Biomaterial och deras inteaktion med celler och vävnad

Question 1

Vad är biomaterial?

Answer 1

Material avsedda att samverka med biologiska system för att utvärdera,
behandla, förstärka eller ersätta vävnad, organ eller funktion i kroppen.

Question 2

När används biomaterial?

Answer 2

Reparera eller ersätta skadad vävnad
Ökad funktion
Diagnoser
Behandling
Sårläkning
Kosmetiskt

Question 3

Vad är några vanliga användningsområden för biomaterial?

Answer 3

Pacemaker
Tandimplantat
Dialysutrustning
Hjärt- lungmedicin

Question 4

Vilka krav ställs på ett biomaterial?

Answer 4

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

Question 5

Vilka konsekvenser kan misslyckande med biomaterial leda till?

Answer 5

Trombos
Anafylaktisk chock
Förlorad funktion
Inflammation
Infektion

Question 6

Vad finns för olika klasser av material som används som biomaterial?

Answer 6

Metaller
Keramik
Polymera
Biologiska
Kolbaserade
Komponentmaterial

Question 7

Exempel på ett metalliskt biomaterial i kontakt med blod: Stent?

Answer 7

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

Question 8

Exempel på kombination av flera materialklasser?

Answer 8

Höftersättning

Question 9

Händelser som utlöses av ett biomaterial och potentialresultat?

Answer 9

Material och vävnad kommer i kontakt –> Orsakad händelse –> Progression av värdrespons

Question 10

Vad är sårläkning?

Answer 10

Svar på skada för att återställa
system till homeostas

Question 11

Vad är biokompabilitet?

Answer 11

Ett materials förmåga att prestera med en lämplig värdrespons i en specifik tillämpning

Question 12

Aspekter/egenskaper som kan påverka
biokompatibilitet hos ett biomaterial!

Answer 12

Material
Enheten (device)
Värden (host)
Andra faktorer: Operativa tekniker och infektioner

Question 13

Materialets egenskaper som har en betydande inverkan på cell-material och interaktioner?

Answer 13

Fysiska
Kemiska
Mekaniska

Question 14

Vad finns för svar på implantation av biomaterial i kroppen?

Answer 14

Blod-material interaktion –> Påbörjad matrixformation –> Akut inflammation –> Kronisk inflammation –> Granulationsvävnad –> Fibrös kapselformation

Question 15

Vikten av proteinadsorption?

Answer 15

Sker inom millisekunder! “Täcker” materialytan.
Påverka vätbarheten hos materialet (dvs. om det är hydrofobt eller
Hydrofil).

Question 16

Vad händer vid proteinadsorption?

Answer 16

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.

Question 17

Vad gör adsorberade proteiner?

Answer 17

Interaggerar med celler och influerar deras beteende.
De kan även rekrytera inflammatoriska celler.

Question 18

Vilka fem indikationer på inflammation finns?

Answer 18

Rödhet
Värme
Svullnad
Smärta
Förlorad funktionalitet

Question 19

Cellaktivitet vid inflammation?

Answer 19

Question 20

Vilka celler är involverade vid inflammation?

Answer 20

Trombocyter
Neutrofiler
Makrofager
Lymfocyter
Jätteceller från främmande kroppar

Question 21

Vilken cell är involverad i tidig fas av kropp-biomaterial interaktion? Vad gör den?

Answer 21

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.

Question 22

Vilka aktioner sker vid trombocytsvar på vävnadsskada-fyiologiskt svar?

Answer 22

Trombocyter kommer till skadan
Rolling
Adhesion
Activation
Subendothelial matrix

Question 23

Vilka ämnen/komponenter ingår vid svar på ett biomaterial i kroppen?

Answer 23

TXA2
ADP
Trombin
PF4 och B-TG
Fibrinogen
Fibrin

Question 24

Vad är/gör neutrofiler?

Answer 24

10 μm i diameter, kortlivad (dagar), reaktiv
Fagocytoserar främmande föremål.
Producerar reaktiva syrearter (ROS)
Syntetiserar och frisätter inflammatoriska mediatorer.

Question 25

Hur sker svar på främmande ämnen (biomaterial) i kroppen?

Answer 25

Främmande kroppsjätteceller och
granuleringsvävnad
Granulationsvävnad: Den första vävnad som bildas, mestadels bestående av fibroblaster
Nybildning av blodkärl
Fibrös inkapsling av biomaterial

Question 26

Hur sker fagocytos av främmande material i kroppen?

Answer 26

Igenkänning –> Adhesion –> Fagocytos –> Digestion

Question 27

Hur sker “uppslukning” av främmande material i kroppen?

Answer 27

Igenkänning –> Cellfusion och adhesion –> Extracellulär degradering

Question 28

Hur sker extracellulär degradering av främmande material i kroppen?

Answer 28

Igenkänning –> Cellfusering och adhesion –> Extracellulär degradering

Question 29

Vad är fibrös inkapsling?

Answer 29

Kan vara slutsteget vid sårläkning runt ett implantat.

Question 30

Vad beror regenerering av vävnad på?

Answer 30

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.

Question 31

Vad kan ske då ett biomaterial sätts in i kroppen?

Answer 31

Cellsignaleringshändelser utlöses efter
introduktion av ett biomaterial. Inflammatoriska mediatorer flepar en nyckelroll.

Question 32

Är det möjligt att kontrollera cellbeteende på ett biomaterial? Hur?

Answer 32

Ja, integriner är ofta mål för regleringen, kan nedregleras, uppregleras och specificeras.

Question 33

Vad är vävnadsteknik?

Answer 33

Nybildning av vävnad via en kontrollerad
stimulering av utvalda målceller
(molekylära och mekaniska signaler).

Question 34

Vad är regenerativ medicin?

Answer 34

Regenerering av en funktionell vävnad/ett funktionellt organ som ett alternativ till en konstgjord anordning.

Question 35

Vad är genterapi?

Answer 35

Teknik för att rätta till defekta gener.

Question 36

Vad är cellterapi?

Answer 36

Införande av nya celler i en vävnad.
Celler från patient eller annan plats.
Spontan regenerering.

Question 37

Vad används biomaterial ofta som?

Answer 37

Byggnadsställningar, “ryggrader” i vävnad
Teknik/regenerativ medicin. Efterliknar extracellulär matrix och skapar en fördelaktig 3D-miljö för celler att växa i.

Question 38

Vad är viktigt att ta hänsyn till när man skapar ny vävnad med biomaterial?

Answer 38

Cellvolym/form
Cell till cell kontakt och signalering
Ibland behövs mer än en celltyp
Nutrient- och syrenivåer
Molekylär signalering (tillväxtfaktorer?
Optimala substrat