LOGO

“ Add your company slogan ”

Παπαχρήστου Φωτεινή, MSc, PhDΕργ. Πειραματικής Χειρουργικής και Χειρουργικής Ερευνας, Ιατρική Σχολή, Δ.Π.Θ.

Δ/ντης καθ. Κωνσταντίνος Σιμόπουλος

Ιστομηχανική – Αναγεννητική Ιατρική

η τεχνολογία του μέλλοντος

Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Ειδίκευσης στη Χειρουργική Ήπατος-Χοληφόρων-ΠαγκρέατοςΒ’ Πανεπιστημιακή Χειρουργική Κλινική, Ιατρική Σχολή, Δ.Π.Θ.

Εφαρμοσμένη Μηχανική

Βιολογία

Ιατρική

Ιστομηχανική-Αναγεννητική Ιατρική

Ιστομηχανική-Αναγεννητική Ιατρική

Εφαρμογή νέων τεχνολογιών στην Ιατρική με σκοπό

τη βελτιώση υγείας και ποιότητας ζωής μέσω:

της αποκατάστασης

της διατήρησης

της βελτίωσης

ιστών και της λειτουργίας οργάνων

Ανάπτυξη βιοτεχνητών ιστών

Αντικατάσταση ιστών

Μεταμόσχευση οργάνων

ΘεραπευτικέςΘεραπευτικές

Εφαρμογές

Σύνθεση νέων μορίων

Μελέτη φαρμακοκινητικής και

φαρμακοδυναμικής ουσιών

ΔιαγνωστικέςΔιαγνωστικές

Εφαρμογές

Παθογένεια ασθενειών

Ευρώπη (16)1

Ασία (3)

2 Βόρειο Αμερική (16)

3 Αυστραλία (4)

4

Ερευνητικά Κέντρα

Βιο-υλικά

κατευθύνουν την οργάνωση, ανάπτυξη και διαφοροποίηση των κυττάρων

Τομείς έρευνας

Ικριώματα συνθετικά υλικά

φυσικά υλικά

ιστός χωρίς κύτταρα

βιο-αποδομήσιμα

βιο-απορροφήσιμα

όμοια δομή με τον ιστό

αντικατάστασης

Κύτταραπολλαπλασιασμός

διαφοροποίηση

πηγή κυττάρων

Τομείς Έρευνας

ανοσολογικός χειρισμός

Πηγές κυττάρων

αλλογενήαυτόλογα

ετερογενή

πολυδύναμα αρχέγονα κύτταρα

σωματικά κύτταρα

επαγόμενα πολυδύναμα κύτταρα

Wakeforest Institute

εγκέφαλος

λιπώδηςιστός δέρμα

νεφρός

έντερο

αρχέγονα κύτταραστους ενήλικες

αρχέγονα κύτταραστους ενήλικες

Βιομόρια

Τομείς Έρευνας

παράγοντες διαφοροποίησης

αυξητικοί παράγοντες αγγειογενετικοί παράγοντες

Μηχανικός σχεδιασμός

βιο-αντιδραστήρες

δισδιάστατη ανάπτυξη

μεταφορά και φύλαξη

αγγείωση

Τομείς Έρευνας

τρισδιάστατη ανάπτυξη

http://www.youtube.com/watch?v=AiQc5G55fJs

Βιο-μηχανικός σχεδιασμός

ιδιότητες ιστών ασφαλή εφαρμογή

λειτουργικότητα

Τομείς Έρευνας

ελάχιστες απαιτήσεις βιοτεχνητών ιστών

μηχανικά σήματα

ΕφαρμοσμένηΠληροφορική

μοντελοποίηση in silico

ψηφιακή ανάλυση(image analysis)

αλληλεπιδράσεις πρωτεϊνών

ανάλυση έκφρασης γονιδίων

κλινικές πλατφόρμες

Τομείς Έρευνας

LOGO

“ Add your company slogan ”

Κλινικές εφαρμογέςστον παρόν;

McGowan Institute

http://vimeo.com/16047237 (Δείτε το κομμάτι 1:33-4:13)

Wakeforest Institute

http://www.tubechop.com/watch/401637

Βιοτεχνητό πάγκρεας

Επίμυες, σκύλους

Απομόνωση κυττάρων

Mεμβράνες από χονδροκύτταρα

Παγκρεατικά νησίδια ενδιάμεσα

Παραγωγή ινσουλίνης

Βιώσιμο για 3 μήνες

Βιοτεχνητό πάγκρεας

Βιοτεχνητή καρδιά

Απομάκρυνση όλων των κυττάρων

Έγχυση πρόδρομων και διαφοροποιημένων κυττάρων

Αιμάτωση

8η ημέρα παλμοί

Διατήρηση 28 ημέρες σε βιο-αντιδραστήρα

Βιοτεχνητή καρδιά

http://www.tubechop.com/watch/401644

Βιοτεχνητός πνεύμονας

Βιοτεχνητός πνεύμονας

Απομάκρυνση όλων των κυττάρων

Έγχυση εμβρυικών κυττάρων πνεύμονος, ενδοθηλιακών και επιθηλιακών κυττάρων

Αιμάτωση

Φυσιολογική αιμάτωση, ανταλλαγή αερίων έως και 6 ώρες μετά τη μεταμόσχευση

http://www.tubechop.com/watch/401647

Βιοτεχνητό ήπαρ

50 εκατομμύρια ηπατοκύτταρα επίμυος μέσα στο ικρίωμα

40 εκατομμύρια ενδοθηλιακά κύτταρα (από την πυλαία φλέβα)

Ηπατικές λειτουργίες φυσιολογικές >10 μέρες στην καλλιέργεια

Διατήρηση ηπατικής λειτουργίας μέχρι 8 ώρες μετά τη μεταμόσχευση

Βιοτεχνητό ήπαρ

“Βιο-εκτυπωτές”

“Εκτύπωση” δέρματος

Επούλωση εγκαυμάτων σε 14 ημέρες in vivo

Ελάττωση ουλών

Αυξημένη αναγέννηση τριχοθυλακίων

“Εκτύπωση” στοιβάδας ινοβλαστών

“Εκτύπωση” στοιβάδας κερατινοκυττάρων από πάνω

“Εκτύπωση” καρδιάς

“Εκτύπωση” εμβρυικών καρδιομυοκυττάρων επίμυος

Μετά 4 ώρες καρδιακοί παλμοί

http://www.youtube.com/watch?v=NtFXWnjVFV8

http://www.tubechop.com/watch/401650

“Skin gun”

http://vimeo.com/16047237 (Δείτε το κομμάτι 7:08-8:03)

LOGO

“ Add your company slogan ”

Μεταμοσχεύσεις βιοτεχνητών ιστών

Μεταμόσχευση βιοτεχνητής ουρήθρας

Μεταμόσχευση βιοτεχνητής ουρήθρας

βιοψία

Βιο-συνθετικόικρίωμα

απομόνωσηκυττάρων

ανάπτυξη κυττάρων

μεταμόσχευση

Luke Massella

http://www.tubechop.com/watch/401656

Μεταμόσχευση βιοτεχνητής ουροδόχου κύστεως

Claudia Castillo

Μεταμόσχευση βιοτεχνητής τραχείας

http://www.youtube.com/watch?v=bajRI_AG8jQ

Βιοτεχνητά hamburgers

http://www.tubechop.com/watch/401659

LOGO

“ Add your company slogan ”

Κάθε 30 δευτερόλεπτα, ένας άνθρωπος πεθαίνει

από ασθένειες που θα μπορούσαν να θεραπευθούν

μέσω της Αναγεννητικής Ιατρικής

LOGO

“ Add your company slogan ”

Κατευθυνόμαστε σε ένα μέλλον που θα

μας προσφέρει την δυνατότητα να

αναγεννήσουμε και να τελειοποιήσουμε

τα εσωτερικά μας όργανα όπως οι

πλαστικοί χειρουργοί μπορούν να

ανακατασκευάσουν την εξωτερική μας

εμφάνιση.

Ένα μέλλον όπου οι ασθένειες και τα

ελαττώματα μπορεί να μην είναι πλέον

κομμάτι της ανθρώπινης ύπαρξης

LOGO

“ Add your company slogan ”

Σας ευχαριστώ!

Atala A. (2009) Regenerative Medicine: Past and Present. Medicine Studies 1;11–31.Atala A. (2011) Stem Cells and Regenerative Medicine in Urology, in: Stem Cells & Regenerative Medicine, Appasani K. and Appasani R.K. (eds.), Springer Science+Business Media, LLC, USA, pp.541-564.Desai S. and Harrison B.R. (2010) Direct-Writing of Biomedia for Drug Delivery and Tissue Regeneration, in: Printed Biomaterials, Biological and

Medical Physics, Narayan et al. (eds.), Springer Science + Business Media, LLC, USA, pp.71-89.Ik L.J., Ryohei N., Hideaki S., Nobuo S., Takashi K. (2008) Anewly developed immunoisolated bioartificial pancreas with cell sheet engineering. Cell

Transplant., 17(1-2);51-59.Kim J.Y., Lee J.-I., Jeong J.H., Park Y.-J., Kim S.J., Fang Y.H. et al. (2010) Functional evaluation of chondrocyte sheeting immunodelusive

immunoisolated bioartificial pancreas. Transplantation Proceedings, 42;903–906.Macchiarini P., Jungebluth P., Go T., Asnaghi M.A., Rees L.E., Cogan T.A., et al. (2008) Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. The

Lancet, 372(9655);2023-2030.Metcalfe A.D. and Ferguson M.W.J. (2007) Tissue engineering of replacement skin: the crossroads of biomaterials, wound healing, embryonic

development, stem cells and regeneration. J. R. Soc. Interface 4;413-437.Mironov V., Trusk T., Kasyanov V., Little S., Swaja R., Markwald R. (2009) Biofabrication: a 21st century manufacturing paradigm. Biofabrication,

1;1-17.Norotte C., Marga F.S., Niklason L.E., Forgacs G. (2009) Scaffold-free vascular tissue engineering using bioprinting. Biomaterials 30;5910–5917.Orlando G., Baptista P., Birchall M., De Coppi P., Farney A., Guimaraes-Souza N.K., et al. (2011) Regenerative medicine as applied to solid organ

transplantation: current status and future challenges. Organ Transplantation, 24;223–232.Ott H.C., Clippinger B., Conrad C., Schuetz C., Pomerantseva I., Ikonomou L., et al., (2010) Regeneration and orthotopic transplantation of a

bioartificial lung. Nat. Med., 16;927-933.Ott H.C., Matthiesen T.S., Goh S.K., Black L.D., Kren S.M., Netoff T.I., Taylor D.A. (2008) Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platform to

engineer a bioartificial heart. Nat. Med., 14(2);213-221.Petersern T.H., Calle E.A., Zhao L., Lee E.J., Gui L., Raredon M.B. et al. (2010) Tissue-engineered lungs for in vivo implantation. Science,

329(5991);538-541.Raya-Rivera A., Ewquiliano D.R., Yoo J.Y., Lopez-Bayghen E., Soker S., Atala A. (2011) Tissue-engineered autologous urethras for patients who need

reconstruction: an observational study, The Lancet, 377(9772);1175-1182.Rieder E., Kasimir M.T., Silberhumer G., Seebacher G., Wolner E., Simon P., Weigel G., Decellularization protocols of porcine heart valves differ

importantly in efficiency of cell removal and susceptibility of the matrix to recellularization with human vascular cells. J. Thoracic and Cardiovasc. Surg., 127(2);399-405.

Uygun B.E., Soto-Gutierrez A., Yagi H., Izamis M.L., Guzzardi M.A., Shulman C. et al. (2010) Organ re-engineering: development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix. Nat. Med., 16;814-820.

Eνδεικτική Βιβλιογραφία

Atala TedMed 2010

http://www.youtube.com/watch?v=7SfRgg9botI