Zastosowanie elektroprzędzenia w inżynierii tkankowej

Podobnie jak w przypadku innych biokompatybilnych materiałów używanych do naśladowania tkanek, wytwarzane za pomocą elektroprzędzenia rusztowania włókniste są strukturami o wielkości nano- i mikro. Dzięki takiemu sposobowi wytwarzania charakteryzują się one znaczną porowatością, przypominającą naturalne ECM (ang. extracellular matrix) w tkankach i wykazują wysoki potencjał tworzenie sztucznych tkanek funkcjonalnych.

Obrazy SEM naturalnej macierzy pozakomórkowej (ECM) w różnych typach tkanek o (a) kierunku izotropowym i (b) kierunku anizotropowym; (c) Schematyczne przedstawienie procesu elektroprzędzenia; (d) Obrazy SEM włóknistych rusztowań o kontrolowanej skali włókien z (d) losowym i (e) równoległym ułożeniem włókien wytworzonych za pomocą procesu elektroprzędzenia.

Tego typu porowatość o dużej objętości obserwuje się m.in. w tkankach skóry i kości, aby ułatwić migrację komórek i transport składników odżywczych podczas regeneracji tkanek. Konwencjonalne elektroprzędzone rusztowania składają się w całości z zamkniętych włókien, które zapewniają powierzchowną porowatą strukturę.

Ta porowata struktura ulega zmniejszeniu, gdy średnica włókna zmniejsza się z mikro- do nanometrów. Taka słaba infiltracja komórek do włóknistych rusztowań powoduje tworzenie powierzchni dwuwymiarowych (2D) zamiast trójwymiarowego (3D) środowiska, które bardziej naśladuje ECM.

Z tego względu kluczowym jest dobór odpowiedniego materiału, oraz parametrów wytwarzania rusztowań tkankowych, aby ich funkcjonalność stawała się coraz lepsza. Jednym z rozwiązań wydaje się być tworzenie struktur laminarnych.

Chociaż wciąż pozostaje wiele wyzwań do pokonania, elektroprzędzenie wykazuje ogromny potencjał w wytwarzaniu włóknistych rusztowań o kontrolowanych strukturach geometrycznych, umożliwiając projektowanie i rozwój nowych włóknistych rusztowań, które bardziej naśladują środowisko natywnego ECM. Dalsze badania włóknistych rusztowań są w toku i będą przydatne do osiągnięcia wydajnej inżynierii tkankowej.

Zapraszamy do zapoznania się z ofertą urządzeń do elektroprzędzenia, oraz do kontaktu.