Biomateriały do

regeneracji tkanek

Materiały dla

medycyny

Transplantologia

Transplanty

(przeszczep)

Biomateriały

Medycyna

regeneracyjna

inteligentne bio

-materiały

Autografty

Allografty

Izografty

Ksenografty

Implantologia

Implanty

(wszczep)

BIOMATERIAŁY

Biomateriały do regeneracji

• Materiały które po wszczepieniu do

tkanek stymulują ich proces regeneracji

• Porowate materiały do regeneracji

tkanki kostnej

• Porowate (włókniste) wszczepy do

regeneracji tkanki chrzestnej

• Materiały resorbowalne lub stabilne

wykonane z ceramiki lub polimerów

medycyna regeneracyjna polega na

•

…

…przkonywaniu organizmu by uruchomił

przkonywaniu organizmu by uruchomił

samonaprawę tkanek

samonaprawę tkanek

w wyniku odebrania

w wyniku odebrania

odpowiednich sygnałów

odpowiednich sygnałów

•

pochodzących od ;

pochodzących od ;

•

Komórek

Komórek

•

Cytokin

Cytokin

•

Materiałów

Materiałów

•

Lub wszystkich równocześnie

Lub wszystkich równocześnie

• Cytokiny to duża grupa substancji białkowych i glikoprotein wydzielanych

przez komórki układu immunologicznego, oraz wiele innych komórek
organizmu (np. fibroblasty, osteoblasty, adipocyty).

• Cytokiny regulują reakcje odpowiedzi immunologicznej, reakcje zapalne i

procesy naprawy (regeneracji i reparacji) tkanek.

Medycyna regeneracyjna

• Idea – biomimetyczna aktywacja procesu

regeneracyjnego

• Narzędzia – komórki, geny, komórki

modyfikowane genetycznie, czynniki

wzrostu, hormony, nanotechnologie w

zakresie materiałów do enkapsulacji

komórek i podłoży tkankowych

• Cel – nowe metody leczenia

Medycyna regeneracyjna

….powstała w oparciu o przekonanie że

organizm ludzki posiada zdolność
samoleczenia, jeżeli tylko przekazane
zostaną mu odpowiednie sygnały…

Metody regeneracji tkanek

medycyna regeneracyjna

•

Iniekcja aktywnych czynników do chorej

Iniekcja aktywnych czynników do chorej

tkanki – metody biomolekularne

tkanki – metody biomolekularne

•

Transplantacja komórek, komórki mogą być

Transplantacja komórek, komórki mogą być

enkapsulowane, również komórek

enkapsulowane, również komórek

modyfikowanych genetycznie – metody

modyfikowanych genetycznie – metody

komórkowe

komórkowe

•

Wszczepienie podłoży o biomimetycznej

Wszczepienie podłoży o biomimetycznej

budowie zaopatrzonych w bioaktywne

budowie zaopatrzonych w bioaktywne

molekuły ew. w komórki- metody

molekuły ew. w komórki- metody

materiałowe

materiałowe

Bioaktywne

molekuły

komórki

Inżynieria

tkanek

in situ

Inżynieria
tkankowa

Metody materiałowe

medycyny

regeneracyjnej

Bioreaktor

Ludzki
organizm

Biomimetyczny, inteligentny

biomateriał

Medycyna regeneracyjna

• Terapia przy zastosowaniu komórek

macierzystych

• Kontrowersyjne źródła komórek
• Komórki szpiku i ich możliwości

terapeutyczne

komórki

Komórki macierzyste

•

Najbardziej popularnym źródłem tych

komórek u dorosłych jest szpik kostny

•

Przy pomocy komórek macierzystych ze

szpiku odtworzono tkanki takie jak:

nabłonek jelitowy i płucny, hepatocyty,

neurony i nawet myocardium. Nie

wszystkie jednak badania dają

powtarzalne wyniki.

•

Komórki o cechach charakterystycznych

dla komórek macierzystych izolowano

również z tkanek mięśni i mózgu, z jądra,

z tkanki tłuszczowej.

•

E. Menaszek Medycyna Regeneracyjna UJ 2007

Bioaktywne

molekuły

komórki

Inżynieria
tkankowa

Bioreaktor

Ludzki
organizm

Biomimetyczny, inteligentny

biomateriał

Podłoże (scaffold) czyli

• Kształt zdefiniowany ubytkiem tkanki przeznaczonym do

leczenia – tomografia komputerowa

• Wysoka porowatość (otwarta), powierzchnia o

chropowatości, pozwalającej na adhezje komórek

• Formy nanostrukturalne poprawiające adhezje komórek

Biomimetyczny, inteligentny

biomateriał

Podłoże

(scaffold)

Podłoże zaopatrzone w bioaktywne

molekuły, stymulujące komórki do
proliferacji i tworzenia tkanki (leki,
geny, czynniki wzrostu..)

Określony czas degradacji (resorbcji).

komórki

Bioaktywne

molekuły

Biomimetyczny, inteligentny

biomateriał

Inżynieria tkanek - jedno z narzędzi medycyny

regeneracyjnej

• Komórki pacjenta (zdrowa tkanka)
• Namnażanie komórek
• Zasiedlenie komórkami podłoża
• Hodowla tkanki w bioreaktorze
• Wszczepienie tkanki wyhodowanej w

miejsce ubytku

Bioaktywne

molekuły

komórki

Medycyna regeneracyjna – inzynieria tkanek in

situ

(czyli bez bioreaktora)

Biomimetyczny, inteligentny

Biomateriał – założenia konstrukcyjne;

1. Podłoże tkankowe o budowie

inspirowanej strukturą macierzy zewnątrzkomórkowej

(zastępowanej tkanki)

(Funkcjonalizowane aktywnymi biomolekulami, zasiedlone

komórkami)

2.Membrana typu; space maker- ochrania przed niepożądanym

wpływem środowiska zewnętrznego

Biomimetyczny, inteligentny

biomateriał

Przykłady zastosowań- implanty do

regeneracji tkanek

• Regeneracja nerwu obwodowego

polimerowa rurka o specyficznej
wieloskładnikowej budowie – zbliżona do
architektury nerwu

• Regeneracja skóry – wielowarstwowe

włókniste implanty zaopatrzone w
warstewkę ochronną

• Regeneracja tkanki kostnej – membrany i

materiał ceramiczny o ostoinduktywnych
właściwościach

Zagadnienia

• Co to jest medycyna regeneracyjna ?
• Metody medycyny regeneracyjnej
• Idea inżynierii tkankowej
• Schemat konstrukcji materiału do

regeneracji tkanek