مهندسي بافت به طور عام به معني توسعه و تغيير در زمينه رشد آزمايشگاهي مولکول ها و سلول ها در بافت يا عضوي براي جايگزيني يا ترميم قسمت آسيب ديده بدن است. به عبارت ديگر مهندسي بافت حيطه اي چند رشته اي از اصول و کاربرد روش هاي مهندسي و علوم زيستي به منظور شناخت بنيادي رابطه بين ساختار و عملکرد در بافت هاي طبيعي و بيمار است.
اين حيطه ترکيبي از سلول ها، مهندسي، مواد و فاکتورهاي فيزيکي و شيميايي مناسب است که هدف آن فقط حالت پايدار بافت يا بهتر کردن عملکرد بافت يا جايگزين کردن عملکرد زيستي بافت است. به همين دليل در بحث طب ترميمي و مهندسي بافت استفاده از سلول هاي بنيادي مشاهده ميشود.
پيشرفت هاي اخير در زمينه مهندسي بافت به منظور غلبه بر محدوديت هاي روشهاي مرسوم پيوند عضو و پيوند مواد است. در اين زمينه توانايي بالقوه براي ساخت عضو و بافت هاي مصنوعي وجود دارد به طوريکه بافت و عضو پيوند زده شده پس از پيوند، همراه با فرد گيرنده رشد کند. با اين روش راه حل دايمي براي درمان بافت هاي آسيب ديده وجود دارد، به طوريکه نيازي به درمان هاي مکمل نبوده و در نتيجه هزينه درمان بسيار کاهش مييابد.
بدين منظور براي به دست آوردن اين شرايط در مهندسي بافت، از سلول هايي که در داخل يک سيستم پشتيباني مصنوعي دارند، استفاده ميکنند. سلول ها اغلب در داخل ساختارهاي مصنوعي کاشت يا جاي داده ميشوند که اين ساختارها قادر به تقليد و حمايت از ساختار بافت سه بعدي هستند.
اين ساختار سه بعدي داربست ناميده ميشود داربست هاي زيستي با استفاده از مواد زيست سازگار و تخريب پذير به دست مي آيند. ساختار اين داربست ها بايد تا حد امکان به بافت منطقه کاشت شبيه باشد. بدين ترتيب بازسازي و بهبود بافت صدمه ديده از لحاظ کيفي و کمي افزايش مي يابد.
داربست يک ساختار سه بعدی است که به عنوان چهارچوبي براي هدايت سلولها مورد استفاده قرار ميگيرد. داربستها يک حامل و چهارچوب براي اتصال سلول ها و تکثير و تمايز آنها فراهم ميکنند و يک ماتريکس خارج سلولي يا ECM تشکـيل ميدهند و اين ماتريکس است که باعث استحکام ساختاري بافت میشود.
آلژینات در مهندسی بافت
آلژينات يک محصول طبيعی است که از ديواره نوعي جلبک قهوه اي به دست مي آيد و قادر است تا 200 برابر وزن خود آب جذب کند. از جمله ويژگي هاي آلژيانت جاذب و از دست دهنده بودن سريع آب، غيرسمی و بهداشتي بودن و خاصيت ژل و لاستيکي شدن است. اين ويژگي ها باعث شده متخصصين ترکيباتي از اين پودر تهيه کنند تا کاربردهاي زيادی داشته باشد.
آلژينات معمولاً به صورت نمک سديم مورد استفاده قرار میگیرد. در اثر افزايش نمکهای کاتيونی چندظرفيتی مانند نمکهای کلسيم و منيزيم که باعث ايجاد اتصال يونی ميان گردههای کربوکسيل زنجيرههای پليمری میشود، به صـورت ژل در میآید.
داربستهای دارای آلژینات
در داربستهای آلژینات بســیاری از داربستهای بــه کار رفتــه در مهندســی بافــت فضایـی را کـه بـه طـور معمـول توسـط بافـت میزبـان معمـولا اشــغال شــده را پــر میکننــد و بــرای سلولهایی کــه قــرار اسـت در آینـده بـه ترمیـم ناحیـة ضایعـه بپردازنـد به عنـوان یـک چارچـوب عمـل میکننـد. گرافـت نـه تنهـا بایـد قادر به تحمل باری باشد که به طور طبیعی در بافت وارد میشده، بلکه باید بتواند استحکام مورد نیاز جهت رشــد ســلولها در داربســت را فراهــم کنــد. ایــن خــواص در آلژینــات بــه ترکیــب پلیمــر، پیونــد عرضــی و شــرایط ایجـاد ژل ماننـد دمـا و pH بسـتگی دارد. اســتحکام مکانیکــی پیوندهــای یونــی آلژینـات بـا افزایـش غلظـت یـون و اسـتفاده از کاتیونهـای دو ظرفیتــی بــا میــل ترکیبــی بیشــتر بــه آلژینــات افزایــش مییابـد. وجـود ایـن متغیرهـا در بیومکانیـک داربسـت امــکان ایجــاد ماتریکــس خــارج ســلولی مناســب بــرای هــر بافـت را متناسـب بـا خصوصیـات فیزیولوژیکـی بافـت مـورد نظــر فراهــم میکنــد.