Polimeri Sintetici în Biomedicală

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Care dintre următoarele caracteristici nu sunt de obicei asociate cu polimerii sintetici utilizați în aplicații biomedicale?

Biocompatibilitate și biodegradabilitate cu rată de degradare modulabilă

Procesare excelentă

Integrare facilă cu țesuturile gazdă fără reacții inflamatorii persistente (correct)

Proprietăți mecanice previzibile și reproductibile

Ce formă de material nu se menționează în text că poate fi fabricată din polimeri sintetici sau biopolimeri?

Micro- și nanoparticule

Filme

Hidrogeluri

Plăci (correct)

Care este intervalul tipic al modulului lui Young pentru polimerii sintetici, conform informațiilor furnizate?

18 - 40 MPa

1.8- 4 GPa (correct)

1.8 - 4 MPa

18-40 GPa

De ce se consideră materialele compozite, formate din polimeri și ceramică (biosticle), candidați ideali pentru scaffold-uri biodegradabile?

Datorită capacității lor de a se degrada in vivo, favorizând formarea de țesut nou. (A) Signup and view all the answers

Pe lângă consolidarea mecanică, ce funcționalitate suplimentară furnizează nanotuburile de carbon (CNT) în combinație cu polimerii?

Asigurarea unei urmăriri îmbunătățite a celulelor și conductivitatea electrică. (C) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele nu este o metodă enzimatică de decelularizare?

Surfactanți (B) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele metode de decelularizare implică utilizarea energiei mecanice?

Stresul mecanic (B) Signup and view all the answers

Ce metodă de decelularizare este cel mai probabil să implice o combinație de agenți fizici și chimici?

Metodele hibride (B) Signup and view all the answers

Care dintre următorii parametri NU este menționat ca fiind variabil în procesul de decelularizare?

Tipul de colorant utilizat (C) Signup and view all the answers

Care este scopul principal al decelularizării în ingineria tisulară?

De a elimina toate celulele, păstrând structura matricei extracelulare (B) Signup and view all the answers

Ce componente ale matricei extracelulare sunt marcate colorimetric în imaginea rinichiului decelularizat?

Colagen tip V, colagen tip IV și proteoglicani (D) Signup and view all the answers

În contextul studiilor clinice menționate, ce tip de transplant a fost evaluat pe o perioadă de 5 ani?

Transplant de căi aeriene (A) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele structuri ale rinichiului sunt vizualizate în 3D în urma decelularizarii din imagine?

Glomerulii, cortexul și joncțiunea corticomedulară (B) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele componente NU se găsesc în țesutul cardiac?

Condrocite (A) Signup and view all the answers

Ce procent din totalul celulelor țesutului cardiac sunt reprezentate de elementele contractile?

10-20% (C) Signup and view all the answers

La vârsta de 75 de ani, ce procent din celulele cardiace sunt înlocuite anual de celule progenitoare?

0,5% (D) Signup and view all the answers

Care este una dintre consecințele inițiale ale opririi fluxului sanguin în țesutul cardiac?

Trecerea metabolismului aerob la glicoliză anaerobă. (A) Signup and view all the answers

Cât timp durează până când începe apoptoza celulară după oprirea fluxului sanguin în miocard?

20-40 minute (B) Signup and view all the answers

În remodelarea matricei extracelulare (ECM) după un infarct miocardic, ce tip de colagen înlocuiește colagenul de tip I?

Colagen de tip III (B) Signup and view all the answers

Ce se întâmplă cu pereții ventriculari în prima fază de remodelare a țesutului cardiac după infarct miocardic, ca urmare a scăderii cantității de colagen?

Subțierea pereților (C) Signup and view all the answers

Ce se formează în zona afectată după faza inflamatorie și resorbția țesutului necrotic în urma infarctului miocardic?

Țesut cicatricial (C) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele reprezintă un scop principal al ingineriei tisulare osoase?

Să restaureze structura și funcția țesutului osos. (D) Signup and view all the answers

Ce rol au proteinele morfogenice osoase (BMP) în procesul de vindecare osoasă?

Stimulează formarea osului nou prin inducerea transformării celulelor stem mezenchimale. (C) Signup and view all the answers

Care este principala limitare a utilizării proteinelor morfogenice osoase recombinante în practica clinică?

Costul lor extrem de ridicat. (B) Signup and view all the answers

Ce reprezintă matricea extracelulară (MEC) rezultată în urma decelularizării?

O structură tridimensională compusă din molecule structurale și funcționale. (C) Signup and view all the answers

Care este principala caracteristică a culturilor celulare primare?

Păstrează trăsăturile celulelor originale și au creștere lentă. (A) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele afirmatii despre dozele mari de BMP-2 este adevărată?

Reduc riscul de pseudartroză și accelerează vindecarea fracturilor. (B) Signup and view all the answers

Ce diferențiază culturile celulare secundare de cele primare?

Sunt subcultivate din culturile celulare primare și au o viață mai lungă. (A) Signup and view all the answers

Ce presupune terapia celulară în contextul ingineriei tisulare?

Aplicarea de celule în țesut pentru a înlocui cele distruse și a restabili funcțiile. (B) Signup and view all the answers

Cum sunt obținute culturile celulare primare direct din țesutul animal?

Prin dezintegrarea mecanică, chimică sau enzimatică a țesutului. (D) Signup and view all the answers

Care dintre urmatoarele celule NU este implicată în remodelarea osoasă?

Condrocite. (B) Signup and view all the answers

Ce se poate întâmpla cu liniile celulare în timp, în cursul culturii in vitro?

Își pot modifica genotipul și fenotipul. (C) Signup and view all the answers

Care este principalul avantaj al utilizării celulelor stem mezenchimale în repararea osoasă?

Reprezintă o sursă celulară atât pentru repararea osoasă, cât și pentru cea cartilaginoasă. (C) Signup and view all the answers

Ce este un scaffold în contextul ingineriei tisulare osoase?

O matrice 3D folosită ca suport pentru creșterea celulelor. (D) Signup and view all the answers

Ce avantaj major oferă decelularizarea din perspectiva ingineriei tisulare, conform textului?

Crearea unui material cu caracteristicile structurale ale matricei extracelulare originale. (C) Signup and view all the answers

Ce tip de enzime sunt folosite adesea în procesul de dezintegrare mecanică a țesuturilor?

Enzime proteolitice. (B) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele caracteristici NU este esențială pentru gelurile injectabile utilizate în tratamentul cardiovascular?

Să fie complet transparente pentru vizualizare intraoperatorie. (B) Signup and view all the answers

Care dintre următoarele materiale gelifiante in situ este o polizaharidă cationică naturală?

Chitosanul (C) Signup and view all the answers

Care este rolul principal al gelurilor injectabile în contextul tratamentului cardiovascular?

Să adapteze forma cavității în care sunt injectate și să susțină celulele. (D) Signup and view all the answers

Cum se auto-asamblează pulberea de keratină liofilizată pentru a forma un gel?

Prin adăugarea de apă. (C) Signup and view all the answers

Care dintre biomaterialele gelifiante naturale menționate este utilizat și pentru absorbția speciilor reactive de oxigen?

Chitosanul (C) Signup and view all the answers

Ce proprietate a gelurilor injectabile ajută la menținerea celulelor în zona de interes?

Simularea unui mediu 3D propice celular. (C) Signup and view all the answers

Care este un avantaj al gelurilor injectabile în comparație cu alte forme de terapie cardiovasculară?

Posibilitatea de a fi administrate prin proceduri minim invazive, bazate pe cateter (C) Signup and view all the answers

Ce rol are alginatul în gelurile injectabile?

Ca polizaharidă anionica care gelifiază cu ioni de Ca. (C) Signup and view all the answers

Study Notes

Inginerie Tisulară - Tesut Osos

Osul este un țesut specializat, adaptat solicitărilor mecanice prin modelare și remodelare.
Are trei funcții fundamentale: suport structural, echilibru mineral și hematopoeză.
Matricea organică reprezintă 35-95% (de obicei tip I) colagen și 5% proteine necolagenice.
Matricea anorganică este compusă în principal din Ca și fosfați sub formă de hidroxiapatită, reprezentând 65%.
Celulele implicate sunt osteoblaste, osteocite și osteoclaste.
Cele mai comune cauze ale distrugerii osoase sunt traumele, infecțiile și bolile degenerative (osteomielita, osteoporoza),
Defectele osoase se datorează lipsei de țesut osos în zone care ar trebui să existe, formând pseudoartroze.
Metodele de reconstrucție osoasă includ decorticarea, excizia și fixarea, grefarea osului spongios, metoda Ilizarov și ingineria tisulară
Grefarea osoasă, stabilită în secolul al XVIII-lea, înlocuiește lipsa de material osos cu autogrefe sau alogrefe.
Matricea biocompatibilă și biodegradabilă este utilizată pentru a induce vindecarea oaselor. Scaffoldurile goale și cele complexe sunt sisteme de livrare pentru celule, factori de creștere și medicamente.

IT a Materialului Osos

Factori importanți în proiectarea scaffoldului pentru reconstrucția osoasă includ biocompatibilitatea, osteogeneza, osteocompatibilitatea, osteoinducția, osteoconducția, rezistența mecanică, textura suprafeței și rata de degradare.
Procesabilitatea permite o adaptare a formelor neregulate la defectele din oase.
Bioceramicile, biopolimerii, polimerii sintetici/biopolimeri, polimeri și ceramică, polimeri-nanotuburi de carbon (CNT) și compozite biopolimer-grafenă sunt materiale utilizate în ingineria tisulară osoasă.

Bioceramicile

Hidroxiapatita (HA) este o matrice biologică nativă, fragilă și cu resorbție lentă.
Beta-tri-calciu-fosfat (β-TCP) este un material biologic nativ, cu resorbție lentă.
Sulfatul de calciu este un material cu resorbție rapidă.
Octacalciu fosfat este un material biologic potrivit de înaltă calitate.
Materiale nanomateriale avansate prezintă caracteristici variabile, fiind personalizabile.

Biopolimerii

Chitosanul, colagenul și fibrina sunt biopolimeri, cu biocompatibilitate și biodegradabilitate.
Polimerii sintetici au procesare excelenta, biodegradilitate reglabilă, și proprietăți mecanice predictibile.
Polimerii sintetici pot genera reacții inflamatorii persistente și nu întotdeauna sunt compatibili cu țesuturile gazdă.

Scaffoldurile - Biomateriale

Fabricate dintr-o varietate de forme (hidrogeluri, filme, fibre, bureți și micro/nano-particule).
Prezentând un modul Young cuprins între 1,8 și 4 GPa, cu variații în funcție de direcție.
Amestecurile de polimeri sintetici și biopolimeri necesită modificări semnificative ale structurii lor chimice pentru diverse aplicații.
Aceste modificări chimice utilizează adesea compuși care pot induce citotoxicitate.

Polimeri și ceramică (biosticle)

Biosticlele sunt un material potrivit pentru scaffold-uri care se degradează treptat.
Sunt potrivite pentru cresterea țesutului natural, datorită capacitatii de degradare in vivo.

Polimeri-nanotuburi de carbon (CNT)

CNT pot îmbunătăți calitatea celulelor, conductivitatea electrică, livrarea de factori de creștere sau medicamente, și consolidarea mecanică a scaffoldurilor
Prezentate ca mai bune, din cauza rugozitatii modulabile.

Citotoxicitatea CNT

Catalizatorul metalic utilizat pentru fabricarea CNT-urilor implică plasarea acestora în interiorul corpului, determinând probleme de toxicitate datorate interacțiunii cu membranele celulare.

Compozite biopolimer - grafena

Prezentand conductivitate termică excelenta și proprietăți mecanice.
Oferind o capacitate de consolidare superioară pentru nanotuburile de carbon.

Metode de reconstructie osoasa

Autogrefă.
Alogrefă.

Descrierea materialelor utilizate

Matrice osoasă demineralizată (MOD) este produsă prin extracția acidă a alogrefei.

Substituenți de os

Hidroxiapatita coraline.
ProOsteon de Interpore Cross.
Xenogrefe.

IT - Tesutul Cartilaginos

Procesul de regenerare se bazează pe izolare, cultură și reimplantare celulară. Celulele stem mezenchimale sunt potrivite pentru regenerare osoasă și cartilaginoasă.
Degenerarea osoasă și cartilaginoasă conduce la schimbări musculo-scheletice neobișnuite, în timp, acestea pot duce la osteoartrită.
Medicamentele, cum ar fi anticoagulantele, tromboliticele, vasodilatatoarele, aspirina și beta-blocantele sunt utilizate pentru limitarea severității unor consecințe ale infarctului miocardic.
Metodele chirurgicale, cum ar fi angioplastia, urmăresc restabilirea fluxului sangvin.
Tendințele moderne includ cardiomioplastia și utilizarea de straturi celulare, geluri injectabile, scaffolduri și dispozitive de „imbracare” a inimii pentru restaurarea regiunii miocardice deteriorate.
Diversitatea biomaterialelor pentru scaffolduri implică utilizarea de polimeri naturali (fibrina, colagen), polimeri naturali (agaroză, alginat, chitosan), materiale artificiale (Dacron, teflon, fibre de carbon, poliesteruretan, acid polibutiric) și combinații ale acestora. Bioreactoarele, prin controlul parametrilor de cultură, îmbunătățesc calitatea țesutului neoformat.

Bioreactoare pentru stabilirea şi mentinerea culturilor 3D

Presupun insamantarea celulelor condrogenice pe scaffold poros, asigurând un mediu 3D favorabil și uniformizarea straturilor celulare.

Metode pentru determinarea proprietăților mecanice

Stimularea mecanică prin forțe continue/discontinue, având importanță în determinarea proprietăților structurale și functionale în timpul întregii vieți.

Bioreactoare pentru sisteme controlate.

Bioreactoare utilizate pentru simulare in vitro a interactiunelor dintre forțe fizice și factori solubili, în contextul dezvoltării țesutului cartilaginos.

Bioreactoare pentru productie tesutului cartilaginos

Automateza si standardizarea tehnicilor de productie a grefelor tisulare.

Caracteristicile gelurilor injectabile ideale

Biodegradabile, non-imunogene, non-citotoxice și antitrombogene.
Proprietăți mecanice adecvate pentru contractarea normală.
Pot stimula angiogeneza.
Capabile să livreze celule și molecule bioactive.

Geluri injectabile specifice

Hidrogelurile termosensibile (precum N-izopropilacrilamida) și combinații cu alte polimeri biodegradabile sunt ideale.
Diversitatea biomaterialelor utilizate, care pot imbunătăți morfogeneza parului, sau alge marine (alginate).

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Description

Acest chestionar testează cunoștințele despre polimerii sintetici și aplicațiile lor în domeniul biomedical. Întrebările acoperă caracteristici, metode de decelularizare și funcționalitatea materialelor compozite. Răspunde corect pentru a demonstra înțelegerea ta în acest domeniu specializat.