Biomaterial och deras inteaktion med celler och vävnad Flashcards
Vad är biomaterial?
Material avsedda att samverka med biologiska system för att utvärdera,
behandla, förstärka eller ersätta vävnad, organ eller funktion i kroppen.
När används biomaterial?
Reparera eller ersätta skadad vävnad
Ökad funktion
Diagnoser
Behandling
Sårläkning
Kosmetiskt
Vad är några vanliga användningsområden för biomaterial?
Pacemaker
Tandimplantat
Dialysutrustning
Hjärt- lungmedicin
Vilka krav ställs på ett biomaterial?
Inneha och behålla en nödvändig egendom under en förutbestämd tidsperiod
Måste vara mekaniskt hållbar
Får inte leda till oönskade biologiska effekter
Lätt att producera och sterilisera
Kostnadseffektivt och har en acceptabel risk
Vilka konsekvenser kan misslyckande med biomaterial leda till?
Trombos
Anafylaktisk chock
Förlorad funktion
Inflammation
Infektion
Vad finns för olika klasser av material som används som biomaterial?
Metaller
Keramik
Polymera
Biologiska
Kolbaserade
Komponentmaterial
Exempel på ett metalliskt biomaterial i kontakt med blod: Stent?
Används för att “öppna” blodkärl som har blivit blockerat p.g.a. ålderförkalkning.
Består ofta av metall eller polymeriska material.
Antiproliferativa läkemedel som paklitaxel eller sirolimus kan inkorporeras - läkemedelstillförsel
Exempel på kombination av flera materialklasser?
Höftersättning
Händelser som utlöses av ett biomaterial och potentialresultat?
Material och vävnad kommer i kontakt –> Orsakad händelse –> Progression av värdrespons
Vad är sårläkning?
Svar på skada för att återställa
system till homeostas
Vad är biokompabilitet?
Ett materials förmåga att prestera med en lämplig värdrespons i en specifik tillämpning
Aspekter/egenskaper som kan påverka
biokompatibilitet hos ett biomaterial!
Material
Enheten (device)
Värden (host)
Andra faktorer: Operativa tekniker och infektioner
Materialets egenskaper som har en betydande inverkan på cell-material och interaktioner?
Fysiska
Kemiska
Mekaniska
Vad finns för svar på implantation av biomaterial i kroppen?
Blod-material interaktion –> Påbörjad matrixformation –> Akut inflammation –> Kronisk inflammation –> Granulationsvävnad –> Fibrös kapselformation
Vikten av proteinadsorption?
Sker inom millisekunder! “Täcker” materialytan.
Påverka vätbarheten hos materialet (dvs. om det är hydrofobt eller
Hydrofil).
Vad händer vid proteinadsorption?
Vid adsorption kommer/kan proteinkonformationen förändras. Tidigare
dolda epitoper kan då bli exponerade.
Detta kommer att påverka det efterföljande vävnadssvaret, t.ex. komplement
aktivering och rekrytering och vidhäftning av inflammatoriska celler.
Vad gör adsorberade proteiner?
Interaggerar med celler och influerar deras beteende.
De kan även rekrytera inflammatoriska celler.
Vilka fem indikationer på inflammation finns?
Rödhet
Värme
Svullnad
Smärta
Förlorad funktionalitet
Cellaktivitet vid inflammation?
Vilka celler är involverade vid inflammation?
Trombocyter
Neutrofiler
Makrofager
Lymfocyter
Jätteceller från främmande kroppar
Vilken cell är involverad i tidig fas av kropp-biomaterial interaktion? Vad gör den?
Blodplättar
Mycket reaktiva celler vid vävnadsskada. Kan ändra form och binda till skadad vävnad för att stoppa oönskad blödning.
Uttrycker många olika receptorer och utsöndrar inflammatoriska medlare vid aktivering.
Vilka aktioner sker vid trombocytsvar på vävnadsskada-fyiologiskt svar?
Trombocyter kommer till skadan
Rolling
Adhesion
Activation
Subendothelial matrix
Vilka ämnen/komponenter ingår vid svar på ett biomaterial i kroppen?
TXA2
ADP
Trombin
PF4 och B-TG
Fibrinogen
Fibrin
Vad är/gör neutrofiler?
10 μm i diameter, kortlivad (dagar), reaktiv
Fagocytoserar främmande föremål.
Producerar reaktiva syrearter (ROS)
Syntetiserar och frisätter inflammatoriska mediatorer.
Hur sker svar på främmande ämnen (biomaterial) i kroppen?
Främmande kroppsjätteceller och
granuleringsvävnad
Granulationsvävnad: Den första vävnad som bildas, mestadels bestående av fibroblaster
Nybildning av blodkärl
Fibrös inkapsling av biomaterial
Hur sker fagocytos av främmande material i kroppen?
Igenkänning –> Adhesion –> Fagocytos –> Digestion
Hur sker “uppslukning” av främmande material i kroppen?
Igenkänning –> Cellfusion och adhesion –> Extracellulär degradering
Hur sker extracellulär degradering av främmande material i kroppen?
Igenkänning –> Cellfusering och adhesion –> Extracellulär degradering
Vad är fibrös inkapsling?
Kan vara slutsteget vid sårläkning runt ett implantat.
Vad beror regenerering av vävnad på?
Cellernas förmåga till tillväxt i den specifika vävnaden/organet.
Lokala faktorer som implantationsställe, vaskularisering, risk för infektioner.
Systemiska faktorer, t.ex. sjukdomar, förekomst av näringsämnen och hormoner.
Vad kan ske då ett biomaterial sätts in i kroppen?
Cellsignaleringshändelser utlöses efter
introduktion av ett biomaterial. Inflammatoriska mediatorer flepar en nyckelroll.
Är det möjligt att kontrollera cellbeteende på ett biomaterial? Hur?
Ja, integriner är ofta mål för regleringen, kan nedregleras, uppregleras och specificeras.
Vad är vävnadsteknik?
Nybildning av vävnad via en kontrollerad
stimulering av utvalda målceller
(molekylära och mekaniska signaler).
Vad är regenerativ medicin?
Regenerering av en funktionell vävnad/ett funktionellt organ som ett alternativ till en konstgjord anordning.
Vad är genterapi?
Teknik för att rätta till defekta gener.
Vad är cellterapi?
Införande av nya celler i en vävnad.
Celler från patient eller annan plats.
Spontan regenerering.
Vad används biomaterial ofta som?
Byggnadsställningar, “ryggrader” i vävnad
Teknik/regenerativ medicin. Efterliknar extracellulär matrix och skapar en fördelaktig 3D-miljö för celler att växa i.
Vad är viktigt att ta hänsyn till när man skapar ny vävnad med biomaterial?
Cellvolym/form
Cell till cell kontakt och signalering
Ibland behövs mer än en celltyp
Nutrient- och syrenivåer
Molekylär signalering (tillväxtfaktorer?
Optimala substrat
