Ingegneria tissutale
L’ingegneria tissutale e la medicina rigenerativa sono campi interdisciplinari orientati allo sviluppo di sostituti biologici per riparare, mantenere e migliorare la funzionalità dei tessuti o per sostituire i tessuti malati o danneggiati. L’ingegneria tissutale permette di fabbricare tessuti duri (ad es., ossa, cartilagine) e molli (ad es., pelle, valvole cardiovascolari). Le cellule, gli scaffold e i fattori di crescita sono tre componenti chiave per l’ingegneria dei sostituti tissutali. Mentre l’ingegneria tissutale pratica la coltivazione dei tessuti in vitro, la medicina rigenerativa abbina l’ingegneria tissutale ad altre strategie, tra cui la terapia cellulare, la terapia genica e l’immunomodulazione, per indurre la rigenerazione dei tessuti in vivo. I costrutti tissutali biomimetici vengono sviluppati anche come modelli in vitro per lo screening tossicologico e lo studio modellistico di malattie.
L’ingegneria tissutale realizza la coltivazione in laboratorio di nuovi tessuti utilizzando congiuntamente scaffold, cellule tissutali autologhe e molecole bioattive per emulare i processi biologici del corpo umano.
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Gli scaffold tissutali svolgono una funzione analoga a quella della matrice extracellulare (MEC) nei tessuti umani. Gli scaffold tissutali costituiscono un ambiente strutturale e fisico in cui le cellule possono crescere, migrare e rispondere a segnali. Inoltre, conferiscono proprietà meccaniche al tessuto in crescita e inviano sollecitazioni alle cellule residenti per regolarne l’attività.
Per sviluppare scaffold tissutali che simulino le funzioni della MEC nativa tre sono gli approcci principali che si sono fin qui evoluti:
- la semina di cellule su scaffold porosi preparati a partire da biomateriali degradabili, incluse MEC decellularizzate provenienti da tessuti allogenici e xenogenici, polimeri naturali, biovetri e polimeri sintetici
- l’ingegneria di fogli di cellule ottenuti tramite la semina di cellule su piastre di coltura rivestite con polimeri termoresponsivi e il distacco del foglio polimerico una volta che le cellule diventano confluenti
- l’incapsulazione delle cellule in una matrice di idrogel ricavati da polimeri naturali o sintetici, come per esempio i bioinchiostri nella biostampa 3D
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