/Статьи по медицине/Будущее: регенерация тканей

Будущее: регенерация тканей

Желаемое Видение Будущего
Чтобы представить обзор возможных будущих направлений использования биоматериалов в тканевой инженерии, полезно рассмотреть три временных интервала: 9

1.
Прошлое: удаление тканей

2.
Настоящее время: замена тканей

3.
Будущее: регенерация тканей

Некоторые участники семинара полагали, что конечная цель военного применения тканевой инженерии состоит в том, чтобы иметь возможность регулярно восстанавливать функциональные конечности, органы и ткани, которые были повреждены травмами, полученными на поле боя. Критическая потребность в технологиях замещения тканей, конечностей и органов иллюстрируется тем фактом, что 71% травм на поле боя приводят к повреждению мышечной и скелетной систем, а 13% - к повреждению головы и лица.10 способность залечивать эти виды ранений улучшила бы долгосрочное качество жизни тех бойцов, которые получили ранения, и могла бы лучше способствовать их возвращению на службу. В настоящее время предпринимаются некоторые постепенные шаги в направлении обеспечения пострадавших протезами, которые имеют некоторые полезные функции, но современное состояние технологий не восстанавливает прежнюю способность организма к физической деятельности или не обеспечивает внешний вид или структуру естественной конечности или ткани.Одиннадцать

Помимо цели разработки методов фактической регенерации поврежденных тканей, органов или конечностей, другой целью является разработка способа прикрепления или имплантации рудиментарной структуры замещения в месте повреждения. Рудиментарная структура может служить каркасом, который затем постепенно модифицируется или заменяется самим телом, чтобы новая ткань могла принять свою естественную структуру и функцию.12 например, развитие этой предлагаемой методики может включать дальнейший прогресс в области использования рассасывающихся материалов, которые могут разрушаться с течением времени и заменяться естественными тканями. Участники семинара отметили, что на практике было бы желательно обеспечить, чтобы скорость, с которой организм разрушает этот искусственный материал, соответствовала скорости, с которой организм производит его естественную замену.

Другим упомянутым подходом является использование биологических самовоспроизводящихся материалов. Эти системы смогли быстро интегрировать живые клетки в синтетические ремонтины для поколения ткани (кожи или мышцы) на месте раны.Еще одной альтернативой может быть разработка постоянных искусственных замен для поврежденных конечностей, органов или тканей, которые, в отличие от современных технологий, восстанавливают полную функцию и полностью интегрируются с существующей костью, структурой и тканью.

Участники секционного заседания согласились с тем, что достижение любого или всех этих решений для восстановления тяжелых повреждений тканей потребует разработки и понимания новых биоматериалов. Это также потребует лучшего контроля свойств интерфейсов между природными и искусственными материалами. Успех метода обработки будет зависеть от его способности сбалансировать свои требования к интерфейсу с окружающим материалом с его потребностями в структурной функции.

Хотя восстановление крупномасштабных травм, даже при наличии осложняющих инфекций, потенциально является наиболее важной долгосрочной целью для достижения прогресса в этой области, существует также необходимость разработки методов лечения менее масштабных, менее разрушительных травм. Поиск эффективных методов лечения небольших травм будет самостоятельно полезным и постепенно необходимым шагом. Разработка мелкомасштабных методов лечения является практической краткосрочной проблемой. Участники секционного заседания отметили, что понимание того, как делать ремонт в небольших масштабах, улучшит нашу общую способность восстанавливать большие участки сломанной кости, лечить большие ожоги и предотвращать образование рубцов.

Для достижения прогресса в области биомедицинских материалов для военных члены научного и медицинского сообщества должны будут сотрудничать в междисциплинарной среде. Это стало ясно из быстрой оценки прошлого членов секционных заседаний. Применение любых новых технологий и разработка полезных продуктов также потребует постоянного и активного сотрудничества между членами коммерческих, академических, регулирующих и военных организаций. Взаимодействие с полевыми хирургами и врачами также будет иметь решающее значение для успеха. Участники семинара ожидали, что пример различных организаций, которые они представляют, создаст прецедент для будущего межорганизационного сотрудничества в этой области.

В дополнение к межорганизационному сотрудничеству, процесс разработки необходимых технологий для лечения и восстановления боевых травм потребует участия представителей различных научных дисциплин. Ученые-материаловеды, специалисты в области развития и микробиологии, биохимики, травматологи, неврологи, сосудистые и ортопеды-все они могут внести фундаментальный вклад в решение задачи совершенствования существующих технологий и открытия новых материалов и методов. Некоторые участники семинара считали, что только командный подход может реализовать весь потенциал новой технологии для warfighter.

Некоторые области потенциального развития были определены участниками в качестве сквозных и стимулирующих технологий. Эти технологии находят применение в любом из нескольких возможных решений общей проблемы заживления и восстановления повреждений, независимо от окончательного выбора технологии восстановления повреждений, будь то регенерация, рассасывание и замена, или искусственный протез. Приведенные примеры включали улучшение заживления ран, смягчение рубцов, борьбу с инфекцией и ее устранение, а также анализы с высокой пропускной способностью. Даже общие методы и методы для облегчения бесшовного взаимодействия между учеными, корпоративными разработчиками и клиническим персоналом были рассмотрены некоторыми участниками в качестве необходимой стимулирующей технологии.

Несколько участников отметили, что конечным результатом реализации этого видения на будущее должно стать проектирование и разработка эффективного и практического метода лечения, полезного для военных хирургов. Наличие практического и функционального набора продуктов может оказать революционное воздействие на уход за ранеными бойцами, позволяя военному персоналу извлекать выгоду из улучшенного восстановления, снижения инфекций, быстрого возвращения к службе, восстановления формы и функций, активного участия в работе и обществе, а также повышения чувства благополучия и уверенности.

Цели для достижения видения
Группа тканевой инженерии определила три необходимых пути развития технологии биоматериалов: нейрональный, сосудистый и ортопедический. Каждый из этих путей имеет некоторые общие цели с другими путями, наряду с некоторыми уникальными технологическими требованиями. Цель обсуждения в группе состояла в том, чтобы в конечном счете интегрировать прогресс во всех трех этих направлениях с прогрессом в других технологиях, позволяющих привести к производству полностью функциональной замещающей ткани, конечностей или органов.

На семинаре-практикуме участники секционной группы наметили график, в котором признаются существующие технологические проблемы, нынешние быстрые темпы прогресса в этой области и насущная потребность военных в совершенствовании планов лечения.