Ingegneria dei Tessuti

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Questions and Answers

Qual è l'obiettivo principale dell'ingegneria dei tessuti?

Creare tessuti senza l'uso di cellule

Sviluppare sostituti biologici che migliorano le funzioni originali di tessuti o organi (correct)

Studiare solo le cellule senza considerare gli scaffold

Riparare i tessuti danneggiati attraverso la medicina rigenerativa

Qual è uno dei principali elementi su cui si basa l'ingegneria dei tessuti?

I farmaci per la cura delle malattie

Le apparecchiature chirurgiche

Solo gli attuatori

Le cellule (correct)

Cosa si intende per 'seeding' nel contesto dell'ingegneria dei tessuti?

Il processo di creazione di un tessuto senza cellule

La stampa 3D di tessuti

Il far aderire le cellule alla matrice per creare la ECM (correct)

L'uso di farmaci per la vascolarizzazione

Quale dei seguenti fattori è fondamentale per l'ossigenazione dei tessuti secondo le informazioni fornite?

Il VEGF (vascular endothelial growth factor) (B) Signup and view all the answers

Qual è una limitazione significativa dell'ingegneria dei tessuti?

La mancanza di vascolarizzazione (A) Signup and view all the answers

Che ruolo svolgono gli attuatori nell'ingegneria dei tessuti?

Aumentano il movimento delle sostanze tra medium e cellule (B) Signup and view all the answers

Qual è una condizione necessaria per la proliferazione cellulare nell'ingegneria dei tessuti?

Un ambiente favorevole alla funzionalità cellulare (B) Signup and view all the answers

Cosa deve essere lo scaffold affinché le cellule possano ricostruire il loro ambiente fisiologico?

Essere biodegradabile (B) Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale di uno scaffold nella crescita cellulare?

Promuovere lo sviluppo cellulare tramite stimoli molecolari e meccanici (D) Signup and view all the answers

Qual è uno dei requisiti progettuali per uno scaffold?

Deve essere poroso per la vascolarizzazione (B) Signup and view all the answers

Quale materiale è preferito per la produzione di scaffolds biocompatibili?

Polimeri sintetici come PGA e PLA (B) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo ai polimeri naturali?

Possono causare problemi immunogenici (D) Signup and view all the answers

Che caratteristiche deve avere un materiale bioattivo per essere utilizzato in medicina rigenerativa?

Deve combinare un rilascio controllato di fattori di crescita (C) Signup and view all the answers

Quale di queste tecniche è usata per la produzione di scaffolds?

Elettrospinning (B) Signup and view all the answers

Quali polimeri si degradano rapidamente in ambienti acquosi?

Poliesteri alifatici (B) Signup and view all the answers

Qual è l'importanza della morfologia dello scaffold?

Determina la direzione delle cellule e la loro funzionalità (B) Signup and view all the answers

Cosa caratterizza un polimero come il PLA rispetto al PGA?

Mantiene le proprietà meccaniche più a lungo (B) Signup and view all the answers

Qual è un vantaggio degli scaffolds realizzati con tecniche di elaborazione tessili?

Consentono un controllo versatile della porosità (A) Signup and view all the answers

Quale collagene è prodotto in ambiente statico?

Collagene I (D) Signup and view all the answers

Qual è l'importanza degli stimoli fisici nella differenziazione cellulare?

Necessari per la formazione di tendini e vasi (C) Signup and view all the answers

Quale funzione hanno gli scaffold nell'ingegneria dei tessuti?

Guida l'adesione e la crescita delle cellule (D) Signup and view all the answers

Quale parametro deve essere controllato nello scaffold riguardo alla porosità?

Circa il 70% (D) Signup and view all the answers

Cosa si intende per decellularizzazione?

Rimozione della componente cellulare mantenendo la matrice (D) Signup and view all the answers

Perché le cellule staminali sono preferite nel processo di ingegneria dei tessuti?

Possiedono una maggiore capacità di differenziazione (A) Signup and view all the answers

Quale materiale può essere utilizzato per creare uno scaffold biologico?

Materiali decellularizzati (B) Signup and view all the answers

Che tipo di polimeri sono i poliesteri utilizzati negli scaffold?

Biodegradabili per idrolisi (D) Signup and view all the answers

Qual è uno degli obiettivi principali della bioprinting nella medicina?

Evitare la semina delle cellule (D) Signup and view all the answers

Cosa deve essere controllato nel processo di decellularizzazione?

I livelli di DNA residuo (D) Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della matrice extracellulare nella rigenerazione dei tessuti?

Supporta e guida la crescita cellulare (B) Signup and view all the answers

Cosa comporta un'alta porosità negli scaffold?

Minore proprietà meccaniche (B) Signup and view all the answers

Che effetto ha l'età sulla densità delle cellule nei tessuti?

Diminuisce progressivamente (D) Signup and view all the answers

Qual è il principale vantaggio dell'uso dell'alginato di sodio nel bioink?

È biocompatibile e simile alla ECM nativa. (A) Signup and view all the answers

Quale parametro non è critico durante la microestrusione?

Colore del fluido. (D) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sulla viscosità è corretta?

La viscosità varia tra 0.001 e 250 Pa*s. (A) Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dei bioreattori nel processo di ingegneria tissutale?

Maturare le strutture stampate. (D) Signup and view all the answers

Cosa si intende per 'shear-thinning' in riferimento a un bioink?

La viscosità diminuisce con l'aumento della velocità di scorrimento. (C) Signup and view all the answers

Qual è uno degli obiettivi della medicina rigenerativa?

Ricostruire il tessuto senza sostituirlo. (C) Signup and view all the answers

Quali cellule possono essere incluse nel bioink?

Cellule differenziate o staminali pluripotenti. (A) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti tecniche non è una forma di bioprinting?

Sublimazione. (C) Signup and view all the answers

Quale aspetto è importante valutare prima della stampa di un biomateriale?

Parametri reologici e angolo di cedimento. (C) Signup and view all the answers

Qual è la pressione comunemente utilizzata nei processi di bioprinting?

5 - 400 kPa. (D) Signup and view all the answers

Cosa comporta la 'gelificazione' in un bioink?

La transizione da uno stato fluido a uno gelatinoso. (B) Signup and view all the answers

Quale metodo di test è utilizzato per ottimizzare l'accuratezza delle geometrie dopo la stampa?

Test di rigonfiamento. (D) Signup and view all the answers

Qual è uno degli ambiti di ricerca da migliorare nell'ingegneria tissutale?

Vascolarizzazione dei tessuti stampati. (B) Signup and view all the answers

Study Notes

Campo interdisciplinare che applica principi di ingegneria, medicina e biologia per sviluppare sostituti biologici per ripristinare, ricreare o migliorare funzioni di tessuti/organi.
Si propone di imitare i tessuti biologici per impianto, differenziandosi dalla medicina rigenerativa che si concentra sulla riparazione dei tessuti danneggiati attraverso la rigenerazione cellulare.
Strumenti essenziali: biostampanti 3D per creare gel con cellule interne.
Collaborano diverse scienze: scienze dei materiali, chimica, bioingegneria, biologia cellulare e molecolare, clinica e chirurgia.
Processo chiave: seeding (le cellule vengono collocate nella matrice, aderiscono e si moltiplicano, creando la matrice extracellulare).
Limiti principali: assenza di vascolarizzazione e innervazione, sebbene esistano farmaci per l'angiogenesi.
Elementi principali: cellule, scaffold e bioreattore.

Elementi dell'Ingegneria dei Tessuti

Cellule: Necessitano di un ambiente favorevole per proliferazione, differenziazione e funzionalità.
Ambiente di coltura: Condizionamento chimico (medium con nutrienti e fattori di crescita come VEGF per angiogenesi) e fisico (stimoli esterni, ad esempio per la produzione di diversi tipi di collagene).
Scaffold: Struttura tridimensionale, biodegradabile e con porosità controllata (circa 70%), che ospita la proliferazione cellulare.
- Materiali: Polimeri sintetici (PLA, PGA, PLGA, poliesteri-uretani), naturali (collagene, acido ialuronico, alginato) e matrici decellularizzate (ottenute da strutture preesistenti).
- Importante la velocità di degradazione e l'interconnessione dei pori.
Bioreattore: Dispositivo che fornisce un ambiente controllato (chimico e fisico) alla crescita e al mantenimento delle cellule e dei tessuti.

Biostampage

Tecnica che permette di stampare tessuti e strutture in 2D e 3D utilizzando software CAD/CAM.
Importanza: Elimina il problema della semina, le cellule sono incorporate allo scaffold nel processo.
Processo: Raccolta immagini mediche, progettazione del design con software, stampa con varie tecniche come inkjet, microestrusione o laser-assisted.
Materiali: Polimeri sintetici, naturali o ECM, cellule differenziate/staminali nel bioinchiostro (bioink).

Tecniche di stampa 3D

Microestrusione: Metodo che stampa filamenti tramite pressioni controllate, utile per stampare geometrie complesse.
Requisiti del bioinchiostro (bioink): viscoso, shear-thinning, rapida cinetica di recupero, alta resistenza al flusso.
Valutazione della stampabilità: Test manuale (formazione fibre), parametri reologici, angolo di cedimento, risoluzione.

Requisiti Bioinchiostri

Biocompatibilità.
Proprietà reologiche controllabili per la stampa (viscosità, gelificazione).
Cinetica di degradazione controllata.
Proprietà meccaniche adeguate per la biomimica.
Materiali commerciali/laboratorio (PEG, alginato, gelatina).
Test per ottimizzare la stampa: rigonfiamento, cinetica di degradazione, prove di proprietà meccaniche.

Vascolarizzazione e Innervazione

Importanti limitazioni nell'ingegneria dei tessuti, oggetto di ricerca continua, ad esempio stampa di spazi vuoti futurematici.

Decellularizzazione

Rimozione della componente cellulare di una struttura biologica per preservare la matrice extracellulare.
Applicazioni: Trachea, valvole cardiache, polmoni, organi interi.
Valutazione del successo: controllo quantitativo e qualitativo dei frammenti di DNA.

Aree di Sviluppo

Vascolarizzazione, innervazione, tecnologie avanzate di stampa, sviluppo nuovi biomateriali.

Principali Materiali

Polimeri (sintetici e naturali, idrogeli).
Ceramici (calciofosfati).
Metallici (dove degradabili).

Medicina Rigenerativa

Focus sulla ricostruzione di tessuti viven.
Processi: Cellule, scaffold, sostanze induttrici per crescita e/o differenziazione.

Metodi guidati da Scaffold

Utilizzo di scaffold per la rigenerazione di piccoli difetti o tessuti.
Integrazione di scaffold per la gestione di tessuti maggiori.
Scaffold, bioattivo, biocompatibile, processabile, sterilizzabile e conservabile.
Materiali: Polimeri diversi (sintetici, naturali, idrogeli).
Produzione: Strutture tessili e tecniche di lavorazione su forma e dimensione.

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Scopri i principi e le tecnologie alla base dell'ingegneria dei tessuti, un campo interdisciplinare che combina ingegneria, medicina e biologia. Questo quiz esplora le tecniche di sviluppo di impianti biologici e l'importanza di strumenti come le biostampanti 3D. Metti alla prova le tue conoscenze su cellule, scaffold e bioreattori.

Ingegneria dei Tessuti - Concetti Fondamentali

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