مهندسی بافت عبارت است از استفاده از اصول و روشهای مهندسی و علوم زیستی جهت درک عمیق ارتباط بین ساختمان و عملکرد بافتهای بدن پستانداران در شرایط مختلف سلامت و بیماری و تولید جایگزین های بیولوژیک جهت بازسازی، حفظ و یا بهبود عملکرد بافتها.
این رشته بیشتر در زمینهٔ پزشکی و در گستره میکروسکوپیک فعالیت دارد. در این شاخه تخصص درآناتومی، بیوشیمی و مکانیک سلول‌ها و ساختارهای درون سلولی برای درک بیشتر فرایند بیماری و توانایی داخل شدن به بخشهای ویژه سلول لازم است.
مهندسی بافت، مطالعه رشد بافتهای ارتباطی یا ارگان ها، از سلول یا داربست کلاژنی، برای تولید یک ارگان با عملکرد خاص که جایگزین بافت میزبان قبلی شود. این تکنیک، اجازه رشد را به ارگان ها از طریق کشت می دهد و از این رو با روش های مهندسی بافت، از پس زدن بافت یا ارگان جلوگیری می شود.
نقطه آغازی برای مهندسی یک بافت، برداشت مقدار کوچکی از بافت همان ارگانی است که میخواهیم آنرا مهندسی کنیم. این بافت برداری (بیوپسی) میتواند به کوچکی 2 میلی متر برای کابرد های خاص باشد.سلول ها بعد از بافت برداری از یک نمونه کوچک،در محیطی مناسب کشت می شوند تا یک بانک سلولی ایجاد شود، سپس این سلول ها تحت شرایط فیزیکی مناسب روی مواد کلاژنی کاشته می شوند تا ساختار بافت مهندسی شده را برای ایمپلنت بوجود آورند، این پروسه در یک مرکز کشت بافت برای حفط محیط استریل انجام می شود.
فعالیت بیوشیمیایی سلولی و فیزیکی،میتواند با اضافه کردن فاکتور های رشد یا سایتوکاین (cytokines) بیشتر شود، همچنین با استفاده از تحریک فیزیکی.
بافت کشت شده، فشارهای فیزیکی کوچکی اعمال می کند که جمعیت باقی مانده سلولی را در داربست کلاژنی، با فعالیت های بیوشیمیایی و بیوفیزیکی تحریک می کند که این فعالیت ها،بطور معمول به ترمیم بافت و اندام مربوط است.
بعد از کاشت بیشتر بافت تحت شرایط مناسب، سلول های باقی مانده در بافت مهندسی شده، داربست کلاژنی را در خود حل میکنند (یعنی داربست بتدریج در بافت حل می شود) و کلاژن جدید غنی از بافت نو (Neo-Tissue) را ترشح می کنند.این ساختار به بدن بیمار (در جاهایی که سلول ها حذف شده اند) ایمپلنت می شود. این علم ضرورت داروهایی که anti-rejection هستند (دارو هایی که در بدن پس زده نمی شوند) را از بین می برد، زیرا ساختار بافت مهندسی شده از خود سلول های بدن بیمار است و این سلول ها رشد می کنند و بافت ایجاد یا ترمیم می شود.
مهندسی بافت با ساخت مواد شروع می کند (مثلا ماتریکس خارج سلولی،ایمپلنت های پلیمری و...)، مواد را به میزانی که لازم باشد،شکل دهی میکند، بافت را با سلول های زنده و فاکتور های رشد،کشت می دهد، وقتی سلول ها تکثیر شدند، داربست را می سازند و به یک بافت سه بعدی رشد می کنند و وقتی برای اولین بار در بدن ایمپلنت می شوند، سلول ها عملکردهای بافتی لازم را دوباره ایجاد می کنند. رگ های خونی، خود را به بافت جدید متصل می کنند، داربست ها در بافت حل می شوند و بافت جدید رشد کرده، به نوعی با محیط اطراف خود اتصال برقرار می کند و خود را مشابه بافت قبلی می کند.
مهندسی بافت اغلب،شامل سلول های بنیادی است. ایمپلنت سلول های بنیادی در جایگاه مناسب،میتواند هر ارگانی مثل استخوان و غضروف و تاندون و ... را تولید کند.
مهندسی بافت به طور عام به معنی توسعه و تغییر در زمینه ی رشد آزمایشگاهی مولکول ها و سلول ها در بافت و یا عضو، با هدف جایگزینی و ترمیم قسمت آسیب دیده در بدن است. دانشمندان از سال ها پیش قادر به کشت سلول ها در خارج از بدن بودند اما فناوری رشد شبکه های سه بعدی سلولی، با هدف جایگزینی آن به جای بافت آسیب دیده، اخیراً میسر شده است.
| زمینه های فعالیت در بازار کار |
پژوهشی:
- طراحی و اجرای پروژه های مرتبط با مهندسی بافت
آموزشی:
- طراحی و تدوین و اجرای برنامه های آموزشی برای دانشجویان در دانشگاه ها
- طراحی و تدوین و اجرای برنامه های آموزشی کوتاه مدت
خدماتی:
- طراحی و ایجاد مراکز تولید مرتبط با مهندسی بافت
- کنترل کیفی فراورده های مرتبط به مهندسی بافت
- ارائه خدمات تخصصی مرتبط با مهندسی بافت
مشاوره ای:
- ارائه مشاوره به محققان جهت ارتقاکیفیت پژوهش های مرتبط با مهندسی بافت
- ایجاد ارتباط، تعامل بهینه و ارائه مشاوره به محققان بخصوص در حوزه بیومراد جهت ارتقا کیفیت پژوهشهای مرتبط
- ارائه مشاوره به مراکز و مراجع ذیربط در زمینه های مرتبط
