مقدمة بسيطة في هندسة الأنسجة

يستغرق 5 دقيقة

تعتمد هندسة الأنسجة ‏Tissue Engineering‏ على استخدام مزيج من المواد الحيوية والخلايا وأساليب ‏هندسة المواد بهدف تحسين أو استبدال الأنسجة الحية.‏

هندسة الأنسجة قائمة على ثلاثة عناصر

‏1.‏‎ ‎الخلايا المناسبة‎:‎‏ وذلك في حالة عزل الخلايا واستخلاصها من الدم. الخلايا يتم عزلها بعدة طرق منها الطرد المركزي إذا كان استخلاصها من نسيج صلب حيث يتم هضم النسيج باستخدام إنزيمات كإنزيم التربسين لعزل النسيج خارج الخلية (الهيكل الخلوي)؛ فتصبح الخلايا حرة تمامًا وبالتالي يسهل الحصول عليها بالطرد المركزي. ‏

أنواع الخلايا المستخدمة:

-خلايا مستمدة من الحيوانات.‏
‏-خلايا مستمدة من الخلية الجذعية الجنينية بالإنسان.‏
‏ -خلايا معطاة بواسطة الإنسان.‏

بعض الشروط الواجب توافرها في الخلايا: ‏

  • أن تكون آمنة وغير محفزة أو مساعدة على تكوين أورام.‏
  • ‏ تساهم في تحسين الأداء الوظيفي لعضو العائل.‏
  • ‏ غير مؤثرة على الجهاز المناعي للعائل. ‏

‏2.‏‎ ‎‏ المادة الحيوية: تقوم المادة الحيوية بتدعيم الهيكل ثلاثي الأبعاد الذي تقوم الخلايا بتكوينه. ‏
اختيار المادة الحيوية يعتمد على العضو المراد تكوينه هناك العديد من المواد يمكن الاختيار بينها مثل:
البوليمرات، الفلزات، والسيراميك.‏

‏ ‏

مادة حيوية
مادة حيوية مصنوعة من أمعاء خنزير يمكن استخدامها من أجل التئام الجروح في ‏الأنسان. ‏
عندما تصبح هذة المادة رطبة، تكن أكثر مرونة وسهلة الحمل.‏


3. المفاعلات الحيوية Bioreactors: هي أجهزة تستخدم في مجال هندسة الأنسجة للسماح
‏ والتمكين من إتمام تصنيع العضو الجديد و تدعيم النمو، النضج، تطوير الخلايا ولكن خارج
جسم الأنسان vitro.المفاعلات الحيوية

تصنف المفاعلات الحيوية الى نوعين

‎‏ – مُمكن Enabling: نوع يسمح بتصنيع العضو الجديد.
‎‏- داعم Supporting: نوع آخر لتدعيم العملية نفسها.

‎ ‎
‏ ‏‎ ‎‏ ‏

عملية تصنيع عضو ونسيج جديد تتضمن ثماني خطوات:

‏1. مصدر الخلايا: أهم خطوة هي عزل الخلايا واستخدامها، التي تقوم بوظيفة العضو.‏

‏2. صناعة المادة الحيوية: لتحفيز وظائف النسيج خارج الخلية (الهيكل الخلوي) وللتدعيم.
‏ ‏
‏3. هندسة الخلايا وراثيًا: في هذه المرحلة يتم تعديل الخصائص الجينية للخلية لتحسين الوظيفة
أيضاً للتقليل من الموت المبرمج للخلايا ‏Apoptosis‏.

4. القالب Scaffold: ويتم فيها استخدام قالب ويكون على شكل العضو  المراد تصنيعه. يتم وضع (زرع) الخلايا على سطح القالب وهذه العملية تتم خارج الجسم بشكل كامل. ‏

هندسة الأنسجة tissue engineering
بعض الشروط يجب توافرها في القالب:

-السماح بالتصاق الخلايا على سطحه.‏
-التوصيل والاحتفاظ بالخلايا وعوامل النمو.‏
‏-السماح بنفاذية الغذاء والمواد للخلية. ‏
القالب يتم تصميمه لكي يكون قابل للتحلل بمجرد نمو الخلية، بعد عدة شهور يتحلل تلقائيًا وتحل
‏ محله الخلايا الجديدة.‏
‎ ‎ ‎ ‎‎ ‎

‎ ‎

‏5. استخدام المستشعرات ‏Sensors‏: تستخدم لمتابعة تطور ونمو الخلايا.

‏6.‏ المفاعلات الحيوية.‏

‏7. مرحلة تكون الأوعية الدموية: لازمة لتدعيم العمليات البيولوجية داخل العضو الجديد.‏

‏8. المرحلة الأخيرة يجري فيها اختبار نجاح ووظيفة العضو المتكون داخل الجسم.‏

أحد التطبيقات


كبد (مصغر) تم تصميمة هندسيًا يمكن وضعه داخل فأر.‏

كبد فأر
هناك تحديات هائلة تواجه مجال هندسة الأنسجة، بعض منها يكون كاختيار الخلايا المناسبة أو اختيار
‏ بدائل أخرى، المواد الحيوية أحيانًا من حيث هل تم اختيار المناسبة منها أم لا؟
‏ ومدى قابليتها للتحلل. والأهم هو مدى استجابة العائل للعضو الذي تم زراعته، ولكن يعمل علماء المواد جنبًا إلى جنب مع البيولوجيين لمحاولة تطوير هذا الفرع الجديد نسبيًا من العلم لما له من بالغ الأثر على الطب.‏

 

المصادر: ‏

‎1. Langer R, Vacanti JP. Tissue Engineering. Science‎.‎

‎2. Ashton RS, Keung AJ, Peltier J, Schaffer DV. Progress and prospects ‎for stem cell engineering. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng.

 3. Hoppe C. Vagus nerve stimulation: urgent need for the critical ‎reappraisal of clinical‏ ‏effectiveness. Seizure.

‎4. National Institute of Health.

تعليقات الفيسبوك

تعليقات

المساهمون في المقال

كتابة: مروة علي

مراجعة: محمد عبد العليم

تدقيق: أحمد حبيب

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *