組織工学
組織工学と再生医療は、組織機能を回復・維持・改善したり、疾患や損傷を受けた組織を置換したりするための生物学的代替物を開発することを目的とした学際的な分野である。組織工学によって、硬組織（骨、軟骨など）と軟組織（皮膚、心血管弁など）の両方を作製することができる。 細胞、足場、および増殖促進シグナルは、組織代替物を構築するための3つの重要な構成要素である。組織工学が組織をin vitroで培養するのに対し、再生医療は組織工学を、細胞療法、遺伝子治療、免疫調節などの他の戦略と組み合わせ、in vivoでの組織再生を誘導する。また、生体模倣組織構造体は、薬剤スクリーニングや疾患モデリングのためのin vitroモデルとしても開発されている。
組織工学では、生体内の生物学的プロセスを模倣するために、足場、生体由来の組織細胞、および生物活性分子を組み合わせて、実験室で新しい組織を培養する。
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組織スキャフォールドは、生体組織における細胞外マトリックス（ECM）の機能に類似しています。組織スキャフォールドは、細胞が成長、遊走、およびシグナルに応答するための構造的・物理的環境を提供するとともに、形成される組織に機械的特性を与え、また、そこに存在する細胞に対してその活動を調節するための生物活性シグナルを供給します。
天然のECMの機能を模倣する組織スキャフォールドを開発するために、主に3つのアプローチが確立されてきた：
- 同種および異種組織由来の脱細胞化ECM、天然高分子、バイオグラス、合成高分子など、生分解性生体材料から作られた既製の多孔質スキャフォールド上に細胞を播種する方法
- 熱応答性ポリマーでコーティングされた培養皿に細胞を播種し、細胞がコンフルエントになった時点でポリマーシートを剥離させる「細胞シート工学」
- 3Dバイオプリンティングにおいて、バイオインクなどの天然または合成ポリマーからなるハイドロゲルマトリックス内に細胞を封入する手法
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