Tissue Engeneering
Bedeutung und Verwendung des Tissue Engieerings, Scaffold-basierte Ansätze, Scaffold-freie Ansätze
Bedeutung und Verwendung des Tissue Engieerings, Scaffold-basierte Ansätze, Scaffold-freie Ansätze
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Cartes-fiches
Welche Komponenten werden für’s Tissue Engineering gebraucht?
Wachstumsfaktoren, Signalmoleküle und Gradienten dieser; Zellen ; Gerüst (scaffold); Nährstoffversorgung mittels Perfusion
Wofür können in vitro hergestellte Gewebe genutzt werden?
Wirksamkeitstests Medikamente
Transplantation
Wo sehen Sie Schwierigkeiten?
Vaskularisierung, Unverträglichkeiten (Abstossungsreaktionen), Ethik (Zellquellen), Zulassungen, Standardisierung
Vorteile regenerativer Ansätze
Heilungsprozesse können unterstützt werden
Nicht mehr funktionsfähige Gewebe können regeneriert werden
Zerstörtes Gewebe kann biologisch ersetzt werden
Keine allergischen oder Abstossungsreaktionen zu erwarten
Personalisierte Medizin möglich
Welche Strategien zur echten Geweberegeneration werden grundsätzlich angewendet?
In vitro tissue engineering : im Labor werden Gewebe hergestellt, welche dann als biologisch aktive Transplantate dem Patienten eingesetzt werden
In vivo TE: es wird nur ein Gerüst implantiert, welches die ECM des defekten Gewebes simuliert. In dieses Gerüst wandern Zellen ein und Wachstumsfaktoren akkumulieren
Welches sind die Vor-und die Nachteile beider Strategien?
In vitro:
Vorteile: es entstehen biologisch aktive Transplantate die sofort nach Implantation die Gewebefunktionen vollständig übernehmen können, es können Patienten eigene oder fremde Zellen verwendet werden
Nachteile: Regulatorisch aufwendig, Zellquellen kaum standardisierbar, nur kleine oder nicht vaskularisierte Gewebe können so entwickelt werden
In Vivo:
Vorteile: Biomaterialien unterliegen nicht so strengen Regulatorien (Entwicklung schneller), Vaskularisierung wird durch den Körper selbst erreicht
Nachteile: wenn zu wenig aktive Zellen in der Umgebung der Defeketstelle vorhanden sind, wird das Material nicht vollständig integriert
Welche biologischen Komponenten müssen bei der Entwicklung neuer Knochenersatzmaterialien bedacht werden?
Das Knochenersatzmaterial muss Proteine binden können, damit die Zellen über fokale Adhäsionspunkte anhaften können und in die Nähe von Wachstumsfaktoren kommen. Das wird einerseits durch die chemische Zusammensetzung des Materials erreicht, als auch durch die Integration von Makroporen und Mikro-sowie Nanostrukturen.
Erläutern Sie die Vorteile der Verwendung von 3D Gewebemodellen zur Wirkstofftestung und beschreiben Sie ein Beispiel.
Da die Zellen eines Gewebes in vivo ebenfalls in einer dreidimensionalen Struktur vorliegen und Zell-Zell-kontakte sowie Kontakte zur ECM ausbilden, kommt die 3D Kultivierung von Zellen der physiologischen Situation näher, als 2D Kulturen. Zur Testung von Chemotherapeutika z.B. können Mikrotumore verwendet werden. Daten, die mit diesen Modellen erhoben wurden, kommen den in vivo Daten näher als die Ergebnisse der 2D Tests.
Einige Wirkstoffe müssen erst in der Leber verstoffwechselt werden, damit Sie in der wirksamen Form vorliegen. Wie würden Sie ein passendes in vitro System konzipieren?
Man müsste ein System einsetzen, in welchem mehrere Gewebe durch Mikrofluidik miteinander verbunden sind. So könnte auf einem Chip ein Lebermodell neben dem Gewebemodell angesiedelt werden, auf welches das Medikament wirken soll. Eine Verbindung über einen Mediumsfluss muss dabei ebenfalls gewährleistet werden.
