Tissue Engineering for Artificial Organs

ABSTRACT

Tissue engineering is an interdisciplinary field that utilizes cells, biomaterials, biochemical (e.g., growth factors) and physical (e.g., mechanical loading) signals, as well as their combinations to generate tissue-like structures . Te goal of tissue engineering is to provide biological substitutes that can maintain, restore, or improve the function of damaged tissues . Although the first tissue-engineered skin products were introduced in the late 1970s and early 1980s giving rise to modern tissue engineering, the term “tissue engineering” was coined only in 1987 . In fact, the use of prosthesis (e.g., gold for tooth replacement and wood for limbs and toes) was employed as early as ancient Egyptians. However, these treatments were all based on nonliving materials, which provided some structure and function but were very far from the original tissue. Medical development led ,in the middle of the twentieth century, to the possibility of replacing an entire organ with an organ from a donor, known today as organ transplantation . Although this is widely practiced today and is known to be the ultimate solution for organ failure, the need for organs always surpasses the number of available donated organs . Te limited donor availability and rejection of the grafts by the immune system drove the concept of in vitro grown tissues. Te success in tissue engineering of skin grafts boosted the interest in applying similar concepts to other tissues and organs.

INTRODUCTION

Te clinical need for tissue engineering and regenerative medicine is the result of our urge to treat defective tissues. Regardless of how such defects occurred (congenital or acquired), traditional medical tools are not yet capable of completely or efficiently fixing them. In fact, traditional medicine has severe limitations in delivering solutions for numerous health problems. Injuries and diseases are traditionally treated using  pharmaceuticals, whereas prosthetic devices and organ transplantation are used in more severe conditions. While pharmaceuticals may be useful for the treatment of numerous conditions, they cannot cure a number of deadly diseases (e.g., several forms of cancers, strokes, diabetes, etc.) or diseases at their advanced stages (e.g., Alzheimer’s, Parkinson’s, osteoarthritis, etc.). On the other hand, prosthetic devices are not capable of restoring normal function, and the number of organ donors is always way less than required.  Tissue engineering can be used to treat diseases that cannot be cured with regular pharmaceuticals and to provide natural, living, functional organs to overcome the need for donors and prosthetics.

چکیده

مهندسی بافت یک میدان بین رشته ای است که از سلول ها، مواد بیولوژیکی، بیوشیمیایی (به عنوان مثال عوامل رشد) و سیگنال های فیزیکی (به عنوان مثال مکانیکی بارگیری) و همچنین ترکیبات آنها برای تولید ساختارهای بافت مانند استفاده می شود. هدف از مهندسی بافت، تهیه جایگزین های بیولوژیکی است که می تواند عملکرد بافت آسیب دیده را حفظ، بهبود بخشد یا بهبود بخشد. اگر چه اولین محصولات پوستی ساخته شده بافتی در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 به مهندسی بافت مدرن معرفی شد اما اصطلاح “مهندسی بافت” تنها در سال 1987 ساخته شد. در واقع، استفاده از پروتز (به عنوان مثال طلا برای جایگزینی دندان و چوب برای اندام و پا) در اوایل مصری های باستانی استفاده شد. با این حال، این درمان ها بر اساس مواد غیر زنده، که برخی از ساختار و عملکرد آنها را فراهم می کند، اما بسیار باال از بافت اصلی بود. توسعه پزشکی، در اواسط قرن بیستم، به امکان جایگزینی یک ارگان کل با ارگان از اهدا کننده، که امروزه به عنوان پیوند عضو شناخته می شود، منجر شد. اگرچه امروزه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد و شناخته شده است که راه حل نهایی برای شکستگی اندام، نیاز به ارگان ها همیشه از تعداد ارگان های اهداء در دسترس پیشی می گیرد. در دسترس بودن اهدا کنندگان محدود شده و رد پیوند ها توسط سیستم ایمنی بدن، مفهوم بافت های رشد شده در بافت را به نمایش گذاشت. موفقیت در مهندسی بافت از پیوند پوست موجب علاقه به استفاده از مفاهیم مشابه به سایر بافت ها و ارگان ها شده است.

مقدمه

نیاز بالینی برای مهندسی بافت و طب گیاهی است که نتیجه تلاش ما برای درمان بافت های معیوب است. صرفنظر از اینكه نقایص چنین نقص (مادرزادی یا بدست آمده) وجود داشته باشد، ابزارهای سنتی پزشکی هنوز نمی توانند به طور كامل یا موثر آنها را ثابت كنند. در واقع، طب سنتی محدودیت های شدید در ارائه راه حل برای مشکلات متعدد بهداشتی دارد. آسیب ها و بیماری ها به طور سنتی با استفاده از داروها درمان می شوند، در حالی که دستگاه های پروتز و پیوند عضو در شرایط سخت تر مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که داروها ممکن است برای درمان بیماری های متعدد مفید باشد، آنها نمی توانند تعدادی از بیماری های مرگبار (به عنوان مثال، انواع مختلف سرطان، سکته مغزی، دیابت و غیره) یا بیماری در مراحل پیشرفته (مانند آلزایمر، پارکینسون، استئوآرتریت، و غیره.). از سوی دیگر، دستگاه های پروتز قادر به بازگرداندن عملکرد طبیعی نیستند و تعداد اهدا کنندگان ارگان همیشه کمتر از حد مورد نیاز است. مهندسی بافت می تواند برای درمان بیماری هایی که نمی توانند با داروهای منظم درمان شوند و به ارگان های طبیعی، زندگی، و عملکردی برای غلبه بر نیاز به اهدا کنندگان و پروتز های بیهوشی کمک کنند.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By : Anwarul Hasan

File Information: English Language/ 766 Page / size: 9.84 MB

Download

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : انورال حسن

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 766 صفحه / حجم : MB 9.84

لینک دانلود