Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Impalcature per l'ingegneria tissutale

Impalcature per l'ingegneria tissutale

1990
  • Robert Langer
  • Joseph Vacanti
Impalcatura biomateriale per la rigenerazione dei tessuti nelle scienze mediche.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

UN tissue engineering scaffold is a porous, three-dimensional biomaterial structure that serves as a temporary template for tissue regeneration. It is designed to support cell attachment, migration, proliferation, and differentiation, guiding the formation of new functional tissue. Key properties include biocompatibilità, biodegradability, appropriate mechanical strength, high porosity, and an interconnected pore network to allow nutrient and waste transport.

La progettazione di uno scaffold per l'ingegneria tissutale è un complesso problema di ottimizzazione. La scelta del materiale è fondamentale: i polimeri naturali come il collagene e l'alginato offrono un'eccellente biocompatibilità ma possono presentare scarse proprietà meccaniche, mentre i polimeri sintetici come l'acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA) e il policaprolattone (PCL) offrono velocità di degradazione e resistenza meccanica regolabili. Anche l'architettura dello scaffold è altrettanto importante. Un'elevata porosità e una struttura porosa interconnessa sono essenziali per l'infiltrazione cellulare e la diffusione di ossigeno, nutrienti e scarti metabolici. La dimensione dei pori deve essere ottimizzata per lo specifico tipo di cellula al fine di facilitare l'adesione e la formazione del tessuto. Tecniche di fabbricazione avanzate vengono utilizzate per controllare queste caratteristiche architettoniche. Ad esempio, l'elettrofilatura utilizza un'alta tensione per trasformare una soluzione polimerica in nanofibre che imitano la matrice extracellulare (ECM) naturale. Produzione additiva (3D printing) allows for the creation of patient-specific scaffolds with precise geometries derived from medical images like CT scans. Furthermore, scaffolds can be functionalized by incorporating growth factors, signaling molecules, or nanoparticles to actively direct cell behavior. The ideal scaffold degrades via hydrolysis or enzymatic action at a rate that matches the rate of new tissue formation, gradually transferring mechanical load to the nascent tissue until the scaffold is completely replaced by healthy, functional host tissue. Bioreactors are often used to mature these constructs in vitro by providing controlled flow and mechanical stimuli before implantation.

UNESCO Nomenclature: 3201
Scienze mediche

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Tecnologia emergente

Precursori

  • sviluppo di polimeri biodegradabili come pga e pla per suture
  • progressi nelle tecniche di coltura cellulare
  • comprensione delle interazioni cellula-matrice extracellulare (ECM)
  • scoperte dei fattori di crescita e del loro ruolo nello sviluppo dei tessuti

Applicazioni

  • rigenerazione di ossa e cartilagini
  • ingegneria di innesti cutanei per vittime di ustioni
  • creazione di vasi sanguigni e valvole cardiache
  • riparazione del danno ai nervi mediante condotti guida
  • sviluppo di organi bioartificiali come fegati e vesciche

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • 4d printed scaffolds that change shape over time in response to physiological stimuli
  • impalcature con gradienti integrati di segnali biochimici per imitare la complessità dei tessuti nativi
  • impalcature vascolarizzate precaricate con cellule endoteliali per garantire l'afflusso di sangue al tessuto ingegnerizzato
  • ‘smart’ scaffolds that release therapeutic agents on demand in response to inflammation
  • matrice extracellulare decellularizzata (ECM) da tessuti di donatori utilizzata come impalcature naturali e complesse
  • injectable, in-situ gelling idrogel scaffolds for minimally invasive procedures
  • impalcature con sensori integrati per monitorare la crescita e la salute dei tessuti in modo non invasivo
  • piattaforme organo-su-chip che utilizzano la tecnologia scaffold per lo screening dei farmaci
  • impalcature ibride che combinano polimeri sintetici per la resistenza e polimeri naturali per la bioattività
  • scaffolds designed to recruit and direct the body’s own stem cells for repair
Correlato a: tissue engineering, scaffold, biomaterial, porous, biodegradable, cell adhesion, regeneration, 3d printing, electrospinning, plga.

Contesto storico

Impalcature per l'ingegneria tissutale

1969
1976-05-28
1980
1990
1965
1970
1980
1980
1990

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <