วัสดุที่ย่อยสลายด้วยกระบวนการชีวภาพสำหรับงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
Biodegradable Materials for Tissue Engineering
Keywords:
วิศวกรรมเนื้อเยื่อ , ชีววัสดุที่ย่อยสลายด้วยกระบวนการชีวภาพ , วัสดุค้ำจุน , เนื้อเยื่อที่ได้รับความเสียหาย, tissue engineering, biodegradable materials, scaffold, tissue injuryAbstract
วิศวกรรมเนื้อเยื่อ เป็นวิธีการใหม่ทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อทดแทนเนื้อเยื่อที่ได้รับความเสียหายหรือเนื้อเยื่อที่หลุดหายเป็นวิธีที่สามารสร้างเนื้อเยื่อทดแทนส่วนที่ได้รับความเสียหายซึ่งมีมากเกินกว่าร่างกายจะสามารถสร้างได้ให้กลับมีสภาพเดิม ชีววัสดุเป็นปัจจัยที่สำคัญอย่างหนึ่งในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อโดยทำหน้าที่เป็นตัวค้ำจุนเนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นใหม่ วัสดุที่ไม่ใช่ชีวภาพ เช่น โลหะ เซรามิกส์ และพอลิเมอร์สังเคราะห์เป็นวัสดุกลุ่มแรกที่นำมาใช้กับร่างกายสำหรับสร้างเนื้อเยื่อทดแทนส่วนที่ได้รับความเสียหายปัจจุบัน วัสดุที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยกระบวนการชีวภาพและพอลิเมอร์ที่ไม่เป็นพิษต่อเซลล์ของร่างกาย เป็นวัสดุค้ำจุนที่ได้รับความสนใจอย่างมาก สำหรับเตรียมให้มีโครงรูปสามมิติและเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยากับร่างกาย โดยวัสดุค้ำจุนที่ดีควรมีลักษณะที่ประกอบด้วย สามารถเข้ากับเซลล์ร่างกายได้โดยไม่ก่อให้เกิดอาการอักเสบ สลายตัวได้ด้วยกระบวนการชีวภาพ รวมทั้งลักษณะอื่น ๆ เช่น ความพรุนพื้นผิวสำหรับการเกาะของเซลล์และความสามารถในการรองรับน้ำหนักของเซลล์ที่จะสร้างใหม่ โดยเซลล์ที่สร้างบนวัสดุค้ำจุนควรมีสมบัติเชิงกลใกล้เคียงกับสภาพธรรมชาติของเนื้อเยื่อเดิม ขณะนี้ มีการทดลองและการประยุกต์ใช้ชีววัสดุมากมายสำหรับงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อ Tissue engineering is an emerging new biotechnology method for replacing injured tissue or tissue lost. It is beginning to provide promising means of replacing irreversible tissue lost. Biomaterials are an important factor in tissue engineering. It is used as scaffold to provide support for engineered tissues. Non-biological materials such as metals, ceramics and synthetic polymers are the first generation technology in biomaterial that focuses on restoring damaged tissues. Recently, biodegradable materials and biocompatible polymers have been attractive candidates for scaffolding material. The scaffold is created its biological inertness, as well as its overall three-dimensional structure. An ideal scaffold should possess of biocompatibility and biodegradability, including other characteristics such as porosity and sufficient surface area for cell attachment and geometry that imparts important for new tissue generate. The cell-scaffold construct should closely simulate the mechanical properties of the nature tissue. To date, studies of tissue engineering based on biodegradable materials have been applied and reported for a various cases of experiment.References
Altman, G.H., Diaz, F., Jakuba, C., Calabro, T., Horan, R.L., Chen, J., Lu, H.H., Richmond, J., & Kaplan, D.L. (2003). Silk-based biomaterials. Biomaterials, 24, 401-416.
Archibald, S.J., Shefner, J., Krarup, C., & Madison, R.D. (1995). Monkey median nerve repaired by nerve graft or collagen nerve guide tube. The Journal of Neuroscience, 15, 4109-4123.
Boucard, N., Viton, C., Agay, D., Mari, E., Roger, T., Chancerelle, Y., & Domard. (2007). The use of physical hydrogels of chitosan for skin regeneration following third-degree burns. Biomaterials, 28, 3478-3488.
Bruns, S., Stark, Y., Roker, S., Wieland, M., Drager, G., Kirschning, A., Stahl, F., Kasper, C., & Scheper, T. (2007). Collagen biomaterial doped with colominic acid for cell culture applications with regard to peripheral nerve repair. Journal of Biotechnology, 131, 335-345
Cheung, H.-Y., Lau, K.-T., Tao, X.-M., & Hui, D. (2008). A potential material for tissue engineering: Silkworm silk/PLA biocomposite. Composites Part B, 39, 1026-1033.
Chiarini, A., Petrini, P., Bozzini, S., Dal Pra, I., & Armato, U. (2003). Silk fibroin/poly(carbonate)-urethane as a substrate for cell growth: in vivo interactions with human cells. Biomaterials, 24, 789-799.
Chong, E.J., Phan, T.T., Lim, I.J., Zhang, Y.Z., Bay, B.H., Ramakrishna, S., Lim, C.T. (2007). Evaluation of electrospun PCL/gelatin nanofibrous scaffold for wound healing and layered dermal reconstitution. Acta Biomaterialia, 3, 321-330.
Chun, S., Huang, Y., Xie, W.J., Hou, Y., Huang, R.P., Song, Y.M., Liu, X.M., Zheng, W., Shi, Y., & Song, C.F. (2008). Adhesive growth of pancreatic islet cells on a polyglycolic acid fibrous scaffold. Transplantation Proceedings, 40, 1658-1663.
Coombes, A.G.A., Rizzi, S.C., Williamson, M., Barralet, J.E., Downes, S., & Wallace, W.A. (2004). Precipitation casting of polycarpolactone for applications in tissue engineering and drug delivery. Biomaterials, 25, 315-325.
Croce, M.A., Silvestri, C., Guerra, D., Carnevali, E., Boraldi, F., & Tiozzo, R. (2004). Adhesion and proliferaration of human dermal fibroblasts on collagen matrix. Journal of Biomaterials Applications, 18, 210-222.
