25 Febbraio 2022

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Cos’è l’ingegneria cellulare e dei tessuti?

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Un'immagine di un piccolo fegato umano ingegnerizzato con tessuti sulla punta di una mano guantataUn mini fegato umano bioingegnerizzato che può essere impiantato nei topi. Fonte: Sangeeta Bhatia, MIT

L’ingegneria dei tessuti si è evoluta dal campo dello sviluppo dei biomateriali e si riferisce alla pratica di combinare impalcature, cellule e molecole biologicamente attive in tessuti funzionali. L’obiettivo dell’ingegneria dei tessuti è quello di assemblare costrutti funzionali che ripristinano, mantengono o migliorano i tessuti danneggiati o interi organi. La pelle artificiale e la cartilagine sono esempi di tessuti ingegnerizzati che sono stati approvati dalla FDA; tuttavia, attualmente hanno un uso limitato nei pazienti umani.

La medicina rigenerativa è un campo ampio che include l’ingegneria dei tessuti, ma incorpora anche la ricerca sull’auto-guarigione – dove il corpo usa i propri sistemi, a volte con l’aiuto di materiale biologico estraneo per ricreare le cellule e ricostruire i tessuti e gli organi. I termini “ingegneria dei tessuti” e “medicina rigenerativa” sono diventati in gran parte intercambiabili, poiché il campo spera di concentrarsi su cure invece che su trattamenti per malattie complesse, spesso croniche.

Questo campo continua ad evolversi. Oltre alle applicazioni mediche, le applicazioni non terapeutiche includono l’uso di tessuti come biosensori per rilevare agenti biologici o chimici di minaccia, e chip di tessuti che possono essere utilizzati per testare la tossicità di un farmaco sperimentale.

Un occyte di babbuino circondato da granulosa (cumulo) viene coltivato in una matrice di alginato 3DFonte: Università Northwestern

Le cellule sono gli elementi costitutivi dei tessuti, e i tessuti sono l’unità di base delle funzioni nel corpo. Generalmente, i gruppi di cellule fanno e secernono le proprie strutture di supporto, chiamate matrice extracellulare. Questa matrice, o impalcatura, non si limita a sostenere le cellule, ma funge anche da stazione di trasmissione per varie molecole di segnalazione. Così, le cellule ricevono messaggi da molte fonti che si rendono disponibili dall’ambiente locale. Ogni segnale può avviare una catena di risposte che determinano ciò che accade alla cellula. Comprendendo come le singole cellule rispondono ai segnali, interagiscono con il loro ambiente e si organizzano in tessuti e organismi, i ricercatori sono stati in grado di manipolare questi processi per riparare i tessuti danneggiati o addirittura crearne di nuovi.

Il processo spesso inizia con la costruzione di un’impalcatura da una vasta gamma di possibili fonti, dalle proteine alla plastica. Una volta creata l’impalcatura, si possono introdurre cellule con o senza un “cocktail” di fattori di crescita. Se l’ambiente è giusto, si sviluppa un tessuto. In alcuni casi, le cellule, le impalcature e i fattori di crescita sono mescolati tutti insieme, permettendo al tessuto di “auto-assemblarsi”.

Un altro metodo per creare nuovi tessuti utilizza un’impalcatura esistente. Le cellule di un organo del donatore vengono rimosse e l’impalcatura di collagene rimanente viene usata per far crescere un nuovo tessuto. Questo processo è stato usato per bioingegnerizzare il tessuto di cuore, fegato, polmone e rene. Questo approccio è molto promettente per l’uso di impalcature da tessuti umani scartati durante gli interventi chirurgici e la loro combinazione con le cellule del paziente per creare organi personalizzati che non verrebbero rigettati dal sistema immunitario.

Un'immagine di due mani guantate che tendono un materiale bluastro con linee bianche su di esso

Un biomateriale fatto dall’intestino dei maiali che può essere usato per guarire le ferite negli esseri umani. Quando è inumidito, il materiale, che si chiama SIS, è flessibile e facile da maneggiare.
Fonte: Stephen Badylak, Università di Pittsburgh.

Attualmente, l’ingegneria dei tessuti gioca un ruolo relativamente piccolo nel trattamento dei pazienti. Vesciche supplementari, piccole arterie, innesti di pelle, cartilagine e persino una trachea completa sono stati impiantati nei pazienti, ma le procedure sono ancora sperimentali e molto costose. Mentre i tessuti di organi più complessi come il cuore, i polmoni e il fegato sono stati ricreati con successo in laboratorio, sono ancora lontani dall’essere completamente riproducibili e pronti da impiantare in un paziente. Questi tessuti, tuttavia, possono essere molto utili nella ricerca, specialmente nello sviluppo di farmaci. L’utilizzo di tessuti umani funzionanti per aiutare lo screening dei candidati farmaci potrebbe accelerare lo sviluppo e fornire strumenti chiave per facilitare la medicina personalizzata, risparmiando denaro e riducendo il numero di animali utilizzati per la ricerca.

La ricerca sostenuta dal NIBIB include lo sviluppo di nuovi materiali per impalcature e nuovi strumenti per fabbricare, visualizzare, monitorare e preservare i tessuti ingegnerizzati. Alcuni esempi di ricerca in quest’area sono descritti qui sotto.

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Cosa fanno gli ingegneri di cellule e tessuti?

L’ingegneria cellulare e dei tessuti è incentrata sull’applicazione di principi fisici e ingegneristici per comprendere e controllare il comportamento delle cellule e dei tessuti. L’ingegneria cellulare si concentra sui fenomeni a livello cellulare, mentre l’ingegneria dei tessuti e la medicina rigenerativa cercano di generare o stimolare nuovi tessuti per il trattamento delle malattie.

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Cosa si intende per ingegneria dei tessuti?

L’ingegneria dei tessuti è una scienza interdisciplinare che comporta l’uso delle scienze biologiche e dell’ingegneria per sviluppare tessuti che ripristinano, mantengono o migliorano la funzione dei tessuti.

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Cos’è l’ingegneria dei tessuti basata sulle cellule?

L’ingegneria dei tessuti è una disciplina emergente incentrata sulla generazione di sostituti bioartificiali simili ai tessuti attraverso la combinazione di biomateriali, cellule e fattori di crescita. In questo contesto, le strategie basate sulle cellule staminali hanno dato contributi sostanziali nel campo.

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Quanto guadagnano gli ingegneri di cellule e tessuti?

Tissue Engineering SalaryAnnual SalaryMonthly PayTop Earners$115,000$9,58375th Percentile$96,500$8,041Average$81,047$6,75325th Percentile$52,000$4,333

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Le casseforti devono essere impermeabili?

Quando si tratta di scegliere la cassaforte giusta, la resistenza all’acqua è un fattore enorme. Ma ricorda che nessuna cassaforte è completamente impermeabile. Se si verifica un’alluvione e l’acqua è abbastanza profonda, o se la cassaforte viene immersa abbastanza a lungo, l’acqua entrerà.

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Si può impermeabilizzare una cassaforte?

No! L’unico modo reale per rendere impermeabile una cassaforte per armi è sigillarla completamente. Se fosse completamente sigillata, ci sarebbe un grande accumulo di pressione senza possibilità di fuga.

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Una cassaforte per armi può bagnarsi?

Anche se vivete in una zona tropicale e calda, la vostra cassaforte per armi può ancora essere umida. Dal momento che la tua cassaforte per armi è fatta di acciaio ed è strettamente chiusa, l’aria non può entrare nella cassaforte finché non diventa umida. La temperatura all’interno della cassaforte si abbassa e l’aria all’interno della cassaforte si condensa.

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Le casseforti Cannon sono facili da scassinare?

Le casseforti Cannon sono spesso pubblicizzate come impenetrabili, e mentre gran parte di questo è solo marketing, sono molto più difficili da scassinare di altre casseforti. Questo perché questi dispositivi sono progettati con la sicurezza in primo piano.

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Cos’è un ingegnere cellulare?

L’ingegneria cellulare comprende il ruolo dell’ingegneria sia nella ricerca di base della biologia cellulare che nella realizzazione di prodotti che utilizzano cellule viventi, per esempio l’ingegneria dei tessuti e l’ingegneria dei bioprocessi. … L’ingegneria cellulare trascende quindi il campo dell’ingegneria biomedica.

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Quanto guadagnano i biomeccanici?

Mentre ZipRecruiter sta vedendo stipendi annuali fino a 84.500 dollari e fino a 11.000 dollari, la maggior parte degli stipendi di Biomechanics attualmente vanno da 68.000 dollari (25° percentile) a 83.500 dollari (75° percentile) con i migliori guadagni (90° percentile) che fanno 84.500 dollari all’anno in tutti gli Stati Uniti.

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Qual è lo scopo principale di ponteggi?

ponteggio, in edilizia, piattaforma temporanea utilizzata per elevare e sostenere lavoratori e materiali durante la costruzione, la riparazione o la pulizia di una struttura o di una macchina; è costituito da una o più tavole di dimensioni e lunghezza conveniente, con vari metodi di supporto, a seconda della forma e dell’uso.

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Chi è l’organo?

Un organo è un gruppo autonomo di tessuti che svolge una funzione specifica nel corpo. Il cuore, il fegato e lo stomaco sono esempi di organi negli esseri umani. La parola organo deriva dal latino organum, che significa “strumento”. … Gli organi si trovano nella maggior parte degli animali e delle piante.

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Di cosa è fatta l’ingegneria dei tessuti?

L’ingegneria tissutale integra componenti biologici, come cellule e fattori di crescita, con principi di ingegneria e materiali sintetici. I tessuti sostitutivi possono essere prodotti seminando prima cellule umane su impalcature, che possono essere fatte di collagene o di un polimero biodegradabile.

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Chi ha scoperto l’ingegneria dei tessuti?

Yuan-Cheng Fung
Nel 1985, il bioingegnere Yuan-Cheng Fung ha introdotto il termine “ingegneria dei tessuti” in una proposta alla National Science Foundation (NSF) per finanziare il Center for the Engineering of Living Tissue presso l’Università della California, San Diego.

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Quali sono gli esempi di ingegneria dei tessuti?

Esempi di tessuti candidati all’ingegneria dei tessuti sono la pelle, la cartilagine, il cuore e l’osso. La produzione di sostituti cutanei ha giocato un ruolo importante nel migliorare il successo degli interventi di innesto cutaneo, soprattutto per le ferite complesse come le ustioni.

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