابة حمض البوليكتيك، ثم يتم تحفيز فصل الطور من خلال إضافة كمية صغيرة من الماء: يتم تشكيل طور غني بالبوليمر وطور فقير بالبوليمر. بعد التبريد إلى ما دون نقطة انصهار المذيب وبعض الأيام من التجفيف بالتفريغ لتسامي المذيب، يتم الحصول على سقالة مسامية. يقدم فصل الطور السائل إلى السائل نفس عيوب الاستحلاب/التجفيف بالتجميد. [57]

الغزل الكهربائي

الغزل الكهربائي هو تقنية متعددة الاستخدامات للغاية يمكن استخدامها لإنتاج ألياف مستمرة يتراوح قطرها من بضعة ميكرونات إلى بضعة نانومترات. في إعداد الغزل الكهربائي النموذجي، يتم إذابة مادة السقالة المطلوبة داخل مذيب ووضعها داخل حقنة. يتم تغذية هذا المحلول من خلال إبرة ويتم تطبيق جهد عالي على الطرف وعلى سطح التجميع الموصل. يتسبب تراكم القوى الكهروستاتيكية داخل المحلول في إخراج تيار ليفي رقيق نحو سطح التجميع المشحون أو المؤرض بشكل معاكس. أثناء هذه العملية يتبخر المذيب، تاركًا الألياف الصلبة تاركة شبكة شديدة المسامية. هذه التقنية قابلة للضبط بدرجة كبيرة، مع اختلاف المذيب والجهد والمسافة العاملة (المسافة من الإبرة إلى سطح التجميع) ومعدل تدفق المحلول وتركيز المذاب وسطح التجميع. يسمح هذا بالتحكم الدقيق في مورفولوجيا الألياف.

ولكن على المستوى التجاري ، ولأسباب تتعلق بالقدرة على التوسع، هناك 40 إبرة تعمل في وقت واحد، أو في بعض الأحيان 96 إبرة. وتتلخص العوائق في مثل هذه التركيبات في: 1) الحفاظ على المتغيرات المذكورة آنفا بشكل موحد لجميع الإبر، و2) تكوين "خرزات" في الألياف الفردية، والتي نريدها نحن المهندسين أن تكون ذات قطر موحد. ومن خلال تعديل المتغيرات مثل المسافة إلى المجمع، أو حجم الجهد المطبق، أو معدل تدفق المحلول، يمكن للباحثين تغيير بنية السقالة بشكل كبير.

تاريخيًا، يعود تاريخ البحث في السقالات الليفية المغزولة بالكهرباء إلى أواخر الثمانينيات على الأقل عندما أظهر سيمون أنه يمكن استخدام الغزل الكهربي لإنتاج سقالات ليفية على نطاق النانو ودون الميكرون من محاليل البوليمر المخصصة خصيصًا للاستخدام كركائز للخلايا والأنسجة في المختبر . أظهر هذا الاستخدام المبكر للشبكات المغزولة بالكهرباء لزراعة الخلايا وهندسة الأنسجة أن أنواعًا مختلفة من الخلايا تلتصق بألياف البولي كربونات وتتكاثر عليها. ولوحظ أنه على عكس الشكل المسطح الذي يُرى عادةً في الثقافة ثنائية الأبعاد، أظهرت الخلايا المزروعة على الألياف المغزولة بالكهرباء شكلًا ثلاثي الأبعاد أكثر تقريبًا يُلاحظ عمومًا في الأنسجة في الجسم الحي . [58]

تقنيات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD/CAM)

نظرًا لأن معظم التقنيات المذكورة أعلاه محدودة عندما يتعلق الأمر بالتحكم في المسامية وحجم المسام، فقد تم تقديم تقنيات التصميم والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر إلى هندسة الأنسجة. أولاً، يتم تصميم هيكل ثلاثي الأبعاد باستخدام برنامج CAD. يمكن تخصيص المسامية باستخدام الخوارزميات داخل البرنامج. [ 59 ] ثم يتم إنشاء السقالة باستخدام الطباعة بالحبر النفاث لمساحيق البوليمر أو من خلال نمذجة الترسيب المندمج لمذاب البوليمر. [60]

في دراسة أجريت عام 2011 بواسطة El-Ayoubi وآخرين، تم التحقيق في "تقنية الرسم ثلاثي الأبعاد لإنتاج هياكل مسامية كبيرة من بولي-L-Lactide ( متوافقة حيويًا وقابلة للتحلل الحيوي ) بحجمين مختلفين للمسام" من خلال التصنيع الحر الصلب (SSF) مع التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD)، لاستكشاف استبدال الغضروف المفصلي العلاجي "كبديل لإصلاح الأنسجة التقليدي". [61] وجدت الدراسة أنه كلما كان حجم المسام أصغر مقترنًا بالإجهاد الميكانيكي في المفاعل الحيوي (لتحفيز ظروف تشبه الجسم الحي)، زادت قابلية الخلايا للبقاء في الوظائف العلاجية المحتملة من خلال تقليل وقت التعافي وزيادة فعالية عملية الزرع. [61]

الطباعة الحيوية بمساعدة الليزر

في دراسة أجريت عام 2012، [62] ركز كوش وآخرون على ما إذا كان من الممكن استخدام الطباعة الحيوية بمساعدة الليزر (LaBP) لبناء أنماط ثلاثية الأبعاد متعددة الخلايا في مصفوفة طبيعية، وما إذا كانت الهياكل المولدة تعمل وتشكل أنسجة. يرتب LaBP أحجامًا صغيرة من معلقات الخلايا الحية في أنماط عالية الدقة. [62] كان التحقيق ناجحًا، ويتوقع الباحثون أن "هياكل الأنسجة المولدة قد تُستخدم للاختبار في الجسم الحي عن طريق زرعها في نماذج حيوانية " (14). حتى الآن، تم تصنيع أنسجة الجلد البشري فقط، على الرغم من أن الباحثين يتوقعون أنه "من خلال دمج المزيد من أنواع الخلايا (مثل الخلايا الصبغية وخلايا شوان وخلايا بصيلات الشعر) في بنية الخلية المطبوعة، يمكن تحليل سلوك هذه الخلايا في بيئة دقيقة ثلاثية الأبعاد في المختبر مماثلة لبيئةها الطبيعية"، وهو أمر مفيد لاكتشاف الأدوية ودراسات السموم . [62]

أغشية نانوية من حرير العنكبوت المُعاد تركيبه ذاتيًا

أظهر جوستافسون وآخرون [63] أغشية نشطة بيولوجيًا قائمة بذاتها بمساحة سم، لكن سمكها 250 نانومتر فقط، والتي تم تشكيلها عن طريق التجميع الذاتي لحرير العنكبوت عند واجهة محلول مائي. تجمع الأغشية بشكل فريد بين سمك النانو، والقابلية للتحلل البيولوجي، والإجهاد والقوة العاليين للغاية، ونفاذية البروتينات وتعزيز التصاق الخلايا وانتشارها السريع. لقد أثبتوا نمو طبقة متماسكة من الخلايا الكيراتينية. كما تم استخدام أغشية حرير العنكبوت النانوية هذه لإنشاء نموذج ثابت في المختبر لأوعية دموية. [64]

هندسة الأنسجةفي الموقع

يتم تعريف تجديد الأنسجة في الموقع على أنه زرع المواد الحيوية (بمفردها أو بالاشتراك مع الخلايا و/أو الجزيئات الحيوية) في عيب الأنسجة، باستخدام البيئة المحيطة بالكائن الحي كمفاعل حيوي طبيعي. [65] وقد وجد هذا النهج تطبيقًا في تجديد العظام، [66] مما يسمح بتكوين هياكل ذات بذور خلوية مباشرة في غرفة العمليات. [67]

طرق التجميع

إن المشكلة المستمرة في هندسة الأنسجة هي قيود النقل الجماعي. فالأنسجة المصنعة تفتقر عمومًا إلى إمدادات الدم الأولية، مما يجعل من الصعب على أي خلايا مزروعة الحصول على ما يكفي من الأكسجين والمغذيات للبقاء على قيد الحياة أو العمل بشكل سليم.

التجميع الذاتي

لقد ثبت أن طرق التجميع الذاتي هي طرق واعدة لهندسة الأنسجة. تتمتع طرق التجميع الذاتي بميزة السماح للأنسجة بتطوير مصفوفة خارج الخلية الخاصة بها، مما يؤدي إلى أنسجة تحاكي بشكل أفضل الخصائص الكيميائية الحيوية والميكانيكية الحيوية للأنسجة الأصلية. تم تقديم الغضروف المفصلي الهندسي التجميعي الذاتي من قبل جيري هو وكيرياكوس أ. أثاناسيو في عام 2006 [68] وأدت تطبيقات العملية إلى غضروف هندسي يقترب من قوة الأنسجة الأصلية. [69] التجميع الذاتي هو تقنية أساسية للحصول على خلايا مزروعة في المختبر لتجميعها في أشكال ثلاثية الأبعاد. لتفكيك الأنسجة إلى خلايا، يجب على الباحثين أولاً إذابة المصفوفة خارج الخلية التي تربطها معًا عادةً. بمجرد عزل الخلايا، يجب أن تشكل الهياكل المعقدة التي تشكل أنسجتنا الطبيعية.

تجميع القالب القائم على السائل

تم استكشاف سطح الهواء والسائل الذي أنشأته موجات فاراداي كقالب لتجميع الكيانات البيولوجية للهندسة النسيجية من الأسفل إلى الأعلى. يمكن إعادة تكوين هذا القالب القائم على السائل ديناميكيًا في بضع ثوانٍ، ويمكن تحقيق التجميع على القالب بطريقة قابلة للتطوير ومتوازية. تم إثبات تجميع الهلاميات المائية المجهرية والخلايا وحبيبات الناقل الدقيقة المزروعة بالخلايا العصبية والكرات الخلوية في هياكل متناظرة ودورية مختلفة مع قابلية الخلايا للبقاء جيدة. تم تحقيق تكوين شبكة عصبية ثلاثية الأبعاد بعد زراعة الأنسجة لمدة 14 يومًا. [70]

التصنيع الإضافي

قد يكون من الممكن طباعة الأعضاء، أو ربما الكائنات الحية بالكامل باستخدام تقنيات التصنيع الإضافي . تستخدم طريقة مبتكرة حديثة للبناء آلية نفث الحبر لطباعة طبقات دقيقة من الخلايا في مصفوفة من الجل القابل للانعكاس الحراري. تمت طباعة الخلايا البطانية، الخلايا التي تبطن الأوعية الدموية، في مجموعة من الحلقات المكدسة. عند الحضن، يتم دمجها في أنبوب. [60] [71] تمت الإشارة إلى هذه التقنية باسم "الطباعة الحيوية" في هذا المجال لأنها تنطوي على طباعة المكونات البيولوجية في بنية تشبه العضو الذي يتم التركيز عليه.

تم تطوير مجال النماذج ثلاثية الأبعاد والدقيقة للغاية للأنظمة البيولوجية من خلال مشاريع وتقنيات متعددة بما في ذلك طريقة سريعة لإنشاء الأنسجة وحتى الأعضاء الكاملة التي تنطوي على طابعة ثلاثية الأبعاد يمكنها طباعة السقالة والخلايا طبقة تلو الأخرى في عينة نسيج أو عضو عامل. تم تقديم الجهاز في محاضرة TED للدكتور أنتوني أتالا، مدير معهد ويك فورست للطب التجديدي ، وأستاذ WH Boyce ورئيس قسم المسالك البولية في جامعة ويك فورست، حيث يتم طباعة كلية على خشبة المسرح أثناء الندوة ثم تقديمها إلى الحشد. [72] [73] [74] ومن المتوقع أن تمكن هذه التكنولوجيا من إنتاج الكبد في المستقبل للزراعة ونظريًا لعلم السموم والدراسات البيولوجية الأخرى أيضًا.

في عام 2015، تم استخدام معالجة الفوتون المتعدد (MPP) في التجارب الحية من خلال هندسة هياكل الغضروف الاصطناعي. أظهر الفحص النسيجي خارج الجسم الحي أن هندسة المسام المحددة والنمو المسبق للخلايا الغضروفية (Cho) قبل الزرع يحسن بشكل كبير من أداء الهياكل ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها. كان التوافق الحيوي الذي تم تحقيقه مماثلاً لأغشية الكولاجين المتوفرة تجاريًا. تدعم النتيجة الناجحة لهذه الدراسة فكرة أن الهياكل المجهرية الهجينة العضوية وغير العضوية ذات المسام السداسية بالاشتراك مع زراعة الخلايا الغضروفية يمكن تنفيذها بنجاح لهندسة أنسجة الغضروف. [75]

في الآونة الأخيرة، تقدمت هندسة الأنسجة مع التركيز على تكوين الأوعية الدموية. باستخدام التصنيع الإضافي القائم على البلمرة ثنائية الفوتون، يتم إنشاء شبكات الأوعية الدموية الدقيقة ثلاثية الأبعاد الاصطناعية من هياكل هلامية أنبوبية. يمكن لهذه الشبكات أن تروي الأنسجة بحجم عدة ملليمترات مكعبة، مما يتيح قابلية البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل ونمو الخلايا في المختبر. يمثل هذا الابتكار خطوة كبيرة إلى الأمام في هندسة الأنسجة، مما يسهل تطوير نماذج الأنسجة البشرية المعقدة. [76]

سقالة

في عام 2013، باستخدام هيكل ثلاثي الأبعاد من مادة ماتريجيل في تكوينات مختلفة، تم إنتاج عضيات بنكرياسية كبيرة في المختبر. تكاثرت مجموعات من أعداد صغيرة من الخلايا إلى 40000 خلية في غضون أسبوع واحد. تتحول المجموعات إلى خلايا تنتج إما إنزيمات هضمية أو هرمونات مثل الأنسولين ، وتنظم نفسها إلى عضيات بنكرياسية متفرعة تشبه البنكرياس. [77]

الخلايا حساسة للبيئة، مثل تصلب الهلام والاتصال بخلايا أخرى. لا تزدهر الخلايا الفردية؛ كان هناك حاجة إلى أربع خلايا قريبة على الأقل لتطور العضو اللاحق. أنتجت التعديلات على تركيبة الوسط إما كرات مجوفة تتكون بشكل أساسي من أسلاف البنكرياس، أو عضويات معقدة تخضع تلقائيًا لتكوين البنكرياس وتمايزه. تتطلب صيانة وتوسع أسلاف البنكرياس إشارات نشطة من Notch و FGF ، مما يلخص تفاعلات إشارات المنافذ الحيوية. [77]

وقد تم النظر إلى العضويات على أنها قد توفر أعضاءً صغيرة لاختبار الأدوية ولتوفير خلايا إضافية لإنتاج الأنسولين. [77]

بالإضافة إلى هياكل Matrigel ثلاثية الأبعاد، تم تطوير أنظمة هلامية أخرى من الكولاجين. تم استخدام هياكل الكولاجين/حمض الهيالورونيك لنمذجة الغدة الثديية في المختبر أثناء زراعة الخلايا الظهارية والخلايا الدهنية معًا. تعد مجموعة HyStem منصة ثلاثية الأبعاد أخرى تحتوي على مكونات ECM وحمض الهيالورونيك والتي تم استخدامها في أبحاث السرطان. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل مكونات الهيدروجيل كيميائيًا للمساعدة في الترابط المتبادل وتعزيز خصائصها الميكانيكية.

زراعة الأنسجة

في كثير من الحالات، يتطلب إنشاء الأنسجة الوظيفية والهياكل البيولوجية في المختبر زراعة مكثفة لتعزيز البقاء والنمو وتحفيز الوظيفة. بشكل عام، يجب الحفاظ على المتطلبات الأساسية للخلايا في المزرعة، والتي تشمل الأكسجين ، ودرجة الحموضة ، والرطوبة ، ودرجة الحرارة ، والمغذيات ، والحفاظ على الضغط الاسموزي .

كما أن المزارع التي يتم تصنيعها باستخدام الأنسجة الهندسية تقدم مشاكل إضافية في الحفاظ على ظروف المزرعة. ففي المزارع الخلوية القياسية، غالبًا ما يكون الانتشار هو الوسيلة الوحيدة لنقل المغذيات والنواتج الأيضية. ومع ذلك، مع تزايد حجم المزرعة وتعقيدها، كما هو الحال مع الأعضاء والأنسجة الكاملة التي يتم تصنيعها باستخدام الهندسة، يجب استخدام آليات أخرى للحفاظ على المزرعة، مثل إنشاء شبكات شعرية داخل الأنسجة.

مفاعل حيوي لزراعة الطعوم الوعائية

هناك مشكلة أخرى تتعلق بزراعة الأنسجة وهي إدخال العوامل أو المحفزات المناسبة المطلوبة لتحفيز الوظيفة. في كثير من الحالات، لا تكون زراعة الصيانة البسيطة كافية. في بعض الأحيان تكون عوامل النمو والهرمونات والنواتج الأيضية أو العناصر الغذائية المحددة والمحفزات الكيميائية والفيزيائية مطلوبة. على سبيل المثال، تستجيب خلايا معينة للتغيرات في توتر الأكسجين كجزء من نموها الطبيعي، مثل الخلايا الغضروفية ، التي يجب أن تتكيف مع ظروف انخفاض الأكسجين أو نقص الأكسجين أثناء نمو الهيكل العظمي. تستجيب خلايا أخرى، مثل الخلايا البطانية، للإجهاد القصي الناتج عن تدفق السوائل، والذي يحدث في الأوعية الدموية . يبدو أن المحفزات الميكانيكية، مثل نبضات الضغط، مفيدة لجميع أنواع الأنسجة القلبية الوعائية مثل صمامات القلب والأوعية الدموية أو التامور.

المفاعلات الحيوية

في هندسة الأنسجة، المفاعل الحيوي هو جهاز يحاول محاكاة بيئة فسيولوجية من أجل تعزيز نمو الخلايا أو الأنسجة في المختبر. يمكن أن تتكون البيئة الفسيولوجية من العديد من المعلمات المختلفة مثل درجة الحرارة أو الضغط أو تركيز الأكسجين أو ثاني أكسيد الكربون أو الضغط الاسموزي لبيئة السوائل، ويمكن أن تمتد إلى جميع أنواع المحفزات البيولوجية أو الكيميائية أو الميكانيكية. لذلك، هناك أنظمة قد تتضمن تطبيق قوى مثل القوى الكهرومغناطيسية أو الضغوط الميكانيكية أو ضغوط السوائل على الأنسجة. يمكن أن تكون هذه الأنظمة عبارة عن إعدادات ثنائية أو ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدام المفاعلات الحيوية في التطبيقات الأكاديمية والصناعية. تتوفر أيضًا مفاعلات حيوية للاستخدام العام وتطبيقات محددة تجاريًا، والتي قد توفر تحفيزًا كيميائيًا ثابتًا أو مزيجًا من التحفيز الكيميائي والميكانيكي.

يتأثر تكاثر الخلايا وتمايزها إلى حد كبير بالإشارات الميكانيكية [78] والكيميائية الحيوية [79] في بيئة المصفوفة خارج الخلية المحيطة . يتم تطوير المفاعلات الحيوية عادةً لتكرار البيئة الفسيولوجية المحددة للأنسجة التي يتم زراعتها (على سبيل المثال، القص المرن والسوائل لنمو أنسجة القلب). [80] يمكن أن يسمح هذا لخطوط الخلايا المتخصصة بالازدهار في الثقافات التي تكرر بيئاتها الأصلية، ولكنه يجعل المفاعلات الحيوية أيضًا أدوات جذابة لزراعة الخلايا الجذعية . المفاعل الحيوي الناجح القائم على الخلايا الجذعية فعال في توسيع الخلايا الجذعية ذات الخصائص الموحدة و/أو تعزيز التمايز المتحكم فيه والقابل للتكرار في أنواع خلايا ناضجة مختارة. [81]

توجد مجموعة متنوعة من المفاعلات الحيوية المصممة لزراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد. توجد غرف أسطوانية بلاستيكية صغيرة، بالإضافة إلى غرف زجاجية، ذات رطوبة داخلية منظمة ومصممة خصيصًا لغرض زراعة الخلايا في ثلاثة أبعاد. [82] يستخدم المفاعل الحيوي مواد اصطناعية نشطة بيولوجيًا مثل أغشية البولي إيثيلين تيريفثالات لتحيط بالخلايا الكروية في بيئة تحافظ على مستويات عالية من العناصر الغذائية. [83] [84] يسهل فتحها وإغلاقها، بحيث يمكن إزالة الخلايا الكروية للاختبار، ومع ذلك فإن الغرفة قادرة على الحفاظ على رطوبة 100٪ في جميع الأنحاء. [85] هذه الرطوبة مهمة لتحقيق أقصى قدر من نمو الخلايا ووظيفتها. غرفة المفاعل الحيوي هي جزء من جهاز أكبر يدور لضمان نمو الخلايا بالتساوي في كل اتجاه عبر ثلاثة أبعاد. [85]

لقد طورت شركة QuinXell Technologies التابعة لشركة Quintech Life Sciences في سنغافورة مفاعلًا حيويًا يُعرف باسم TisXell Biaxial Bioreactor والذي تم تصميمه خصيصًا لغرض هندسة الأنسجة. وهو أول مفاعل حيوي في العالم يحتوي على حجرة زجاجية كروية ذات دوران ثنائي المحور ؛ لمحاكاة دوران الجنين في الرحم على وجه التحديد؛ مما يوفر بيئة مواتية لنمو الأنسجة. [86]

كما تم دمج أشكال متعددة من التحفيز الميكانيكي في مفاعل حيوي واحد. باستخدام تحليل التعبير الجيني، وجدت إحدى الدراسات الأكاديمية أن تطبيق مزيج من الإجهاد الدوري والتحفيز بالموجات فوق الصوتية على الخلايا ما قبل العظمية في مفاعل حيوي أدى إلى تسريع نضوج المصفوفة وتمايزها. [87] يمكن استخدام تقنية هذا المفاعل الحيوي للتحفيز المشترك لتنمية خلايا العظام بشكل أسرع وأكثر فعالية في علاجات الخلايا الجذعية السريرية المستقبلية. [88]

كما طورت شركة MC2 Biotek مفاعلًا حيويًا يُعرف باسم ProtoTissue [82] يستخدم تبادل الغازات للحفاظ على مستويات عالية من الأكسجين داخل حجرة الخلية؛ وهو ما يمثل تحسنًا عن المفاعلات الحيوية السابقة، حيث تساعد مستويات الأكسجين الأعلى الخلية على النمو والخضوع للتنفس الخلوي الطبيعي . [89]

تشمل مجالات البحث النشطة في مجال المفاعلات الحيوية زيادة نطاق الإنتاج وتحسين البيئة الفسيولوجية، وكلاهما من شأنه أن يحسن كفاءة وفعالية المفاعلات الحيوية في البحث أو الاستخدام السريري. تُستخدم المفاعلات الحيوية حاليًا لدراسة، من بين أمور أخرى، العلاجات على مستوى الخلايا والأنسجة، واستجابة الخلايا والأنسجة للتغيرات الفسيولوجية البيئية المحددة، وتطور الأمراض والإصابات.

توليد الألياف الطويلة

في عام 2013، طورت مجموعة من جامعة طوكيو أليافًا محملة بالخلايا يصل طولها إلى متر واحد وحجمها حوالي 100  ميكرومتر . [90] تم إنشاء هذه الألياف باستخدام جهاز ميكروسيال يشكل تدفقًا رقائقيًا محوريًا مزدوجًا. كل "طبقة" من الجهاز الميكروسيال (خلايا مزروعة في ECM ، وغمد هيدروجيل، وأخيرًا محلول كلوريد الكالسيوم). تزرع الخلايا المزروعة داخل غمد الهيدروجيل لعدة أيام، ثم تتم إزالة الغمد بألياف خلوية قابلة للحياة. تم إدخال أنواع مختلفة من الخلايا في قلب ECM، بما في ذلك الخلايا العضلية ، والخلايا البطانية ، وألياف الخلايا العصبية، وألياف الخلايا الظهارية . أظهرت هذه المجموعة بعد ذلك أنه يمكن نسج هذه الألياف معًا لتصنيع الأنسجة أو الأعضاء بآلية مماثلة لنسج المنسوجات . تتميز الأشكال الليفية بأنها توفر بديلاً لتصميم السقالة التقليدي، وتتكون العديد من الأعضاء (مثل العضلات) من خلايا ليفية.

الأعضاء الحيوية الاصطناعية

العضو الاصطناعي هو جهاز هندسي يمكن أن يكون خارج الجسم أو مزروعًا لدعم أنظمة الأعضاء المعطلة أو الفاشلة. [91] يتم إنشاء الأعضاء الحيوية الاصطناعية عادةً بهدف استعادة الوظائف البيولوجية الحرجة مثل استبدال القلوب والرئتين المريضة، أو توفير تحسينات جذرية في جودة الحياة مثل استخدام الجلد الهندسي على ضحايا الحروق. [91] في حين أن بعض أمثلة الأعضاء الحيوية الاصطناعية لا تزال في مرحلة البحث والتطوير بسبب القيود المرتبطة بإنشاء أعضاء وظيفية، فإن البعض الآخر يستخدم حاليًا في الإعدادات السريرية تجريبيًا وتجاريًا. [92]

رئة

أجهزة الأكسجين الغشائي خارج الجسم (ECMO)، والمعروفة أيضًا باسم أجهزة القلب والرئة، هي تكيف لتقنيات مجازة القلب والرئة التي توفر دعمًا للقلب والرئة. [93] تُستخدم في المقام الأول لدعم الرئتين لفترة زمنية طويلة ولكنها مؤقتة (1-30 يومًا) والسماح بالتعافي من الأمراض القابلة للعكس. [93] يُعرف روبرت بارتليت بأنه والد ECMO وأجرى أول علاج لحديثي الولادة باستخدام جهاز ECMO في عام 1975. [94]

جلد

الجلد المصنوع من الأنسجة هو نوع من الأعضاء الاصطناعية الحيوية التي تستخدم غالبًا لعلاج الحروق أو قرح القدم السكرية أو الجروح الكبيرة الأخرى التي لا يمكن أن تلتئم جيدًا من تلقاء نفسها. يمكن صنع الجلد الاصطناعي من الطعوم الذاتية والطعوم الخيفية والطعوم الغريبة. يأتي الجلد المزروع ذاتيًا من جلد المريض نفسه، مما يسمح للأدمة بأن يكون لها معدل شفاء أسرع، ويمكن إعادة حصاد موقع المتبرع عدة مرات. غالبًا ما يأتي الجلد المزروع من جلد الجثث ويستخدم في الغالب لعلاج ضحايا الحروق. أخيرًا، يأتي الجلد المزروع من الحيوانات ويوفر بنية شفاء مؤقتة للجلد. تساعد في تجديد الجلد، لكن لا يمكن أن تصبح جزءًا من جلد المضيف. [23] الجلد المصنوع من الأنسجة متاح الآن في المنتجات التجارية. يتكون Integra، الذي كان يستخدم في الأصل لعلاج الحروق فقط، من مصفوفة الكولاجين وكبريتات الكوندرويتين التي يمكن استخدامها كبديل للجلد. تعمل كبريتات الكوندرويتين كمكون من مكونات البروتيوجليكان، مما يساعد في تكوين المصفوفة خارج الخلية. [95] يمكن إعادة ملء Integra وإعادة تكوين الأوعية الدموية مع الحفاظ على بنية الكولاجين الجلدي، مما يجعلها عضوًا صناعيًا حيويًا [96] Dermagraft، وهو منتج جلدي آخر تم تصنيعه تجاريًا وتم تصميمه باستخدام الأنسجة، مصنوع من الخلايا الليفية الحية. تتكاثر هذه الخلايا الليفية وتنتج عوامل النمو والكولاجين وبروتينات ECM، التي تساعد في بناء أنسجة التحبيب. [97]

قلب

نظرًا لأن عدد المرضى الذين ينتظرون عملية زرع قلب يتزايد باستمرار بمرور الوقت، ويتجاوز عدد المرضى في قائمة الانتظار توفر الأعضاء، [98] فإن الأعضاء الاصطناعية المستخدمة كعلاج بديل لقصور القلب النهائي من شأنها أن تساعد في تخفيف هذه الصعوبة. تُستخدم القلوب الاصطناعية عادةً لسد الفجوة بين عملية زرع القلب أو يمكن تطبيقها كعلاج بديل لقصور القلب النهائي. [99] ظهر القلب الاصطناعي الكامل (TAH)، الذي قدمه لأول مرة الدكتور فلاديمير ب. ديميخوف في عام 1937، [100] كبديل مثالي. ومنذ ذلك الحين تم تطويره وتحسينه كمضخة ميكانيكية توفر دعمًا للدورة الدموية طويل الأمد وتحل محل البطينين المريضين أو التالفين اللذين لا يستطيعان ضخ الدم بشكل صحيح، وبالتالي استعادة التدفق الرئوي والجهازي. [101] تشمل بعض TAHs الحالية AbioCor، وهو جهاز معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية يتكون من بطينين اصطناعيين وصماماتهما، ولا يتطلب توصيلات تحت الجلد، وهو مخصص للمرضى الذين يعانون من قصور القلب البطيني. في عام 2010، أصدرت شركة SynCardia برنامج التشغيل المحمول Freedom الذي يسمح للمرضى بالحصول على جهاز محمول دون الحاجة إلى البقاء في المستشفى. [102]

كلية

في حين أن عمليات زرع الكلى ممكنة، إلا أن الفشل الكلوي يُعالَج في أغلب الأحيان باستخدام كلية اصطناعية. [103] أول الكلى الاصطناعية وأغلب تلك المستخدمة حاليًا هي خارج الجسم، مثل غسيل الكلى، الذي يقوم بتصفية الدم مباشرة، أو غسيل الكلى البريتوني، الذي يقوم بالتصفية عبر سائل في البطن. [103] [104] من أجل المساهمة في الوظائف البيولوجية للكلية مثل إنتاج العوامل الأيضية أو الهرمونات، تتضمن بعض الكلى الاصطناعية خلايا كلوية. [103] [104] كان هناك تقدم في طريقة جعل هذه الأجهزة أصغر حجمًا وأكثر قابلية للنقل، أو حتى قابلة للزرع. أحد التحديات التي لا تزال تواجه هذه الأجهزة الأصغر حجمًا هو مواجهة الحجم المحدود وبالتالي قدرات الترشيح المحدودة. [103]

تم تقديم الهياكل الداعمة الحيوية أيضًا لتوفير إطار يمكن من خلاله تجديد أنسجة الكلى الطبيعية. تشمل هذه الهياكل الداعمة الهياكل الداعمة الطبيعية (على سبيل المثال، الكلى منزوعة الخلايا، [105] هيدروجيل الكولاجين، [106] [107] أو فيبروين الحرير [108] )، الهياكل الداعمة الاصطناعية (على سبيل المثال، حمض البولي [لاكتيك-كو-جليكوليك] [109] [110] أو البوليمرات الأخرى)، أو مزيج من اثنين أو أكثر من الهياكل الداعمة الطبيعية والاصطناعية. يمكن زرع هذه الهياكل الداعمة في الجسم إما بدون علاج بالخلايا أو بعد فترة من زرع الخلايا الجذعية واحتضانها. تُجرى دراسات في المختبر وفي الجسم الحي لمقارنة وتحسين نوع الهيكل الداعم وتقييم ما إذا كان زرع الخلايا قبل الزرع يضيف إلى قابلية الكلى للحياة والتجدد والوظيفة الفعالة للكلى. وقد قارنت مراجعة منهجية وتحليل تلوي حديثة نتائج الدراسات التي أجريت على الحيوانات وحددت أن النتائج المحسنة يتم الإبلاغ عنها باستخدام الهياكل الهجينة (المختلطة) وزرع الخلايا؛ [111] ومع ذلك، فإن التحليل التلوي لهذه النتائج لم يكن متوافقًا مع تقييم النتائج الوصفية من المراجعة. لذلك، يُنصح بإجراء المزيد من الدراسات التي تشمل حيوانات أكبر حجمًا وهياكل جديدة، وإعادة إنتاج أكثر شفافية للدراسات السابقة.

المحاكاة الحيوية

المحاكاة الحيوية هو مجال يهدف إلى إنتاج مواد وأنظمة تحاكي تلك الموجودة في الطبيعة. [112] في سياق هندسة الأنسجة، هذا هو النهج الشائع الذي يستخدمه المهندسون لإنشاء مواد لهذه التطبيقات قابلة للمقارنة بالأنسجة الأصلية من حيث بنيتها وخصائصها وتوافقها البيولوجي. تعتمد خصائص المواد إلى حد كبير على الخصائص الفيزيائية والبنيوية والكيميائية لتلك المادة. وبالتالي، سيصبح النهج المحاكي الحيوي لتصميم النظام مهمًا في تكامل المواد، وسيكون الفهم الكافي للعمليات والتفاعلات البيولوجية ضروريًا. يمكن أيضًا استخدام تكرار الأنظمة والعمليات البيولوجية في تركيب المواد المستوحاة من الأحياء لتحقيق الظروف التي تنتج المادة البيولوجية المرغوبة. لذلك، إذا تم تصنيع مادة لها نفس خصائص الأنسجة البيولوجية من الناحيتين البنيوية والكيميائية، فمن الناحية المثالية ستكون المادة المركبة ذات خصائص مماثلة. هذه التقنية لها تاريخ واسع نشأ من فكرة استخدام الظاهرة الطبيعية كمصدر إلهام للتصميم لإيجاد حلول للمشاكل البشرية. لقد استوحيت العديد من التطورات الحديثة في التكنولوجيا من الطبيعة والأنظمة الطبيعية، بما في ذلك الطائرات والسيارات والهندسة المعمارية وحتى الأنظمة الصناعية. لقد أدت التطورات في تكنولوجيا النانو إلى تطبيق هذه التقنية على المشاكل على المستوى المجهري والنانوي ، بما في ذلك هندسة الأنسجة. وقد تم استخدام هذه التقنية لتطوير أنسجة العظام الاصطناعية، وتقنيات الأوعية الدموية، ومواد السقالة وتقنيات التكامل، والجسيمات النانوية الوظيفية. [112]

بناء الشبكات العصبية في المواد اللينة

في عام 2018، أبلغ العلماء في جامعة برانديز عن أبحاثهم حول المواد اللينة المضمنة بشبكات كيميائية يمكنها محاكاة السلوك السلس والمنسق للأنسجة العصبية. تم تمويل هذا البحث من قبل مختبر أبحاث الجيش الأمريكي . [113] قدم الباحثون نظامًا تجريبيًا للشبكات العصبية، تم تصميمه نظريًا كأنظمة انتشار التفاعل . داخل الشبكات كانت هناك مجموعة من المفاعلات النمطية، كل منها يؤدي تفاعل بيلوسوف-زابوتينسكي (BZ). يمكن أن تعمل هذه المفاعلات على مقياس النانولتر. [114]

يذكر الباحثون أن مصدر إلهام مشروعهم كان حركة ثعبان البحر ذي الشريط الأزرق . يتم التحكم في حركات ثعبان البحر بواسطة نبضات كهربائية تحددها فئة من الشبكات العصبية تسمى مولد النمط المركزي . تعمل مولدات النمط المركزي داخل الجهاز العصبي اللاإرادي للتحكم في الوظائف الجسدية مثل التنفس والحركة والتمعج . [ 115]

كانت صفات المفاعل الذي تم تصميمه هي طوبولوجيا الشبكة، والظروف الحدودية ، والظروف الأولية، وحجم المفاعل، وقوة الاقتران، والقطبية المشبكية للمفاعل (سواء كان سلوكه مثبطًا أو مثيرًا). [115] تم تصميم نظام مستحلب BZ مع إلاستومر صلب بولي ديميثيل السيلوكسان (PDMS). تم الإبلاغ عن كل من PDMS النفاذ للضوء والبروم كطرق قابلة للتطبيق لإنشاء منظم ضربات القلب للشبكات العصبية. [114]

سوق

يمكن تقسيم تاريخ سوق هندسة الأنسجة إلى ثلاثة أجزاء رئيسية: الفترة التي سبقت انهيار سوق التكنولوجيا الحيوية في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، والانهيار والفترة التي تلته.

بداية

تم تحقيق معظم التقدم المبكر في أبحاث هندسة الأنسجة في الولايات المتحدة. ويرجع هذا إلى القواعد الأقل صرامة فيما يتعلق بأبحاث الخلايا الجذعية والمزيد من التمويل المتاح مقارنة بالدول الأخرى. وهذا يؤدي إلى إنشاء شركات ناشئة أكاديمية يأتي العديد منها من هارفارد أو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . ومن الأمثلة على ذلك شركة BioHybrid Technologies التي التحق مؤسسها بيل تشيك بكلية الطب بجامعة هارفارد وركز على إنشاء البنكرياس الاصطناعي. ومن الأمثلة الأخرى شركة Organogenesis Inc. التي التحق مؤسسها بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وعمل على منتجات هندسة الجلد. ومن الشركات الأخرى المرتبطة بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا شركة TEI Biosciences وTherics وGuilford Pharmaceuticals. [8] أدى الاهتمام المتجدد بالتكنولوجيا الحيوية في الثمانينيات إلى قيام العديد من المستثمرين من القطاع الخاص بالاستثمار في هذه التقنيات الجديدة على الرغم من أن نماذج الأعمال لهذه الشركات الناشئة المبكرة لم تكن واضحة في كثير من الأحيان ولم تقدم مسارًا للربحية على المدى الطويل. [116] كان الرعاة الحكوميون أكثر تحفظًا في تمويلهم حيث كانت هندسة الأنسجة تعتبر استثمارًا عالي المخاطر. [8]

في المملكة المتحدة، بدأ السوق بشكل أبطأ على الرغم من أن اللوائح الخاصة بأبحاث الخلايا الجذعية لم تكن صارمة أيضًا. ويرجع هذا بشكل أساسي إلى أن المزيد من المستثمرين أصبحوا أقل رغبة في الاستثمار في هذه التقنيات الجديدة التي كانت تعتبر استثمارات عالية المخاطر. [116] كانت هناك مشكلة أخرى واجهتها الشركات البريطانية وهي جعل هيئة الخدمات الصحية الوطنية تدفع ثمن منتجاتها. وهذا بشكل خاص لأن هيئة الخدمات الصحية الوطنية تجري تحليلًا للفعالية من حيث التكلفة على جميع المنتجات المدعومة. غالبًا ما لا تحقق التقنيات الجديدة أداءً جيدًا في هذا الصدد. [116]

وفي اليابان كان الوضع التنظيمي مختلفاً تماماً. ففي البداية لم يكن مسموحاً بزراعة الخلايا إلا في المستشفيات، وفي الثانية لم يكن مسموحاً للعلماء الأكاديميين العاملين في الجامعات المملوكة للدولة بالعمل خارج نطاق العمل حتى عام 1998. وعلاوة على ذلك، كانت السلطات اليابانية تستغرق وقتاً أطول في الموافقة على العقاقير والعلاجات الجديدة مقارنة بنظيراتها في الولايات المتحدة وأوروبا. [116]

ولهذه الأسباب، كان التركيز في الأيام الأولى للسوق اليابانية على الحصول على المنتجات المعتمدة بالفعل في أماكن أخرى في اليابان وبيعها. وعلى عكس السوق الأمريكية، كان اللاعبون الأوائل في اليابان عبارة عن شركات كبيرة أو شركات فرعية لهذه الشركات الكبيرة، مثل J-TEC وMenicon وTerumo، وليس شركات ناشئة صغيرة. [116] بعد التغييرات التنظيمية في عام 2014، والتي سمحت بزراعة الخلايا خارج إطار المستشفى، زادت سرعة البحث في اليابان وبدأت الشركات اليابانية أيضًا في تطوير منتجاتها الخاصة. [116]

يتحطم

بعد فترة وجيزة من الطفرة الكبيرة، بدأت المشاكل الأولى في الظهور. كانت هناك مشاكل في الحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء على المنتجات ، وفي حالة الموافقة عليها، كانت هناك غالبًا صعوبات في إقناع شركات التأمين بدفع ثمن المنتجات والحصول على موافقة مقدمي الرعاية الصحية. [116] [117]

على سبيل المثال، واجهت شركة أورجانوجينيسيس مشاكل في تسويق منتجاتها ودمج منتجاتها في النظام الصحي. ويرجع هذا جزئيًا إلى الصعوبات التي تواجهها في التعامل مع الخلايا الحية والصعوبات المتزايدة التي يواجهها الأطباء في استخدام هذه المنتجات بدلاً من الطرق التقليدية. [116]

ومن الأمثلة الأخرى على ذلك منتج Dermagraft للجلد من شركة Advanced Tissue Sciences والذي لم يتمكن من خلق طلب مرتفع بما يكفي دون تعويضات من شركات التأمين. وكانت أسباب ذلك هي سعره البالغ 4000 دولار والظروف التي واجهتها شركة Further Advanced Tissue Sciences في محاولة تعريف الأطباء بمنتجها. [116]

توضح الأمثلة المذكورة أعلاه كيف كافحت الشركات لتحقيق الربح. وهذا بدوره دفع المستثمرين إلى فقدان صبرهم ووقف المزيد من التمويل. ونتيجة لذلك، تقدمت العديد من شركات هندسة الأنسجة مثل Organogenesis وAdvanced Tissue Sciences بطلب الإفلاس في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. في ذلك الوقت، كانت هذه الشركات هي الوحيدة التي لديها منتجات جلدية تجارية في السوق. [117]

عودة الظهور

غالبًا ما كانت شركات أخرى تستمر في التطوير في ظل نماذج أعمال أكثر تحفظًا تشتري تقنيات الشركات المفلسة أو المتعثرة. [117] ومن الأمثلة على الشركات التي باعت منتجاتها بعد الانهيار شركة Curis [117] وشركة Intercytex. [116]

تخلت العديد من الشركات عن أهدافها طويلة الأجل المتمثلة في تطوير أعضاء وظيفية بالكامل لصالح المنتجات والتقنيات التي يمكن أن تحقق ربحًا في الأمد القريب. [116] ومن الأمثلة على هذا النوع من المنتجات المنتجات في صناعة مستحضرات التجميل والاختبار.

وفي حالات أخرى مثل حالة شركة Advanced Tissue Sciences، بدأ المؤسسون شركات جديدة. [116]

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ الإطار التنظيمي أيضًا في تسهيل سرعة طرح المنتجات في السوق، وخاصة في الولايات المتحدة، حيث أنشأت إدارة الغذاء والدواء مراكز ومسارات جديدة تستهدف على وجه التحديد المنتجات القادمة من الخلايا الحية مثل مركز تقييم المواد البيولوجية والبحث . [116]

بدأت منتجات هندسة الأنسجة الأولى في تحقيق الربح التجاري في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [117]

أنظمة

في أوروبا، ينقسم التنظيم حاليًا إلى ثلاثة مجالات تنظيمية: الأجهزة الطبية والمنتجات الطبية والبيولوجية . غالبًا ما تكون منتجات هندسة الأنسجة ذات طبيعة هجينة، حيث تتكون غالبًا من خلايا وبنية داعمة. في حين يمكن الموافقة على بعض المنتجات كمنتجات طبية، فإن البعض الآخر يحتاج إلى الحصول على موافقة كأجهزة طبية. [118] تشرح ديركسن في أطروحتها أن باحثي هندسة الأنسجة يواجهون أحيانًا تنظيمًا لا يتناسب مع خصائص هندسة الأنسجة. [119]

وقد لوحظت أنظمة تنظيمية جديدة في أوروبا تعالج هذه القضايا. [120] وقد قدم مسح أجري في المملكة المتحدة تفسيرًا للصعوبات في إيجاد إجماع تنظيمي في هذه المسألة. [118] يعزو المؤلفون هذه المشاكل إلى الارتباط الوثيق والتداخل مع تقنيات أخرى مثل زراعة الأعضاء بين الكائنات الحية . وبالتالي لا يمكن التعامل معها بشكل منفصل من قبل الهيئات التنظيمية. [118] يزداد التنظيم تعقيدًا بسبب الخلافات الأخلاقية المرتبطة بهذا المجال والمجالات البحثية ذات الصلة (على سبيل المثال الجدل حول الخلايا الجذعية ، وأخلاقيات زراعة الأعضاء ). يُظهر نفس المسح المذكور أعلاه [118] في مثال زراعة الغضروف الذاتي أنه يمكن اعتبار تقنية معينة "نقية" أو "ملوثة" من قبل نفس الفاعل الاجتماعي.

هناك حركتان تنظيميتان هما الأكثر صلة بهندسة الأنسجة في الاتحاد الأوروبي . وهما التوجيه 2004/23/EC بشأن معايير الجودة والسلامة لتوريد ومعالجة الأنسجة البشرية [121] الذي تبناه البرلمان الأوروبي في عام 2004 ولائحة مقترحة بشأن منتجات الأنسجة البشرية المصنعة. وقد تم تطوير الأخيرة تحت رعاية المديرية العامة للمؤسسات التابعة للمفوضية الأوروبية وتم تقديمها في بروكسل في عام 2004. [122]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ كيم، يو سيون؛ سموك، مولي م؛ ميلشيوري، أنتوني ج؛ ميكوس، أنطونيوس ج. (1 يناير 2019). "نظرة عامة على سوق هندسة الأنسجة في الولايات المتحدة من 2011 إلى 2018". هندسة الأنسجة. الجزء أ . 25 (1-2): 1-8. doi :10.1089/ten.tea.2018.0138. ISSN  1937-3341. PMC 6352506.  PMID 30027831  .
  2. ^ Whitney GA, Jayaraman K, Dennis JE, Mansour JM (فبراير 2017). "الغضروف الخالي من السقالة المعرض لإجهاد القص الاحتكاكي يظهر الضرر الناتج عن التشقق وتقشير السطح". مجلة هندسة الأنسجة والطب التجديدي . 11 (2): 412-24. doi :10.1002/term.1925. PMC 4641823. PMID  24965503 . 
  3. ^ "مختبر لانجر – قسم الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا". langerlab.mit.edu . تم الاسترجاع في 13 مارس 2023 .
  4. ^ "مختبر هندسة الأنسجة وتصنيع الأعضاء". مستشفى ماساتشوستس العام، بوسطن، ماساتشوستس. مؤرشف من الأصل في 1 ديسمبر 2016. تم الاسترجاع في 31 أكتوبر 2009 .
  5. ^ ab Langer R, Vacanti JP (مايو 1993). "هندسة الأنسجة". Science . 260 (5110): 920–26. Bibcode :1993Sci...260..920L. doi :10.1126/science.8493529. PMID  8493529.
  6. ^ ab MacArthur BD, Oreffo RO (يناير 2005). "سد الفجوة". Nature . 433 (7021): 19. Bibcode :2005Natur.433...19M. doi : 10.1038/433019a . PMID  15635390. S2CID  2683429.
  7. ^ توماس د، سينغ د (يوليو 2019). "تقنيات جديدة لهندسة أنسجة الأوعية الدموية ثلاثية الأبعاد للإجراءات الجراحية". المجلة الأمريكية للجراحة . 218 (1): 235-236. doi :10.1016/j.amjsurg.2018.06.004. PMID  29929908. S2CID  49350846.
  8. ^ abcd Viola J, Lal B, Grad O (14 أكتوبر 2003). ظهور هندسة الأنسجة كمجال بحثي (PDF) (تقرير). Abt Associates Inc. "صفحة ويب بديلة" . تم الاسترجاع في 28 أبريل 2006 – عبر nsf.gov.
  9. ^ "أنتوني أتالا، دكتور في الطب". Wake Forest Baptist Health .
  10. ^ "أطباء يزرعون أعضاء من خلايا المرضى أنفسهم". سي إن إن . 3 أبريل 2006.
  11. ^ سيمونيت ت (5 يوليو 2006). "الغضروف المزروع في المختبر يصلح الركبتين التالفتين". مجلة نيو ساينتست .
  12. ^ Whitney GA, Mera H, Weidenbecher M, Awadallah A, Mansour JM, Dennis JE (أغسطس 2012). "طرق إنتاج صفائح غضروفية هندسية خالية من السقالات من مصادر الخلايا الغضروفية الأذنية والمفصلية والالتصاق بالتنتالوم المسامي". BioResearch Open Access . 1 (4): 157–65. doi :10.1089/biores.2012.0231. PMC 3559237. PMID  23514898 . 
  13. ^ Ott HC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, Taylor DA (فبراير 2008). "مصفوفة منزوعة الخلايا من خلال التروية: استخدام منصة الطبيعة لتصميم قلب اصطناعي حيوي". مجلة الطب الطبيعي . 14 (2): 213–21. doi :10.1038/nm1684. PMID  18193059. S2CID  12765933.
  14. ^ ألتمان إل كيه (13 يناير 2008). "باحثون يصنعون قلب فأر جديد في المختبر". نيويورك تايمز .
  15. ^ Zilla P, Greisler H (1999). هندسة الأنسجة للطعوم الاصطناعية الوعائية . شركة RG Landes. ISBN 978-1-57059-549-3.[ الصفحة المطلوبة ]
  16. ^ Naegeli KM, Kural MH, Li Y, Wang J, Hugentobler EA, Niklason LE (يونيو 2022). "الهندسة الحيوية للأنسجة البشرية ومستقبل استبدال الأوعية الدموية". Circulation Research . 131 (1): 109–126. doi :10.1161/CIRCRESAHA.121.319984. PMC 9213087. PMID  35737757 . 
  17. ^ Chang WG, Niklason LE (27 مارس 2017). "خطاب قصير حول هندسة الأنسجة الوعائية". npj Regenerative Medicine . 2 (1): 1–8. doi :10.1038/s41536-017-0011-6. PMC 5649630. PMID  29057097 . 
  18. ^ "هندسة الأنسجة". microfab.com .
  19. ^ "عظمة في زجاجة: محاولات خلق نخاع عظمي اصطناعي فشلت حتى الآن". مجلة الإيكونوميست . 7 يناير 2009.
  20. ^ ab Amini AR, Laurencin CT, Nukavarapu SP (2012). "هندسة أنسجة العظام: التطورات والتحديات الحديثة". Critical Reviews in Biomedical Engineering . 40 (5): 363–408. doi :10.1615/critrevbiomedeng.v40.i5.10. PMC 3766369. PMID 23339648  . 
  21. ^ توماس د (16 أبريل 2021). "طباعة ثلاثية الأبعاد لمواد بيولوجية قابلة للترابط من فوسفات الكالسيوم للزرع الجراحي المتوافق حيويًا". الطباعة الحيوية . 22 : e00141. doi :10.1016/j.bprint.2021.e00141. ISSN  2405-8866. S2CID  234851322.
  22. ^ تشوي سي كيو (9 نوفمبر 2009). "نسيج القضيب الاصطناعي يثبت فعاليته في الاختبارات المعملية". لايف ساينس .
  23. ^ ab Vig K, Chaudhari A, Tripathi S, Dixit S, Sahu R, Pillai S, et al. (أبريل 2017). "التقدم في تجديد الجلد باستخدام هندسة الأنسجة". المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 18 (4): 789. doi : 10.3390/ijms18040789 . PMC 5412373. PMID  28387714 . 
  24. ^ هيث سي إيه (يناير 2000). "الخلايا لهندسة الأنسجة". الاتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 18 (1): 17-19. doi :10.1016/S0167-7799(99)01396-7. PMID  10631775.
  25. ^ ويلسر، جينيفر، وآخرون (نوفمبر 2015). "الخلايا الأولية مقابل خطوط الخلايا". مختبرات أبحاث ScienCell.
  26. ^ Buttery LD, Bishop AE (2005). "مقدمة في هندسة الأنسجة". المواد الحيوية والأعضاء الاصطناعية وهندسة الأنسجة . المجلد 279. ص 193-200. doi :10.1533/9781845690861.4.193. ISBN 9781855737372.
  27. ^ Parekkadan B, Milwid JM (أغسطس 2010). "الخلايا الجذعية الوسيطة كعلاجات". المراجعة السنوية للهندسة الطبية الحيوية . 12 : 87–117. doi :10.1146/annurev-bioeng-070909-105309. PMC 3759519. PMID  20415588 . 
  28. ^ Domínguez-Bendala J, Lanzoni G, Inverardi L, Ricordi C (يناير 2012). "مراجعة موجزة: الخلايا الجذعية الميزانشيمية لعلاج مرض السكري". Stem Cells Translational Medicine . 1 (1): 59–63. doi :10.5966/sctm.2011-0017. PMC 3727686. PMID  23197641 . 
  29. ^ Bara JJ, Richards RG, Alini M, Stoddart MJ (يوليو 2014). "مراجعة موجزة: الخلايا الجذعية الميزنكيمية المشتقة من نخاع العظام تغير النمط الظاهري بعد الزراعة في المختبر: الآثار المترتبة على البحث الأساسي والعيادة". الخلايا الجذعية . 32 (7): 1713-23. doi : 10.1002/stem.1649 . PMID  24449458. S2CID  30744973.
  30. ^ Minteer D, Marra KG, Rubin JP (2013). "الخلايا الجذعية المشتقة من الأنسجة الدهنية: علم الأحياء والتطبيقات المحتملة". التقدم في الهندسة الكيميائية الحيوية/التكنولوجيا الحيوية . 129 : 59–71. doi :10.1007/10_2012_146. ISBN 978-3-642-35670-4. PMID  22825719.
  31. ^ Farahany NA, Greely HT, Hyman S, Koch C, Grady C, Pașca SP, et al. (أبريل 2018). "أخلاقيات التجارب على أنسجة المخ البشري". Nature . 556 (7702): 429–32. Bibcode :2018Natur.556..429F. doi :10.1038/d41586-018-04813-x. PMC 6010307. PMID  29691509 . 
  32. ^ Bourret R, Martinez E, Vialla F, Giquel C, Thonnat-Marin A, De Vos J (يونيو 2016). "الكائنات الهجينة البشرية والحيوانية: القضايا الأخلاقية حول تربية الحيوانات الهجينة الحاملة لأعضاء بشرية". Stem Cell Research & Therapy . 7 (1): 87. doi : 10.1186/s13287-016-0345-9 . PMC 4928294. PMID  27356872 . 
  33. ^ Murphy K (2016). Janeway's Immunobiology . Norton, WW & Company, Inc. ISBN 978-0815345053.[ الصفحة المطلوبة ]
  34. ^ Grobarczyk B, Franco B, Hanon K, Malgrange B (أكتوبر 2015). "توليد سلالة خلايا iPS البشرية المتماثلة الجينات المصححة بدقة عن طريق تحرير الجينوم باستخدام نظام CRISPR/Cas9". Stem Cell Reviews and Reports . 11 (5): 774–87. doi :10.1007/s12015-015-9600-1. PMID  26059412. S2CID  18897400.
  35. ^ Mertsching H, Schanz J, Steger V, Schandar M, Schenk M, Hansmann J, et al. (يوليو 2009). "توليد وزرع أنسجة بشرية صناعية حيوية ذات أوعية دموية ذاتية". زرع الأعضاء . 88 (2): 203-210. doi : 10.1097/TP.0b013e3181ac15e1 . PMID  19623015. S2CID  46083673.
  36. ^ Newman P, Minett A, Ellis-Behnke R, Zreiqat H (نوفمبر 2013). "أنابيب الكربون النانوية: إمكاناتها ومخاطرها فيما يتعلق بتجديد أنسجة العظام والهندسة". Nanomedicine . 9 (8): 1139–1158. doi :10.1016/j.nano.2013.06.001. PMID  23770067.
  37. ^ Patrick CW, Mikos AG, McIntire LV (1998). Frontiers in tissue engineering (الطبعة الأولى). Oxford, UK: Pergamon. ISBN 978-0-08-042689-1. OCLC  162130841.
  38. ^ Stewart SA, Domínguez-Robles J, Donnelly RF, Larrañeta E (ديسمبر 2018). "أجهزة توصيل الأدوية البوليمرية القابلة للزرع: التصنيف والتصنيع والمواد والتطبيقات السريرية". Polymers . 10 (12): 1379. doi : 10.3390/polym10121379 . PMC 6401754. PMID  30961303 . 
  39. ^ Kajihara M, Sugie T, Maeda H, Sano A, Fujioka K, Urabe Y, et al. (يناير 2003). "جهاز توصيل دواء جديد باستخدام السيليكون: الإطلاق المتحكم فيه للأدوية غير القابلة للذوبان أو نوعين من الأدوية القابلة للذوبان في الماء". النشرة الكيميائية والصيدلانية . 51 (1): 15-19. doi : 10.1248/cpb.51.15 . PMID  12520121.
  40. ^ Afewerki S, Sheikhi A, Kannan S, Ahadian S, Khademhosseini A (يناير 2019). "هياكل مركبة من الجيلاتين والبولي سكاريد لزراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد وهندسة الأنسجة: نحو العلاجات الطبيعية". الهندسة الحيوية والطب الانتقالي . 4 (1): 96-115. doi :10.1002/btm2.10124. PMC 6336672. PMID  30680322 . 
  41. ^ Martin CA, Radhakrishnan S, Nagarajan S, Muthukoori S, Dueñas JM, Ribelles JL, et al. (2019). "هيكل ثلاثي الأبعاد مبتكر قابل للتحلل الحيوي يعتمد على الجيلاتين ويحافظ على جذعية الخلايا الجذعية المشتقة من الأنسجة الدهنية ومرونة الخلايا العصبية المتمايزة". RSC Advances . 9 (25): 14452–64. Bibcode :2019RSCAd...914452M. doi : 10.1039/C8RA09688K . ISSN  2046-2069. PMC 9064131. PMID  35519343 . 
  42. ^ تاكاجي واي، تاناكا إس، توميتا إس، أكاياما إس، ماكي واي، ياماموتو تي، أوهارا إم، دوباشي تي (2017). "إعداد سقالة الجيلاتين وزراعة الخلايا الليفية". مجلة علم الأحياء الحيوية . 31 (1): 2-5. doi : 10.17106/jbr.31.2 . ISSN  1867-0466.
  43. ^ Roohani-Esfahani SI, Newman P, Zreiqat H (يناير 2016). "تصميم وتصنيع سقالات مطبوعة ثلاثية الأبعاد بقوة ميكانيكية مماثلة للعظام القشرية لإصلاح عيوب العظام الكبيرة". التقارير العلمية . 6 (1): 19468. Bibcode :2016NatSR...619468R. doi :10.1038/srep19468. PMC 4726111. PMID  26782020 . 
  44. ^ Nokoorani YD, Shamloo A, Bahadoran M, Moravvej H (أغسطس 2021). "تصنيع وتوصيف السقالات التي تحتوي على كميات مختلفة من الألانتوين لهندسة أنسجة الجلد". التقارير العلمية . 11 (1): 16164. Bibcode :2021NatSR..1116164N. doi :10.1038/s41598-021-95763-4. PMC 8352935. PMID 34373593  . 
  45. ^ Gentile P, Chiono V, Carmagnola I, Hatton PV (فبراير 2014). "نظرة عامة على المواد الحيوية القائمة على حمض البولي (لاكتيك-كو-جليكوليك) (PLGA) لهندسة أنسجة العظام". المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 15 (3): 3640-59. doi : 10.3390/ijms15033640 . PMC 3975359. PMID  24590126 . 
  46. ^ Park JH, Schwartz Z, Olivares-Navarrete R, Boyan BD, Tannenbaum R (مايو 2011). "تحسين قابلية السطح للبلل عن طريق تعديل أسطح الغرسات المصنوعة من التيتانيوم ذات النسيج الدقيق باستخدام البوليمرات الكهربية". Langmuir . 27 (10): 5976–85. doi :10.1021/la2000415. PMC 4287413. PMID  21513319 . 
  47. ^ Leichner C, Jelkmann M, Bernkop-Schnürch A (2019). "البوليمرات المثبطة: البوليمرات المستوحاة من الطبيعة التي تستخدم أحد أهم هياكل الربط في الطبيعة". مراجعات توصيل الأدوية المتقدمة . 151-152: 191-221. doi :10.1016/j.addr.2019.04.007. PMID  31028759. S2CID  135464452.
  48. ^ كاست سي إي، فريك دبليو، لوسرت يو، بيرنكوب-شنورش إيه (أبريل 2003). "مقترن حمض الكيتوزان-ثيوجليكوليك: مادة هيكلية جديدة للهندسة النسيجية؟". المجلة الدولية للصيدلة . 256 (1-2): 183-189. doi :10.1016/S0378-5173(03)00076-0. PMID  12695025.
  49. ^ Bae IH, Jeong BC, Kook MS, Kim SH, Koh JT (2013). "تقييم سقالة الكيتوزان المثولية للتوصيل المحلي لـ BMP-2 من أجل التمايز العظمي وتكوين العظام غير الطبيعية". BioMed Research International . 2013 : 878930. doi : 10.1155/2013/878930 . PMC 3760211. PMID  24024213 . 
  50. ^ Bian S, He M, Sui J, Cai H, Sun Y, Liang J, et al. (أبريل 2016). "هلام حمض الهيالورونيك الذكي المترابط ذاتيًا كدعامات ثلاثية الأبعاد قابلة للحقن لزراعة الخلايا". الغرويات والأسطح. B, Biointerfaces . 140 : 392–402. doi : 10.1016/j.colsurfb.2016.01.008 . PMID  26780252.
  51. ^ Gajendiran M, Rhee JS, Kim K (فبراير 2018). "التطورات الحديثة في الهلاميات المائية البوليمرية الثيولية لتطبيقات هندسة الأنسجة". هندسة الأنسجة. الجزء ب، المراجعات . 24 (1): 66-74. doi :10.1089/ten.TEB.2016.0442. PMID  28726576.
  52. ^ Bauer C, Jeyakumar V, Niculescu-Morzsa E, Kern D, Nehrer S (ديسمبر 2017). "علاج عيوب الغضروف المفصلي بوساطة هلام/مصفوفة ثيومر الهيالورونان في الأرانب البيضاء في نيوزيلندا-دراسة تجريبية". مجلة جراحة العظام التجريبية . 4 (1): 14. doi : 10.1186/s40634-017-0089-1 . PMC 5415448. PMID  28470629 . 
  53. ^ زهير جوزداني ف، ماهبود م، سليماني م، فاكشيتيه ف، أريفيان ع، شاهوسيني س، وآخرون (يناير 2018). "الكيتوزان والكيتوزان المثوليت: نهج علاجي جديد للوقاية من ضبابية القرنية بعد الإصابات الكيميائية". بوليمرات الكربوهيدرات . 179 : 42-49. doi :10.1016/j.carbpol.2017.09.062. PMID  29111069.
  54. ^ "دراسات في التجارب السريرية على البشر" (PDF) .
  55. ^ Pomeroy JE، Helfer A، Bursac N (1 سبتمبر 2020). "إضفاء الطابع المادي على وعد هندسة أنسجة القلب". Biotechnology Advances . 42 : 107353. doi : 10.1016 /j.biotechadv.2019.02.009. PMC 6702110. PMID  30794878. 
  56. ^ كاسيدي جيه دبليو (نوفمبر 2014). "التكنولوجيا النانوية في تجديد الأنسجة المعقدة" (ملف PDF) . رؤى تجديد العظام والأنسجة . 5 : 25-35. doi :10.4137/BTRI.S12331. PMC 4471123. PMID  26097381 . 
  57. ^ Nam YS, Park TG (أكتوبر 1999). "الرغوات الخلوية الدقيقة البوليمرية القابلة للتحلل الحيوي بواسطة طريقة فصل الطور المحفزة حرارياً المعدلة". المواد الحيوية . 20 (19): 1783-90. doi :10.1016/S0142-9612(99)00073-3. PMID  10509188.
  58. ^ Simon EM (1988). "NIH Phase I Final Report: Fibrous Substrates for Cell Culture (R3RR03544A)". ResearchGate . تم الاسترجاع في 22 مايو 2017 .
  59. ^ Melchels F, Wiggenhauser PS, Warne D, Barry M, Ong FR, Chong WS, et al. (سبتمبر 2011). "إعادة بناء الثدي بمساعدة CAD/CAM" (PDF) . Biofabrication . 3 (3): 034114. Bibcode :2011BioFa...3c4114M. doi :10.1088/1758-5082/3/3/034114. PMID  21900731. S2CID  206108959.
  60. ^ ab Elisseeff J, Ma PX (2005). Scaffolding in Tissue Engineering . بوكا راتون: CRC. ISBN 978-1-57444-521-3.
  61. ^ ab Lee GY, Kenny PA, Lee EH, Bissell MJ (أبريل 2007). "نماذج الثقافة ثلاثية الأبعاد للخلايا الظهارية الطبيعية والخبيثة في الثدي". Nature Methods . 4 (4): 359–65. doi :10.1038/nmeth1015. PMC 2933182. PMID 17396127  . 
  62. ^ abc Lai Y, Asthana A, Kisaalita WS (أبريل 2011). "العلامات الحيوية لتبسيط منصات زراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد HTS لاكتشاف الأدوية: حالة السيتوكينات". Drug Discovery Today . 16 (7–8): 293–97. doi :10.1016/j.drudis.2011.01.009. PMID  21277382.
  63. ^ Gustafsson L, Tasiopoulos CP, Jansson R, Kvick M, Duursma T, Gasser TC, van der Wijngaart W, Hedhammar M (16 أغسطس 2020). "يشكل حرير العنكبوت المؤتلف أغشية نانوية متينة ومرنة نفاذة للبروتين وتدعم ارتباط الخلايا ونموها". Advanced Functional Materials . 30 (40): 2002982. doi : 10.1002/adfm.202002982 .
  64. ^ Tasiopoulos CP, Gustafsson L, van der Wijngaart W, Hedhammar M (يوليو 2021). "الأغشية النانوية الليفية لبروتين حرير العنكبوت المعاد تركيبه تدعم زراعة الخلايا معًا في نموذج جدار الأوعية الدموية في المختبر". ACS Biomaterials Science & Engineering . 7 (7): 3332–3339. doi : 10.1021/acsbiomaterials.1c00612 . PMC 8290846. PMID  34169711 . 
  65. ^ دياس، جوليانا ر.؛ ريبيرو، نيلزا؛ بابتيستا سيلفا، سارة؛ كوستا بينتو، آنا ريتا؛ ألفيس، نونو؛ أوليفيرا، آنا ل. (2020). "الأساليب التمكينية في الموقع لتجديد الأنسجة: التحديات الحالية والتطورات الجديدة". فرونتيرز في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية . 8 : 85. doi : 10.3389/fbioe.2020.00085 . ISSN  2296-4185. PMC 7039825. PMID 32133354  . 
  66. ^ مالك الخطابي، أ. جافار، HA؛ دشتيمقدم، إ.؛ الأنصاري، س. حسني صدررابادي، م.م. موشافيرينيا، أ. (2020). “هندسة الأنسجة العظمية في الموقع باستخدام المركبات النانوية لتوصيل الجينات”. اكتا المواد الحيوية . 108 : 326-336. دوى :10.1016/j.actbio.2020.03.008. ردمك  1878-7568. بميد  32160962. S2CID  212679291.
  67. ^ Krasilnikova, OA; Baranovskii, DS; Yakimova, AO; Arguchinskaya, N.; Kisel, A.; Sosin, D.; Sulina, Y.; Ivanov, SA; Shegay, PV; Kaprin, AD; Klabukov, ID (2022). "إنشاء الطعوم المهندسة للأنسجة أثناء الجراحة باستخدام خلايا مُعالجة بأقل قدر من التدخل: مفهوم جديد لهندسة أنسجة العظام في الموقع". Bioengineering . 9 (11): 704. doi : 10.3390/bioengineering9110704 . ISSN  2306-5354. PMC 9687730. PMID  36421105 . 
  68. ^ Hu JC, Athanasiou KA (أبريل 2006). "عملية التجميع الذاتي في هندسة أنسجة الغضروف المفصلي". هندسة الأنسجة . 12 (4): 969–79. doi :10.1089/ten.2006.12.969. PMID  16674308.
  69. ^ Lee JK، Huwe LW، Paschos N، Aryaei A، Gegg CA، Hu JC، Athanasiou KA (أغسطس 2017). "تحفيز التوتر يدفع تكوين الأنسجة في الأنظمة الخالية من السقالات". Nature Materials . 16 (8): 864–73. Bibcode :2017NatMa..16..864L. doi : 10.1038/nmat4917. PMC 5532069. PMID  28604717. 
  70. ^ Chen P, Luo Z, Güven S, Tasoglu S, Ganesan AV, Weng A, Demirci U (سبتمبر 2014). "التجميع على نطاق صغير موجه بواسطة قالب قائم على السائل". Advanced Materials . 26 (34): 5936–41. Bibcode :2014AdM....26.5936C. doi :10.1002/adma.201402079. PMC 4159433. PMID  24956442 . 
  71. ^ Mironov V, Boland T, Trusk T, Forgacs G, Markwald RR (أبريل 2003). "طباعة الأعضاء: هندسة الأنسجة ثلاثية الأبعاد القائمة على النفاثة بمساعدة الكمبيوتر". Trends in Biotechnology . 21 (4): 157–61. doi :10.1016/S0167-7799(03)00033-7. PMID  12679063.
  72. ^ Alta A (مارس 2011). "طباعة كلية بشرية". TED . مؤرشف من الأصل في 26 فبراير 2014. تم الاسترجاع في 29 نوفمبر 2013 .
  73. ^ Du Y, Han R, Wen F, Ng San San S, Xia L, Wohland T, et al. (يناير 2008). "ثقافة ساندويتش اصطناعية لطبقة أحادية من الخلايا الكبدية ثلاثية الأبعاد". Biomaterials . 29 (3): 290–301. doi :10.1016/j.biomaterials.2007.09.016. PMID  17964646.
  74. ^ Kang HW, Lee SJ, Ko IK, Kengla C, Yoo JJ, Atala A (مارس 2016). "نظام طباعة حيوية ثلاثي الأبعاد لإنتاج أنسجة بحجم الإنسان ذات سلامة بنيوية". Nature Biotechnology . 34 (3): 312–19. doi :10.1038/nbt.3413. PMID  26878319. S2CID  9073831.
  75. ^ Mačiulaitis J, Deveikytė M, Rekštytė S, Bratchikov M, Darinskas A, Šimbelytė A, et al. (مارس 2015). "دراسة ما قبل السريرية للهياكل المجهرية ثلاثية الأبعاد المصنوعة من مادة SZ2080 لهندسة أنسجة الغضاريف المصنوعة بواسطة الطباعة الحجرية المباشرة بالليزر بالفيمتوثانية". Biofabrication . 7 (1): 015015. Bibcode :2015BioFa...7a5015M. doi :10.1088/1758-5090/7/1/015015. PMID  25797444. S2CID  40712319.
  76. ^ Grebenyuk, Sergei; Abdel Fattah, Abdel Rahman; Kumar, Manoj; Toprakhisar, Burak; Rustandi, Gregorius; Vananroye, Anja; Salmon, Idris; Verfaillie, Catherine; Grillo, Mark; Ranga, Adrian (12 January 2023). "أنسجة مُروية على نطاق واسع عبر الموائع الدقيقة الاصطناعية ثلاثية الأبعاد". Nature Communications . 14 (1): 193. Bibcode :2023NatCo..14..193G. doi :10.1038/s41467-022-35619-1. ISSN  2041-1723. PMC 9837048. PMID 36635264  . 
  77. ^ اي بي سي جريجيو سي، دي فرانشيسكي إف، فيغيريدو-لارسن إم، جوبا إس، رانجا أ، سيمب إتش، وآخرون. (نوفمبر 2013). “منافذ اصطناعية ثلاثية الأبعاد تفكك نمو البنكرياس في المختبر”. تطوير . 140 (21): 4452-4462. دوى : 10.1242/dev.096628 . بمك 4007719 . بميد  24130330. 
    ملخص: "طريقة جديدة ثلاثية الأبعاد تستخدم لتنمية نموذج مصغر للبنكرياس". كورزويل . 17 أكتوبر 2013.
  78. ^ Maul TM, Chew DW, Nieponice A, Vorp DA (ديسمبر 2011). "المحفزات الميكانيكية تتحكم بشكل مختلف في سلوك الخلايا الجذعية: الشكل والتكاثر والتمايز". الميكانيكا الحيوية والنمذجة في علم الأحياء الميكانيكي . 10 (6): 939-53. doi :10.1007/s10237-010-0285-8. PMC 3208754. PMID  21253809 . 
  79. ^ Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, et al. (أبريل 1999). "إمكانية تعدد السلالات للخلايا الجذعية المتوسطة البشرية البالغة". Science . 284 (5411): 143–47. Bibcode :1999Sci...284..143P. doi :10.1126/science.284.5411.143. PMID  10102814.
  80. ^ Lee EL, von Recum HA (مايو 2010). "منصة زراعة الخلايا مع التكييف الميكانيكي وانفصال الخلايا غير الضار". مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية. الجزء أ . 93 (2): 411–18. doi :10.1002/jbm.a.32754. PMID  20358641.
  81. ^ King JA, Miller WM (أغسطس 2007). "تطوير المفاعل الحيوي لتوسع الخلايا الجذعية والتمايز المتحكم فيه". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائية . 11 (4): 394–98. doi :10.1016/j.cbpa.2007.05.034. PMC 2038982. PMID  17656148 . 
  82. ^ "MC2 Biotek – 3D Tissue Culture – The 3D ProtoTissue System™". مؤرشف من الأصل في 28 مايو 2012.
  83. ^ Prestwich GD (يناير 2008). "تقييم فعالية الأدوية وعلم السموم في ثلاثة أبعاد: استخدام مصفوفات خارج الخلية الاصطناعية في اكتشاف الأدوية". Accounts of Chemical Research . 41 (1): 139–48. doi :10.1021/ar7000827. PMID  17655274.
  84. ^ Friedrich J, Seidel C, Ebner R, Kunz-Schughart LA (2009). "فحص الأدوية القائم على الكريات: الاعتبارات والنهج العملي". بروتوكولات الطبيعة . 4 (3): 309–24. doi :10.1038/nprot.2008.226. PMID  19214182. S2CID  21783074.
  85. ^ ab Marx V (أبريل 2013). "Cell culture: a better brew". Nature . 496 (7444): 253–58. Bibcode :2013Natur.496..253M. doi : 10.1038/496253a . PMID  23579682. S2CID  4399610.
  86. ^ Zhang ZY, Teoh SH, Chong WS, Foo TT, Chng YC, Choolani M, Chan J (مايو 2009). "مفاعل حيوي دوار ثنائي المحور لزراعة الخلايا الجذعية الجنينية المتوسطة لهندسة أنسجة العظام". المواد الحيوية . 30 (14): 2694–704. doi :10.1016/j.biomaterials.2009.01.028. PMID  19223070.
  87. ^ Kang KS, Lee SJ, Lee HS, Moon W, Cho DW (يونيو 2011). "تأثيرات التحفيز الميكانيكي المشترك على تكاثر وتمايز الخلايا البدينة الأولية". الطب التجريبي والجزيئي . 43 (6): 367–73. doi :10.3858/emm.2011.43.6.040. PMC 3128915. PMID  21532314 . 
  88. ^ Rosser J, Thomas DJ (January 2018). "10 – Bioreactor processes for maturation of 3D bioprinted tissue". في Thomas DJ, Jessop ZM, Whitaker IS (eds.). 3D Bioprinting for Reconstructive Surgery . Woodhead Publishing. ص 191-215. ISBN 978-0-08-101103-4.
  89. ^ Griffith LG, Swartz MA (مارس 2006). "التقاط فسيولوجيا الأنسجة ثلاثية الأبعاد المعقدة في المختبر". مراجعات الطبيعة. علم الأحياء الخلوي الجزيئي . 7 (3): 211-24. doi :10.1038/nrm1858. PMID  16496023. S2CID  34783641.
  90. ^ Onoe H, Okitsu T, Itou A, Kato-Negishi M, Gojo R, Kiriya D, et al. (يونيو 2013). "الألياف الدقيقة المحملة بالخلايا بطول متر تظهر مورفولوجيا الأنسجة ووظائفها". Nature Materials . 12 (6): 584–90. Bibcode :2013NatMa..12..584O. doi :10.1038/nmat3606. PMID  23542870.
  91. ^ ab Wang X (يناير 2019). "تقنيات تصنيع الأعضاء الحيوية الاصطناعية". زراعة الخلايا . 28 (1): 5-17. doi :10.1177/0963689718809918. PMC 6322143. PMID  30477315 . 
  92. ^ Sawa Y, Matsumiya G, Matsuda K, Tatsumi E, Abe T, Fukunaga K, et al. (مارس 2018). "مجلة الأعضاء الاصطناعية 2017: مراجعة العام: لجنة تحرير مجلة الأعضاء الاصطناعية". مجلة الأعضاء الاصطناعية . 21 (1): 1-7. doi :10.1007/s10047-018-1018-5. PMC 7102331. PMID  29426998 . 
  93. ^ ab Chauhan S, Subin S (1 سبتمبر 2011). "الأكسجة الغشائية خارج الجسم، وجهة نظر طبيب التخدير: علم وظائف الأعضاء والمبادئ. الجزء 1". حوليات التخدير القلبي . 14 (3): 218-29. doi : 10.4103/0971-9784.84030 . PMID  21860197.
  94. ^ "كيف بدأت تقنية ECMO؟". مستشفيات وعيادات جامعة أيوا . 20 يونيو 2017. تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2020 .
  95. ^ "كبريتات الكوندرويتين هي أحد مكونات قالب تجديد الجلد Integra®". fdocuments.us . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2020 .
  96. ^ "Integra" (PDF) . تم الاسترجاع في 13 مارس 2023 .
  97. ^ "بديل جلدي مشتق من الخلايا الليفية البشرية من Dermagraft". dermagraft.com . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2020 .
  98. ^ Colvin M, Smith JM, Hadley N, Skeans MA, Uccellini K, Lehman R, et al. (فبراير 2019). "تقرير بيانات OPTN/SRTR السنوي لعام 2017: القلب". المجلة الأمريكية لزراعة الأعضاء . 19 (الملحق 2): 323-403. doi : 10.1111/ajt.15278 . hdl : 2027.42/172019 . PMID  30811894. S2CID  73510324.
  99. ^ سميث، بي إيه، كوهن، دبليو إي، فريزر، أوهايو (1 يناير 2018). "الفصل 7 - القلوب الاصطناعية الكاملة". الدعم الدوري والتنفسي الميكانيكي . أكاديميك بريس. ص 221-244. doi :10.1016/B978-0-12-810491-0.00007-2.
  100. ^ خان س، جيهانجير و (أكتوبر 2014). "تطور القلوب الاصطناعية: نظرة عامة وتاريخ". أبحاث أمراض القلب . 5 (5): 121-25. doi :10.14740/cr354w. PMC 5358116. PMID  28348709 . 
  101. ^ Melton N, Soleimani B, Dowling R (نوفمبر 2019). "الدور الحالي للقلب الاصطناعي الكامل في إدارة قصور القلب المتقدم". تقارير أمراض القلب الحالية . 21 (11): 142. doi :10.1007/s11886-019-1242-5. PMID  31758343. S2CID  208212152.
  102. ^ Cook JA، Shah KB، Quader MA، Cooke RH، Kasirajan V، Rao KK، وآخرون. (ديسمبر 2015). "القلب الاصطناعي الكامل". مجلة أمراض الصدر . 7 (12): 2172–80. doi :10.3978/j.issn.2072-1439.2015.10.70. PMC 4703693. PMID  26793338 . 
  103. ^ abcd Tasnim F, Deng R, Hu M, Liour S, Li Y, Ni M, et al. (أغسطس 2010). "الإنجازات والتحديات في تطوير الكلى الاصطناعية الحيوية". Fibrogenesis & Tissue Repair . 3 (14): 14. doi : 10.1186/1755-1536-3-14 . PMC 2925816. PMID  20698955 . 
  104. ^ ab Humes HD, Buffington D, Westover AJ, Roy S, Fissell WH (مارس 2014). "الكلى الاصطناعية الحيوية: الوضع الحالي والوعد المستقبلي". طب الأطفال الكلوي . 29 (3): 343-51. doi :10.1007/s00467-013-2467-y. PMID  23619508. S2CID  19376597.
  105. ^ Su J، Satchell SC، Shah RN، Wertheim JA (سبتمبر 2018). "هلاميات مائية خارج الخلية منزوعة الخلايا من الكلى: التوصيف الروماتولوجي واستجابة الخلايا البطانية الكبيبية البشرية للتغليف". مجلة أبحاث المواد الطبية الحيوية. الجزء أ . 106 (9): 2448-2462. doi :10.1002/jbm.a.36439. PMC 6376869. PMID  29664217 . 
  106. ^ Lee SJ، Wang HJ، Kim TH، Choi JS، Kulkarni G، Jackson JD، وآخرون (فبراير 2018). "التجديد النسيجي الموضعي للأنسجة الكلوية الناتج عن حقن هيدروجيل الكولاجين". طب الخلايا الجذعية الانتقالي . 7 (2): 241-250. doi :10.1002/sctm.16-0361. PMC 5788870. PMID  29380564 . 
  107. ^ وو هـ، تشانغ ر، هو ب، هي واي، تشانغ يي، كاي إل، وانغ إل، وانغ جي، هو هـ، تشيو إكس (ديسمبر 2021). "هيكل هيدروجيل مسامي يحاكي المصفوفة خارج الخلية باستخدام الكولاجين المشتق من المثانة الهوائية لتجديد أنسجة الكلى". رسائل كيميائية صينية . 32 (12): 3940-3947. doi :10.1016/j.cclet.2021.04.043. S2CID  235570487.
  108. ^ Mou X، Shah J، Bhattacharya R، Kalejaiye TD، Sun B، Hsu PC، Musah S (أبريل 2022). "غشاء كهربائي حيوي يدعم تمايز ونضج ظهارة الكلى من الخلايا الجذعية البشرية". الهندسة الحيوية . 9 (5): 188. doi : 10.3390/bioengineering9050188 . PMC 9137565. PMID  35621466 . 
  109. ^ Lih E, Park KW, Chun SY, Kim H, Kwon TG, Joung YK, Han DK (أغسطس 2016). "السقالات المسامية المحاكية للبوليمرات البوليمرية التي تتضمن مصفوفة خارج الخلية منزوعة الخلايا لتجديد أنسجة الكلى". ACS Applied Materials & Interfaces . 8 (33): 21145–21154. doi :10.1021/acsami.6b03771. PMID  27456613.
  110. ^ Burton TP, Callanan A (يونيو 2018). "مسار غير منسوج: هياكل بولي (حمض اللاكتيك) المنسوج كهربائيًا لهندسة أنسجة الكلى". هندسة الأنسجة والطب التجديدي . 15 (3): 301-310. doi :10.1007/s13770-017-0107-5. PMC 6171675. PMID  30603555 . 
  111. ^ Mirmoghtadaei M, Khaboushan AS, Mohammadi B, Sadr M, Farmand H, Hassannejad Z, Kajbafzadeh AM (ديسمبر 2022). "هندسة أنسجة الكلى في النماذج السريرية قبل الفشل الكلوي: مراجعة منهجية وتحليل تلوي". الطب التجديدي . 17 (12): 941-955. doi :10.2217/rme-2022-0084. PMID  36154467. S2CID  252543376.
  112. ^ ab Hwang J, Jeong Y, Park JM, Lee KH, Hong JW, Choi J (8 سبتمبر 2015). "المحاكاة الحيوية: التنبؤ بمستقبل العلوم والهندسة والطب". المجلة الدولية للطب النانوي . 10 : 5701–13. doi : 10.2147/IJN.S83642 . PMC 4572716. PMID  26388692 . 
  113. ^ "علماء يحاكون الأنسجة العصبية في بحث ممول من الجيش قد يؤدي إلى جلد اصطناعي". مختبر أبحاث الجيش الأمريكي. 20 مارس 2018. تم الاسترجاع في 22 سبتمبر 2020 .
  114. ^ ab Litschel T, Norton MM, Tserunyan V, Fraden S (فبراير 2018). "هندسة شبكات التفاعل والانتشار بخصائص الأنسجة العصبية". مختبر على رقاقة . 18 (5): 714–22. arXiv : 1711.00444 . doi :10.1039/C7LC01187C. PMID  29297916. S2CID  3567908.
  115. ^ ab "Soft Robots". fradenlab . تم الاسترجاع في 22 أغسطس 2018 .
  116. ^ abcdefghijklm Umemura M (3 أبريل 2019). "تحدي مشكلة "الملاءمة": تطوير صناعات الطب التجديدي في الولايات المتحدة وبريطانيا واليابان". تاريخ الأعمال . 61 (3): 456-480. doi :10.1080/00076791.2018.1476496. ISSN  0007-6791. S2CID  158171857.
  117. ^ abcde Bouchie A (ديسمبر 2002). "شركات هندسة الأنسجة تنهار". Nature Biotechnology . 20 (12): 1178–79. doi :10.1038/nbt1202-1178. PMID  12454657. S2CID  9682305.
  118. ^ abcd Brown N, Faulkner A, Kent J, Michael M (1 فبراير 2006). "تنظيم الهجائن: "إحداث الفوضى" و"التنظيف" في هندسة الأنسجة وزراعة الأنواع المختلفة". النظرية الاجتماعية والصحة . 4 (1): 1-24. doi :10.1057/palgrave.sth.8700062. PMC 7099299. PMID  32226319 . 
  119. ^ ديركسن م.ح (2008). الجسد الهندسي: نحو المسؤولية المهنية عن "الأجسام الحية" في هندسة الأنسجة . الجامعة التقنية في أيندهوفن. رقم ISBN 978-90-386-1428-1.[ الصفحة المطلوبة ]
  120. ^ Kent J, Faulkner A, Geesink I, Fitzpatrick D (1 January 2006). "نحو حوكمة تقنيات هندسة الأنسجة البشرية في أوروبا: صياغة الحجة لصالح نظام تنظيمي جديد". التنبؤ التكنولوجي والتغيير الاجتماعي . التكنولوجيا والمخاطر الاجتماعية. 73 (1): 41-60. doi :10.1016/j.techfore.2005.06.006.
  121. ^ التوجيه 2004/23/EC الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 31 مارس 2004 بشأن وضع معايير الجودة والسلامة للتبرع بالأنسجة والخلايا البشرية وشرائها واختبارها ومعالجتها وحفظها وتخزينها وتوزيعها، المجلد 7 أبريل 2004 ، تم استرجاعه في 7 مايو 2020
  122. ^ Faulkner A, Kent J, Geesink I, FitzPatrick D (نوفمبر 2006). "النقاء ومخاطر الطب التجديدي: الابتكار التنظيمي لتكنولوجيا هندسة الأنسجة البشرية". العلوم الاجتماعية والطب . 63 (9): 2277–88. doi :10.1016/j.socscimed.2006.06.006. PMC 7130933. PMID  16905231 . 

مراجع

  • Davis ME، Motion JP، Narmoneva DA، Takahashi T، Hakuno D، Kamm RD، وآخرون (فبراير 2005). "ألياف الببتيد النانوية القابلة للحقن ذاتية التجميع تخلق بيئات دقيقة داخل عضلة القلب للخلايا البطانية". Circulation . 111 (4): 442–50. doi :10.1161/01.CIR.0000153847.47301.80. PMC  2754569. PMID  15687132 .
  • ديركسن م.ح (2008). الجسد الهندسي: نحو المسؤولية المهنية عن "الأجسام الحية" في هندسة الأنسجة . الجامعة التقنية في أيندهوفن. رقم ISBN 978-90-386-1428-1.
  • فاونتن إتش إيه (15 سبتمبر/أيلول 2012). "أولاً: أعضاء مصنوعة خصيصاً من خلايا الجسم نفسه". نيويورك تايمز .
  • هولمز تي سي، دي لاكال إس، سو إكس، ليو جي، ريتش إيه، تشانغ إس (يونيو 2000). "نمو مكثف للمحور العصبي وتكوين مشبك نشط على هياكل الببتيد ذاتية التجميع". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (12): 6728-6733. رمز Bibcode : 2000PNAS...97.6728H. doi : 10.1073/pnas.97.12.6728 . PMC  18719. PMID  10841570 .
  • Idrus AA (12 سبتمبر 2018). "Vital Therapies تنخفض بنسبة 88%، وتتخلى عن علاج الكبد بعد فشل المرحلة الثالثة". FierceBiotech .
  • Ma PX (مايو 2004). "السقالات لتصنيع الأنسجة". Materials Today . 7 (5): 30–40. doi : 10.1016/s1369-7021(04)00233-0 .
  • Mikos AG, Temenoff JS (2000). "تكوين هياكل قابلة للتحلل البيولوجي عالية المسامية لهندسة الأنسجة" (PDF) . المجلة الإلكترونية للتكنولوجيا الحيوية . 3 (2): 114-19. doi : 10.2225/vol3-issue2-fulltext-5 .
  • Nerem RM (2000). Vacanti J, Lanza RP, Langer RS ​​(المحررون). مبادئ هندسة الأنسجة (الطبعة الثانية). بوسطن: أكاديميك بريس. ISBN 978-0-12-436630-5.
  • سيمينو سي إي، كاساهارا جيه، هاياشي واي، تشانغ إس (2004). "احتجاز الخلايا العصبية الحُصينية المهاجرة في هيكل ألياف ببتيدية نانوية ثلاثية الأبعاد". هندسة الأنسجة . 10 (3-4): 643-55. doi :10.1089/107632704323061997. PMID  15165480.
  • تومسون جيه، جونز إن، الخفاجي إيه، مالك إس، ريتش دي، مونوز إس، وآخرون (مارس 2018). "العلاج الخلوي خارج الجسم (ELAD) في التهاب الكبد الكحولي الشديد: تجربة عشوائية متعددة الجنسيات، مستقبلية، خاضعة للرقابة". زراعة الكبد . 24 (3): 380-93. doi :10.1002/lt.24986. PMC  5873437. PMID  29171941 .
  • فيشواكارما أ. (2014). علم الأحياء الخلوية الجذعية وهندسة الأنسجة في علوم طب الأسنان. إلسيفير. رقم ISBN 978-0123971579.
  • فيولا جيه، لال بي، جراد أو (14 أكتوبر 2003). ظهور هندسة الأنسجة كمجال بحثي (PDF) (تقرير). شركة أبت أسوشيتس المحدودة. "صفحة ويب بديلة" - عبر nsf.gov.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ هندسة الأنسجة .
  • هندسة الأنسجة العظمية المعتمدة على الخلايا
  • مركز هندسة الأنسجة السريرية مبادرة ولاية أوهايو لهندسة الأنسجة (المركز الوطني للطب التجديدي)
  • طباعة الأعضاء أرشيف 28 أغسطس 2008 على موقع Wayback Machine مبادرة متعددة المواقع ممولة من مؤسسة العلوم الوطنية
  • مركز LOEX - مبادرة جامعة لافال للهندسة النسيجية
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=هندسة_الأنسجة&oldid=1247881428"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate