Les 9
Concepts and materials for tissue engineering
1. Tissue engineering
Lexicon
Weefselengineering is een wetenschappelijke discipline die zich richt op het ontwikkelen van
biologische vervangers die de functie van weefsel kunnen herstellen, behouden of verbeteren.
Het speelt een belangrijke rol in zowel preklinische als klinische modellen en houdt rekening
met het 3R-principe (replacement, refinement and reduction). Preklinische modellen in de
weefselengineering worden steeds geavanceerder, met methoden zoals organoïden en 3D-
culturen, die complexere en nauwkeurigere simulaties van de menselijke biologie mogelijk
maken. In klinische toepassingen is weefselengineering nauw verbonden met regeneratieve
geneeskunde.
In de wetgeving zijn er 3 dingen, namelijk pilletjes, medical devices and ATMPs. Tissue
engineering valt onder de regelgeving van ATMP's (Geavanceerde Therapie
Geneesmiddelen), waaronder celtherapieën, gentherapieën (GTMP) en producten gebaseerd
op weefselengineering (TEP).
The last 10 years of ATMPs
In de afgelopen tien jaar zijn er in totaal 27 ATMPs goedgekeurd, waarvan er inmiddels 7 van
de markt zijn gehaald. De meerderheid van deze producten zijn classified als Cell Therapy
Medicinal Products (CTMP's). Het aantal Tissue Engineered Products (TEP's) binnen deze
groep is klein, met slechts twee producten die op dit gebied zijn goedgekeurd. De meeste
goedgekeurde ATMP's vallen echter onder de categorie van gen-therapie producten.
Wat TEPs zo bijzonder maakt, is dat elke oplossing heel uniek is en specifiek wordt afgestemd
op de behoeften van individuele patiënten of unieke medische condities. Hierdoor wordt elke
casus behandeld als een op zichzelf staand geval. Dit benadrukt de complexiteit en het
innovatieve karakter van deze geavanceerde therapieën.
Goals tissue engineering
Tissue engineering is een multidisciplinair veld dat zich richt op het in vitro recreëren van native
weefsels, met als doel deze te gebruiken als vervanging voor zieke of beschadigde weefsels
in het lichaam. Dit veld is interdisiplinair en er bestaan verschillende classificaties. Ofwel
classificatie per medical discipline, het kan dienen als vervanging van structuren, zoals botten.
Anderzijds kun je het classificeren binnen het systeem, het kan bijvoorbeeld betrokken zijn bij
1
, metabole functies, zoals bij de pancreas en lever, die verschillende en specifieke functies
vervullen.
Wat is weefsel?
In weefsels zijn er altijd drie essentiële componenten aanwezig, die samen ook bekend staan
als de "tissue engineering triad":
• Cellen: Dit zijn de bouwstenen van het weefsel die zorgen voor de functie en regeneratie.
Verschillende celtypen kunnen worden gebruikt, afhankelijk van het type weefsel dat men
probeert te herstellen of te creëren.
• Extracellulaire matrix (ECM): Dit is de structurele "architectuur" van het weefsel. De ECM
biedt steun aan de cellen en speelt een belangrijke rol bij de organisatie en stabiliteit van
het weefsel. Het bevat vezelachtige componenten zoals collageen en elastine.
o Wordt ook wel scaffold genoemd. Scaffold bieden structurele ondersteuning aan
de cellen, houden ze bij elkaar, en bevorderen de vorming van nieuw weefsel.
Deze scaffolds kunnen worden ontworpen met specifieke topografieën die
celadhesie stimuleren of juist beperken, afhankelijk van het gewenste resultaat.
• Extracellulaire signalen: Deze chemische signalen sturen celgedrag aan, zoals groei,
differentiatie, en herstel. Dit kan worden beïnvloed door factoren zoals groeistoffen,
mechanische stimuli en de aanwezigheid van bloedvaten, die zorgen voor voeding en
afvalverwijdering.
Bron cellen
2. Weefselgemanipuleerde producten: algemene benaderingen
• Willekeurige assemblage
o Cell sheet engineering
o Gedecellulariseerde ECM
• Gerichte assemblage of bioprinting
o Polymeren
o Bioprintingtechnieken
Random assembly
Cell sheet engineering
Cell sheet engineering is een sca.old-vrije benadering binnen de weefselengineering, waarbij
cellen in een continue laag worden gekweekt om een sterke extracellulaire matrix (ECM) te
creëren. Het onderscheidt zich doordat er geen externe biomaterialen of mechanische stimulatie
nodig zijn. In plaats daarvan worden cellen in kweek gebracht (vaak in één enkele laag, 2D),
waarbij ze extracellulaire signalen ontvangen, zoals groeifactoren en hormonen, om zelf de ECM
te produceren.
2
Concepts and materials for tissue engineering
1. Tissue engineering
Lexicon
Weefselengineering is een wetenschappelijke discipline die zich richt op het ontwikkelen van
biologische vervangers die de functie van weefsel kunnen herstellen, behouden of verbeteren.
Het speelt een belangrijke rol in zowel preklinische als klinische modellen en houdt rekening
met het 3R-principe (replacement, refinement and reduction). Preklinische modellen in de
weefselengineering worden steeds geavanceerder, met methoden zoals organoïden en 3D-
culturen, die complexere en nauwkeurigere simulaties van de menselijke biologie mogelijk
maken. In klinische toepassingen is weefselengineering nauw verbonden met regeneratieve
geneeskunde.
In de wetgeving zijn er 3 dingen, namelijk pilletjes, medical devices and ATMPs. Tissue
engineering valt onder de regelgeving van ATMP's (Geavanceerde Therapie
Geneesmiddelen), waaronder celtherapieën, gentherapieën (GTMP) en producten gebaseerd
op weefselengineering (TEP).
The last 10 years of ATMPs
In de afgelopen tien jaar zijn er in totaal 27 ATMPs goedgekeurd, waarvan er inmiddels 7 van
de markt zijn gehaald. De meerderheid van deze producten zijn classified als Cell Therapy
Medicinal Products (CTMP's). Het aantal Tissue Engineered Products (TEP's) binnen deze
groep is klein, met slechts twee producten die op dit gebied zijn goedgekeurd. De meeste
goedgekeurde ATMP's vallen echter onder de categorie van gen-therapie producten.
Wat TEPs zo bijzonder maakt, is dat elke oplossing heel uniek is en specifiek wordt afgestemd
op de behoeften van individuele patiënten of unieke medische condities. Hierdoor wordt elke
casus behandeld als een op zichzelf staand geval. Dit benadrukt de complexiteit en het
innovatieve karakter van deze geavanceerde therapieën.
Goals tissue engineering
Tissue engineering is een multidisciplinair veld dat zich richt op het in vitro recreëren van native
weefsels, met als doel deze te gebruiken als vervanging voor zieke of beschadigde weefsels
in het lichaam. Dit veld is interdisiplinair en er bestaan verschillende classificaties. Ofwel
classificatie per medical discipline, het kan dienen als vervanging van structuren, zoals botten.
Anderzijds kun je het classificeren binnen het systeem, het kan bijvoorbeeld betrokken zijn bij
1
, metabole functies, zoals bij de pancreas en lever, die verschillende en specifieke functies
vervullen.
Wat is weefsel?
In weefsels zijn er altijd drie essentiële componenten aanwezig, die samen ook bekend staan
als de "tissue engineering triad":
• Cellen: Dit zijn de bouwstenen van het weefsel die zorgen voor de functie en regeneratie.
Verschillende celtypen kunnen worden gebruikt, afhankelijk van het type weefsel dat men
probeert te herstellen of te creëren.
• Extracellulaire matrix (ECM): Dit is de structurele "architectuur" van het weefsel. De ECM
biedt steun aan de cellen en speelt een belangrijke rol bij de organisatie en stabiliteit van
het weefsel. Het bevat vezelachtige componenten zoals collageen en elastine.
o Wordt ook wel scaffold genoemd. Scaffold bieden structurele ondersteuning aan
de cellen, houden ze bij elkaar, en bevorderen de vorming van nieuw weefsel.
Deze scaffolds kunnen worden ontworpen met specifieke topografieën die
celadhesie stimuleren of juist beperken, afhankelijk van het gewenste resultaat.
• Extracellulaire signalen: Deze chemische signalen sturen celgedrag aan, zoals groei,
differentiatie, en herstel. Dit kan worden beïnvloed door factoren zoals groeistoffen,
mechanische stimuli en de aanwezigheid van bloedvaten, die zorgen voor voeding en
afvalverwijdering.
Bron cellen
2. Weefselgemanipuleerde producten: algemene benaderingen
• Willekeurige assemblage
o Cell sheet engineering
o Gedecellulariseerde ECM
• Gerichte assemblage of bioprinting
o Polymeren
o Bioprintingtechnieken
Random assembly
Cell sheet engineering
Cell sheet engineering is een sca.old-vrije benadering binnen de weefselengineering, waarbij
cellen in een continue laag worden gekweekt om een sterke extracellulaire matrix (ECM) te
creëren. Het onderscheidt zich doordat er geen externe biomaterialen of mechanische stimulatie
nodig zijn. In plaats daarvan worden cellen in kweek gebracht (vaak in één enkele laag, 2D),
waarbij ze extracellulaire signalen ontvangen, zoals groeifactoren en hormonen, om zelf de ECM
te produceren.
2
