조직 공학
조직 공학 및 재생 의학은 조직 기능을 회복, 유지, 개선하거나 병들거나 손상된 조직을 대체하기 위한 생물학적 대체물을 개발하는 것을 목표로 하는 학제간 분야입니다. 조직 공학을 통해 경조직(예: 뼈, 연골)과 연조직(예: 피부, 심혈관 판막) 모두를 제작할 수 있습니다. 세포, 스캐폴드, 성장 촉진 신호는 조직 대체물을 공학적으로 제작하는 데 있어 세 가지 핵심 구성 요소입니다. 조직 공학이 체외(in vitro)에서 조직을 배양하는 반면, 재생의학은 조직 공학을 세포 기반 치료, 유전자 치료, 면역 조절 등 다른 전략들과 결합하여 생체 내(in vivo) 조직 재생을 유도합니다. 생체 모방 조직 구조물은 또한 약물 스크리닝 및 질병 모델링을 위한 체외 모델로도 개발됩니다.
조직 공학은 스캐폴드, 본래 조직의 세포, 생리활성 분자를 결합하여 인체의 생물학적 과정을 모방함으로써 실험실에서 새로운 조직을 배양하는 과정을 포함한다.
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조직 스캐폴드는 생체 조직 내 세포외 기질(ECM)의 기능과 유사합니다. 조직 스캐폴드는 세포가 성장하고, 이동하며, 신호에 반응할 수 있는 구조적·물리적 환경을 제공하며, 형성된 조직에 기계적 특성을 부여하고, 거주하는 세포의 활동을 조절하기 위한 생리활성 신호를 전달합니다.
천연 ECM의 기능을 모방하는 조직 스캐폴드를 개발하기 위해 세 가지 주요 접근법이 발전해 왔습니다:
- 동종 및 이종 조직에서 유래한 탈세포화 ECM, 천연 고분자, 바이오글라스, 합성 고분자 등 분해 가능한 생체재료로 미리 제작된 다공성 스캐폴드에 세포를 접종하는 방법
- 온도 반응성 고분자로 코팅된 배양 접시에 세포를 접종하고, 세포가 밀집된 상태가 되면 고분자 시트를 분리하는 세포 시트 공학
- 3D 바이오프린팅을 통해 바이오잉크와 같은 천연 또는 합성 고분자로 만든 하이드로겔 매트릭스에 세포를 캡슐화하는 방법
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