Biocompatibilitate celulară

CONTINUTUL CURSULUI

¨Biocompatibilitate” in contextul dezvoltării actuale a stiintei biomaterialelor.

Introducere în biologia celulară și biochimie. Rapel celula eucariota. Matricea extracelulara: macromolecule - structura si proprietati. Adeziunea celulară. Jonctiuni celulare. Dinamica interacțiilor celule-matrice extracelulară. Migrarea celulara. Proliferarea și diferentierea celulelor.

Culturi celulare: Cresterea celulelor in cultura. Sisteme 2D si 3D de cultivare a celulelor. Culturi histotipice si organotipice. Tipuri celulare, celule stem: obtinere, caracterizare, aplicatii si avantaje/dezavantaje.

Proprietățile chimice și fizice ale materialelor pentru incorporarea în sisteme vii. Factori care guvernează alegerea biomaterialului pentru o aplicație. Materiale ceramice, metale și aliaje, polimeri sintetici și naturali.

Documente legale, normele privind investigațiile pe om și țesuturi animale.

Biocompatibilitate” in “contextul dezvoltării actuale a stiintei biomaterialelor

“Biocompatibilitatea este un termen stiintific care este utilizat pe scară largă in caracterizarea biomaterialelor, dar există încă o plaja mare de interpretari cu privire la ceea ce înseamnă de fapt și la mecanismele care sunt incluse în cadrul fenomenelor denumite colectiv biocompatibilitate.

Deoarece biomaterialele sunt utilizate cu scopuri variate și complexe (cum ar fi ingineria țesuturilor, eliberarea medicamentelor și materialelor genetice, avand sisteme de transfecție bazate pe nano- si biotehnologiile, dispozitivele medicale implantabile, senzorii invazivi), această incertitudine cu privire la mecanismele ce trebuie modulate și condițiile pentru biocompatibilitate devine un element de incetinire in dezvoltarea acestor noi metode diagnostice si terapeutice.”

Biocompatibilitate” in “contextul dezvoltării actuale a stiintei biomaterialelor

“De multe ori definitia biocompatibilitatii a fost negativa, materialele au fost selectate sau dezvoltate pe baza faptului că ar fi netoxice, non-imunogene, non-carcinogene, netrombogene, non-iritante, etc.

Sunt incluse in acest sens in definitia biocompatibilitatii situația si modul în care materialul este utilizat, alaturi de caracteristicile acestuia.

Din ce în ce mai multe aplicații au necesitat ca materialul să reacționeze în mod specific cu țesuturile, mai degrabă decât să fie ignorat de acestea, așa cum este necesar în cazul unui material inert. De exemplu, anumite celule interactioneaza specific cu proteinele extracelulare, cu transmiterea unui semnal intracelular ce moduleaza functiile celulare.

Nu in ultimul rand, in unele aplicații este necesar ca materialul să se degradeze în timp în corp pentru a evita reactii nedorite, cum ar fi inflamatia cronica si impiedicarea remodelarii tisulare.

În consecință, biocompatibilitatea a fost redefinită în 1987 după cum urmează: “Biocompatibilitatea se referă la capacitatea unui material de a obtine un răspuns adecvat al gazdei într-o situație specifica”. [Williams DF. Definitions in biomaterials. Amsterdam: Elsevier; 1987].

Biocompatibilitate” in “contextul dezvoltării actuale a stiintei biomaterialelor

Este probabil ca un concept să nu se aplice tuturor interacțiunilor material-țesut care se referă la aplicații care variază pe scară largă, de la un stent vascular ce elibereaza un medicament până la o construcție de cartilaj prin inginerie tisulară, o proteză de înlocuire a articulațiilor sau un biosenzor invaziv (de exemplu pentru masurarea glicemiei si o comanda automata a unei pompe de insulina).

Elementul esential pentru a înțelege biocompatibilitatea este determinarea mecanismelor chimice, biochimice, fiziologice, fizice sau de altă natură care devin active (și de ce), în condițiile extrem de specifice asociate contactului dintre biomateriale și țesuturile corpului și care sunt consecințele a acestor interacțiuni.

Pentru dispozitivele medicale implantabile, caracteristicile individului în sau pe care este plasat dispozitivul sunt de asemenea de o importanță considerabilă și este de anticipata o variabilitate largă de la pacient la pacient. Vârsta, sexul, starea generală de sănătate și afectiunile asociate, mobilitatea fizică, caracteristicile stilului de viață și starea farmacologică contribuie la această variabilitate.

Proiectarea dispozitivului și relația fizico-chimica dintre dispozitiv și corp joacă roluri semnificative, la fel ca prezența sau absența microorganismelor și a endotoxinelor.