curs inginerie tisulara

8/17/2019 Curs Inginerie Tisulara

1/14

Curs 1 : biomaterial, clasificarefara (prima si a doua generatie de implanturi), fara proprietati

BIOMATEIA!E " #efinitie$rin notiunea de biomaterial se intelege orice entitate materiala care poate fiutili%ata in contact, endogen sau e&ogen, cu tesut animal 'iu, in scop deregenerare, inlocuire, terapeutic, de diagnostic sau monitori%are a acestuiaClasificarea biomaterialelor se poate face dupa maimulte criterii:1In functie de natura tesutului la a carui refacerecontribuie:11 $entru tesuturi tari: oase, dinti, cartilagii1 $entru tesuturi moi: piele artificiala, 'asede singe, ficat, oc*i, inima, ligamente

#upa forma de pre%entare a biomaterialului" fluide in+ectabile" capsule" filme poroase" filme fibroase" placi compacte" tuburi" fire"fibre

" geluri #upa natura c*imica a materialului:Biomateriale polimericeBiomateriale metaliceBiomateriale ceramiceBiomateriale compo%ite

- #upa comportarea in mediu biologic" resorbabile" partial resorbabile

" neresorbabile

$rima generatie de implanturi. Implanturi /ad *oc0. materiale comune utili%ate in scopuri medicale. cele mai multe succese erau accidentale, nu datoratedesign"ului


2/14


3/14

cursul 3: etapele, durata de expunere, standard de toxicitate (3

metode), avantaje, dezavantaje, iritatii, sensibilitate,

hemocompatibilitate

fara dispozitive medicale (clasificare)

Testare Biomateriale: 4 etape

Dupa durata de expunere Expunere limitata.


4/14

– Dispozitive cu durata de expunere mai micade 24 h. Expunere prelungita.

– Dispozitive a carui termen de utilizare(singular, multiplu sau termen lung estecuprins intre 24h si !" zile. #ontact permanent.

– Dispozitive a carui termen de utilizare(singular, multiplu sau termen lung este maimare de !" zile.

E7T3! I8 C37

-cursul 4: functiile ficatului, functiile rinichiului (prima parte), os si

cartilaj functii, remodelare osoasa, factori mari, strategie tisulara,

vase de sange

elemente in ingineria tisulara, canalul de navigare a nervului, fazele

procesului de vindecare, tipuri de pansamente.

Ingineria tisulara a ficatului

" Organ comple& din punct de 'ederestructural si metabolic

" !ista actuala de asteptare: apro&19 pacienti" actual " dispo%iti'e e&tracorporalecare functionea%a ca o /punte pana latransplant0;icatul este situat in ca'itateaabdominala < eta+ul suprame%ocolic=n partea superioara dreapta, imediatsub diafragm, iar lobul sau st>ng seintinde pana in epigastru !oculocupat de ficat se numeste lo+a*epatica;icatul are forma unui semio'oid,ase%at trans'ersal in abdomen, culungimea de apro&imati' ? cm,diametrul antero"posterior de 1? cm,


5/14

inaltimea de ? cm si greutatea deapro&imati' 1- grame, areculoare rosie"carami%ie, datoritacantitatii mari de sange pe care oconţine

Functiile ficatului

Functie principala a ficatului este sa stocheze energie in forma

glicogenica, care este compusa dintr"o forma de %a*ar numita gluco%a;icatul inlatura gluco%a din sange atunci cand ni'elul acesteia este crescut

printr"un proces numit glicogene%a, ficatul combina moleculele de gluco%ainlanturi lungi pentru a creea glicogenul, un carbo*idrat care asigura o formade energie depo%itata Cand ni'elul gluco%ei din sange scade sub ni'elul

normal de care organismul are ne'oie pentru indeplinirea functiilorspecifice,ficatul re'ersea%a aceasta reactie transformand glicogenul in gluco%a

Alta functie cruciala a ficatului este productia bilei, un lic*id deculoare galben"maro ce contine saruri necesare pentru digestia lipidelor sau a grasimilor Aceste saruri sunt produse de lobuli Bila parasesteficatul printr"o retea de ducte si este transportata in colecist, careconcentrea%a bila si o eliberea%a in duoden (numai pe perioada

digestiei)@itaminele se gasesc de asemenea depo%itate in ficat $rin 'ena portalatrece sangele bogat in agenti nutriti'i, ficatul colectea%a si depo%itea%a'itamina A, #, E si , raman depo%itate de asemenea si 'itaminele B

;icatul functionea%a ca o fabrica c*imicaCate'a proteine importante gasite in sange, se sinteti%ea%a in ficat3na dintre acste proteine < albumina a+uta in retentia de Ca si altor substante in circuitul sang'in Albumina a+uta de asemenea la reglareamiscarii apei din sange in tesuturi ;icatul produce si globina < una din

cele componente ce formea%a *emoglobina Mai produce si altegrupuri de proteine ce includ anticorpiMulte alte substante sunt produse de ficat: fibrinogen, protrombina


6/14

Aditional fabricarii produsilor c*imici, ficatul a+uta la neutralizarea,inactiarea si eliminarea substantelor to!ice ca: medicamente sialcool din circuitul sang'in ;unctia antito&ica este practicata de ficat

prin absorbtia de to&ine, le alterea%a c*imic apoi le e&creta in bilaC*iar daca este e&pus la multe substante daunatoare, acest remarcabilorgan < ficatul < este capabil sa se regenere%e, sa se autorepare sau sa

poata inlocui tesutul le%at Constructia lui in care micii lobuli performa aceasi functie, arata ca in momentul in care o sectiune estele%ata < alta sectiune 'a prelua functia %onei le%ate pana cand acesta'a putea functiona din nou, 'a fi reparata ;icatul este subiectulmultor boli care ii pot coplesi functiile regeneratoare

inic*iul uman:.epre%inta apro& D din greutatea totala acorpului,.primeste


7/14

< 3ric Acid " G gF %i < Apa " 1 m!F %i < Alte substante )egradare rinichi

< Acumulare re%iduuri < acido%e, edeme, *ipertensiune, coma

L/zi mL/min

Filtrare 170 120

Resorptie 168.5 119

Excretie

Urina

1.5 1Filtrare si resorbtie de apa

$ecretie hormoni enina < secretata de rinic*i < rol in formareade aldosteron < reglare balanta apa"saruri Eritropoietina < stimulea%a producerea decelule cand concentratia in o&igen este mica

C37 H < O7 si CATI!A

Ingineria tisulara a aselor de sangeIngineria tisulara a aselor de sange

$istemul vascular al corpului uman este alcătuit dintr%un marenumăr de vase care asigură transportul s&ngelui prin 'ntregulsistem circulator. umai prin intermediul acestei reţeleextinse de artere, vene şi capilare este posibilă:)menţinerea funcţionalităţii celulare ( creşterea şi dezvoltarea),)absorbţia nutrienţilor esenţiali (vitamine şi minerale),)reglarea homeostaziei celulare ( îndepărtarea produşilor demetabolism).

$istemul vascular, 'n ciuda unor diferenţe complexeregionale şi de organ, prezintă o organizarehistologică unitară.*a modul general, marea ma+oritate a vaselor sangvine este alcătuită din trei regiuni histologice


8/14

distincte.iecare regiune conţine proporţii varia-ile de celulemusculare netede şi elastină.7taturi din care este constituit tesutul 'ascular:

"intima, in constitutia careia se gasesc celule endotelialeJ"media, care contine celule musculareJ"ad'enticea

$AI8A I8I8EIE TI73!AA (C37 G)

C37 ?

1. Componentele structurale ale unei celule (membrana si organite celulare)

CE!3!E < 7T3CT3K LI ;38CII. Celula < unitatea morfofuncNional a organismelor 'ii. 1HH < descoperirea celulelor de obert 4oo6e. 1?9 < elaborarea PTeoriei CelulareQ de Matt*ias, 7c*leiden Ri 7c*ann o Toateorganismele 'ii sunt alctuite din celule, celula este cea mai mic unitate structural, carear putea funcNiona, fiind i%olat de restul organismului. 19? < prima cultur de celule, care demonstrea% Teoria Celular

7tructura si ultrastructura celulelor animaleSn'eliRul celular:. Membrana celular (plasmalema)

. Citosc*eletul membranar (pe suprafaNa interna a membranei). licocali&ul (pe suprafaNa e&tern a membranei)

Mebrana celular mo%aic fluid lipo"proteic. Bistrat lipidic =n stare de cristal lic*id. $roteine care strabat in intregime sau parNial bistratul lipidic

Citoplasma Ri organitele celulare. CITO$!A7MA (citosol) < substanNa fundamental a celulei =n care sunt reparti%ateorganitele celulare Ri =n care se desfRoar numeroase reacNiile en%imatice. OA8ITE!E CE!3!AE

< 8ucleul cu nucleol (centrul de control Ri comanda a funcNiilor celulare) < Organitele de sinte% Ri secreNie (ibo%omii, E, E8, comple&ul olgi) < Organitele generatoare de energie (mitocondriile) < Organitele de digestie si o&idare a substraturilor (li%o%omii, pero&i%omii)


9/14

2. Tipuri de celule stem, ca sursa si ca potential de dezvoltare si diferentiere, avantajele si

dejavantajele diferitor tipuri (embrionare si adulte)

CE!3!E 7TEM . 7e clasifica =n funcNie de sursa celulara in: < Celule stem embrionare Ri fetale

< Celule stem adulte, sau celule stem somatice (responsabile pentru creRterea,menNinerea si regenerarea Nesuturilor diferentiate). 7e clasifica in functie de potentialul de a genera celule diferentiate in: < Totipotente < $luripotente < Multipotente < Oligopotente si unipotente

TI$3I #E CE!3!E 7TEM


10/14

Celulele stem totipotente. pot forma un organism =ntreg (o'ocitul fertili%at Ri celulele formate dup primeledi'i%iuni ale %igotului)Celulele stem pluripotente. formea% cele foiNe germinati'e ale embrionului, inclusi' celulele germinale

. nu pot forma celulele placentei si a cordonul ombelical. $ro'in din masa celular intern a blastocistului <Celulele stem multipotente. $ot forma multiple celule (e& celulele stem me%enc*imale " osteoblaste, condrocite,miocite si adipocite <Celule stem oligopotente. $ot forma un anumit numar de linii celulare specifice unui tesut (e& celulele stemneurale pot forma un subset de neuroni cerebraliJ celulele stem *ematopoietice pot formasubseturile de celule sanguine) <Celule stem unipotente. Celule care fortea% o singur linie celular (e& 7permatogoniile se diferenNia% doar =n

spermato%oi%i)#i'i%iunea simetric sau asimetric depinde de: < Mecanismele intrinseci (factorii de polaritate, alte mecanisme interne) < Mecanisme e&trinseci (po%itionarea asimetric =n raport cu mediul e&tracelular, ceeace duce la acNiunea unor semnale diferite asupra celor dou celule

Celule stem, celule precursoare si celule diferenNiate. =ncetarea semnalelor intrinseci si e&trinseci care menNin celula stem =n starenediferenNiat " . stadiu de precursor sau celul tran%itorie de amplificare

. Celul diferenNiat, cu fncNii speciali%ate pentru o perioad prelungit de timp

. Moarte celular

Alte proprietNi ale celulelor stem progenitoare . ediferenNierea < e'enirea la o etap tran%itorie anterioar, la un fenotip mai puNinmatur (e& dediferenNierea condrocitelor =n fibroblaste la trecerea de la sistemul decultur # la #. TransdiferenNierea (fenomen contro'ersat) < Trecerea unei celule diferenNiate de la unfenotip la altul, fr a trece prin etapa de de diferenNiere (e& transformarea celulelor pancreatice =n *epatocite). $lasticitatea < Abilitatea celulelor stem adulte dintr"un Nesut de a genera celule

diferenNiate specifice altui tip de Nesut (e& celulele stem *ematopoietice pot forma, =nafar de celulele s>ngelui, 6eratinocite, *epatocite, neuroni, cardiomiocite)

Celulele stem embrionare. Au fost i%olate pentru prima data =n 19?1 de E'ans Ri aufman. $ot fi recoltate din embrion in stadiul blastomeric sau blastocitar de de%'oltare. 7unt transferate in sistem de cultur pe un strat de celule doic (fibroblaste)


11/14

. Coloniile celulare formate sunt periodic de%integrate si reculti'ate in mediu de cultur proaspt

Celule stem adulte. 7unt celulele nediferentiate (nespeciali%ate) locali%ate =n Nesuturile diferenNiate

. Au fost descoperite cu apro&imati' de ani Sn 19H1 si 19H apar primele publicaNiicare relatau pre%enta a doua tipuri de celule stem =n mdu'a *ematopoietic < Celule stem *ematopoietice, cele din care iau nastere elementele figurate ale sangelui < Celule medulare stromale (celule stem me%enc*imale), o populaNie *eterogen decelule precursoare, care se pot diferenNia =n celule osoase, cartila+, adipocite si celuleletesutului con+uncti' al mdu'ei *ematopoietice . $>n =n pre%ent, celule cu proprietati asemanatoare celulelor stem me%enc*imale aufost descoperite =n toate Nesuturile diferenNiate (cord, ficat, pancreas, creier, pulpadentara, epiderm etc)

3. Cele trei metode de izolare a celulelor din tesuturi (prin explant, dezagregare enzimatica

si dezagregare mecanica), principiul metodelor si cand sunt indicate/nu sunt indicate

– MR-IT3

4. Tipuri de medii de cultura, principalele componente ale unui mediu de cultura, rolul

proteinelor


12/14

Medii de culturaMedii naturale:

¬ fluide biologice (plasma si serul sanguin, limfa, ser din cordonul placentar, lic*idamniotic),

¬ e&tracte tisulare (e&tract *epatic, splenic, tumoral, madu'a *ematopoietica, embrionide 'itel sau pui)

¬ c*eagurile din plasma sanguina

Medii artificiale, care se obtin prin suplimentarea unor ¬ medii ba%ale cu e&tracte naturale, de tipul serului fetal de 'itel

Medii sintetice, care sunt formulate in intregime utili%and substante c*imice si nu continsuplimente naturale

A'anta+eF#e%a'anta+e. Mediile naturale reproduc foarte bine conditiile fi%iologice si necesarul metabolic alcelulelor$rincipalul de%a'anta+ al acestora este accesibilitatea sursei si reproductibilitateacompo%itiei

. Mediile artificiale sunt cele mai ieftine si cele mai u%uale $ot sustine cresterea maimultor tipuri de celule Ca de%a'anta+ < cunoasterea incompleta a compo%itiei serului fetal

. Mediile sintetice nu contin adausuri naturale, au o compo%itie foarte comple&a si bine

cunoscuta, reconstituita prin adaugarea de *ormoni, factori de crestere, lipoproteine sialte molecule, cu efecte tintite pentru cresterea a unui anumit tip de celuleCa de%a'anta+ < foarte scumpe si specifice pentru o singura categorie de celule

$roteine si peptide. 7unt componentele reglatoare ale functiilor celulare Ele asigura procesele de di'i%iune celulara, diferentiere, ade%iune de substrat dar si altele. In mediile artificiale, sursa de proteine si peptide este serul fetal ("D). in mediile definite c*imic, sau cele sintetice, proteinele si peptidele sunt adaugate subforma de substante pure

7erul fetal. Albumina < leaga apa, saruri organice si anorganice, aci%i grasi liberi, *ormoni si'itamine, pe care le transporta in tesuturi si celule < ol de deto&ifiere a mediului decultura. Aprotinina < o proteina stabila in p4 neutru si acid, < este re%istenta la temperaturiridicate si la degradarea *idrolitica a en%imelor < are capacitatea de a in*iba o serie de protease serinice, ca tripsina, pe larg utili%ata in te*nicile de subcultu'are celulara


13/14

. ;etuina < glicoproteina, care se gaseste in concentratii foarte mari in serul fetal si cel alnounascutile, < ca si apotinina, are proprietatea de a in*iba serin"prota%ele. ;ibronectina < glicoproteina, care intermedia%a ade%iunea celulelor de substrat. Transferina < proteina transportoare de ioni fier, la ni'elul membrane celulare

E&emple de proteine din mediile sintetice. Albumina, transferina, fibronectina, laminina, insulina, *ormonul de crestere. ;actori de crestere. In*ibitorul tripsinei din semintele de soia, cu rol asemanator cu apotinina si fetuina dinserul fetal

5. Principiul metodei de crioconservare a celulelor si conditiile pentru o crioconservare

reusita (temperatura de inghetare, viteza de inghetare si crioprotectanti)

CIOCO87E@AEA 7I CIO7TOCAEA. Amanarea in timp a modificarilor genotipice

. $relungirea perioadei de utili%are inainte de atingerea senescentei. Conser'area liniilor 'aloaroase sau de interes

. E'itarea (reducerea) contaminarii cu microorganisme

. E'itarea (reducerea) contaminarii cu alte linii celulare

. Minimi%area efectelor de mane'rare improprie

. Minimali%area e'entualelor deficiente de incubare

. Economia de timp si de material

. #istributia catre alti utili%atori

$reconditii de ing*etare. Absenta contaminarii cu microorganisme

. @erificarea caracteristicilor si a pro'enientei

$rincipiul crioconser'arii. $entru mentinerea 'iabilitatii celulare la ing*etare: < Minimi%area formarii cristalelor de g*eata in celula < E'itarea efectelor citoto&ice solutiilor concentrate de criocprotectie. Crioconser'area cu pastrarea 'iabilitatii celulare: < Ing*etarea lenta (ma&im 1oCFmin) < 3tili%area crioprotectantilor care leaga apa < 7tocarea la temperaturi foarte +oase, pentru e'itarea efectului noci' a solutiilor

concentrate de saruri si proteine, sub forma de micelii in g*eata

< de%g*etarea rapida, pentru e'itarea formarii cristalelor de g*eata si a gradientilor deconcentratie a sarurilor si proteinelorConcentratia celulelor la criostocate. O concentratie mai mare la ing*etare determina o eficienta mai mare la reluarea culturiidupa de%g*etare. #aca o subcultura normala este initiata cu 1&1 celFml, concentratia indicata laing*etare 'a fi de 1& 1G celFml, ca dupa de%g*etare si dilutia de 1: cu mediu de


14/14

cultura, sa se obtina o concentartie de insamantare de &1 celFml < de ori mai marein comparatie cu cea necesara pentru o subculti'are proaspata. $rin raportul de 1ml celule de%g*etateFml mediu, se asigura dilutiacrioprotectantului, cu minimi%area efectului sau citoto&ic

Crioprotectanti. licerina " de'ine to&ica dupa un an de pastrare. #M7O (dimetil sulfo&id) in concentratie de G < 1 D Este un produs to&ic pentruunele celule #upa adaugarea #M7O la suspensia celulara, amestecul trebuie tinut larece (-oC). $oli'inilpirolidona ($@$). $olietilenglicolul ($E)

. Concentratii crescute de ser fetal (- < 1D)

@ite%a de ing*etare

. acirea la -oC

. acirea lenta pana la oC

. Ing*etarea lenta, (1oCFmin), pana la "oC

. Ing*etarea rapida (oCFmin) pana la " 19HoC

#e%g*etarea

. Criotubul cu celulele se introduce rapid in baia de apa, la GoC. 7e diluia%a foarte lent cu mediu, 1F (celulele de%g*etate sunt sensibile la actiunilemecanice si osmotice). 7e centrifug*ea%a imediat dupa dilutie, pentru a minimi%a efectul crioprotectantului. 7e determina 'iabilitatea celulelor O 'iabilitate acceptabila pentru reluarea normala aculturii este de HD

curs inginerie tisulara

Documents