مطالعات برون تنی (ارزیابی داربست)

تست برون تنی و یا In vitro چیست؟

تست برون تنی آزمایش هایی هستند که می توانند بیماری ها، شرایط و عفونت ها را تشخیص دهند. In vitro به معنای «در شیشه» است، به این معنی که این آزمایش‌ها معمولاً در لوله‌های آزمایش و تجهیزات مشابه انجام می‌شوند، برخلاف آزمایش‌های in vivo که در بدن انجام می‌شوند.

تست برون تنی شامل دستکاری سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی، قبل از کاشت در محیط in vivo است. در مقابل، مهندسی بافت in vivo به توانایی طبیعی بدن برای بازسازی بیش از مواد زیستی غیر سلولی متکی است. مهندسی بافت، بنا به ضرورت، طیف وسیعی از جهت‌های تجربی و رشته‌های علمی را در بر می‌گیرد.تست برون تنی شامل دستکاری سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی، قبل از کاشت در محیط in vivo است.

در مقابل، تست درون تنی بر توانایی طبیعی بدن برای بازسازی بیش از مواد زیستی غیر سلولی تکیه دارد. سلول ها، مواد زیستی و شرایط کشت سلولی کنترل شده، همگی نقش مهمی در ساخت و استفاده از سیستم های مدرن in vitro برای مهندسی بافت دارند. تحویل ژن همچنین یک عامل مهم برای کنترل یا پشتیبانی از عملکرد سلول های مهندسی شده در شرایط آزمایشگاهی و پس از کاشت، در صورت لزوم است.

با توجه به ترجمه بالینی فعلی رشته مهندسی بافت به پزشکی بازساختی و کاهش استفاده از حیوانات برای غربالگری داروها و سایر ترکیبات، تقاضای فزاینده ای برای بافت های مهندسی شده in vitro وجود دارد که می توانند برای کاشت و همچنین استفاده شوند. برای سیستم های غربالگری آزمایشگاهی و تحقیقات پایه.

با این حال، تست برون تنی فعلی معمولاً قادر به ارائه خروجی لازم نیستند و بهینه‌سازی بیشتر مدل‌ها یک ضرورت است. برای تسهیل این امر، پلتفرم‌های بیوراکتور و فناوری ریزمقیاس نقش مهمی ایفا خواهند کرد. تحقیقات در زیست شناسی سلولی تا حد زیادی متکی بر روش ها و مدل های آزمایشگاهی مبتنی بر سلول است که بررسی و درک رویدادها و فرآیندهای بیولوژیکی خاص را در شرایط مختلف تسهیل می کند.

کیفیت چنین مدل‌های تجربی و به‌ویژه سطحی که در آن رفتار سلولی را در بافت بومی نشان می‌دهند، برای درک ما از تعاملات سلولی در بافت‌ها و اندام‌ها اهمیت حیاتی دارد. به طور معمول، مدل‌های آزمایشگاهی مبتنی بر دستکاری تجربی سلول‌های پستانداران هستند که به صورت تک لایه روی بسترهای مسطح و دو بعدی (2 بعدی) رشد می‌کنند.

علیرغم پیشرفت‌ها و اکتشافات شگفت‌انگیز به‌دست‌آمده با مدل‌های زیست‌شناسی مسطح، توانایی ما برای ترجمه بینش‌های بیولوژیکی محدود شده است، زیرا محیط دوبعدی رفتار فیزیولوژیکی سلول‌ها در بافت‌های واقعی را منعکس نمی‌کند. پیشرفت‌ها در زیست‌شناسی و مهندسی سلولی سه‌بعدی منجر به توسعه نسل جدیدی از قالب‌های کشت سلولی شده است که می‌تواند ریزمحیط تست برون تنی را بهتر بیان کند و به ما امکان می‌دهد سلول‌ها و تعاملات آنها را در یک زمینه بیومیمتیک‌تر بررسی کنیم.

تحقیقات زیست‌پزشکی مدرن رویکردهای فن‌آوری جدیدی را در اختیار دارد که توسعه مهندسی بافت پیچیده‌تر و قوی‌تر را در مدل‌های آزمایشگاهی، از جمله قالب‌های مبتنی بر داربست یا هیدروژل، کشت‌های ارگانوتیپی، و اندام‌ها روی تراشه‌ها ارتقا می‌دهد.

حتی اگر چنین سیستم‌هایی لزوماً برای گرفتن طیف خاصی از فیزیولوژی ساده‌سازی شده‌اند، توانایی آن‌ها در مدل‌سازی فرآیندهای خاص زیست‌شناسی انسان به دلیل پتانسیل آنها برای بستن شکاف بین مطالعات حیوانی مرسوم و فیزیولوژی انسانی (پاتو-) بسیار ارزشمند است. در اینجا، پیشرفت‌های اخیر در فرهنگ‌های بیومیمتیک سه‌بعدی را مرور می‌کنیم، با تمرکز بر آجرهای تکنولوژیکی موجود برای توسعه مدل‌های فیزیولوژیکی مرتبط‌تر در شرایط آزمایشگاهی بافت‌های انسانی.