Czasy, w których żyjemy charakteryzują się bardzo dynamicznym postępem technologicznym. Współczesna inżynieria nie opiera się już tylko na mechanice i elektronice. Dzięki rozwojowi nauk biomedycznych doszło do spotkania inżynierii i medycyny; tak powstała inżynieria biomedyczna, a szczególnie inżynieria tkankowa.
Dotychczasowy rozwój medycyny zaowocował znacznym wydłużeniem ludzkiego życia. Przez ostatnie pół wieku, życie statystycznego Polaka wydłużyło się prawie o 9 lat. Nasze narządy muszą nam zatem starczyć na znacznie dłużej. Z całą pewnością do takiej sytuacji przyczyniło się wiele czynników, do których niewątpliwie należy zaliczyć powszechne stosowanie antybiotyków czy zdecydowanie lepsze wyniki przeżycia wśród małych dzieci, dzięki powszechnym szczepieniom. Niestety nie wszystkim chorobom można zapobiec przez szczepienia lub leczenie farmakologicznie. W niektórych przypadkach wymagane jest zastosowanie przeszczepu skóry, szpiku, a także całych narządów. Przykładem jednej z takich chorób jest cukrzyca, której leczenie polega głównie na podawaniu insuliny, a w bardziej zaawansowanych stadiach takich jak niewydolność nerek, uszkodzenie wzroku bądź brak odczuwania niskich glikemii potrzebna jest transplantacja. Stosowany jest wówczas jeden z trzech wariantów, a mianowicie przeszczep trzustki, trzustki z nerką bądź samych wysp trzustkowych. Jednak oczekiwanie na przeszczep może trwać wiele lat. Jest to w głównej mierze spowodowane ograniczoną ilością dawców. W przypadku wielu narządów mogą być one pozyskiwane wyłącznie od dawców zmarłych. Gdy biorca doczeka się już wymarzonego przeszczepu, istnieje ryzyko, że jego organizm nie zaakceptuje przeszczepionego narządu. Reakcje obronne organizmu, niestety, nierzadko doprowadzają do odrzucenia organu. Ponadto biorca do końca życia musi przyjmować leki immunosupresyjne, czyli takie, które zapobiegną odrzutowi.
A gdyby tak istniała możliwość stworzenia organu z komórek pobranych od chorego? Czyż nie byłoby to idealnym rozwiązaniem? Stworzyć nowy, spersonalizowany narząd prawie z niczego? Czy jest to możliwe?
Poszukując odpowiedzi na te pytania rozwinęła się nowa gałąź nauki – inżynieria tkankowa, która zajmuje się opracowaniem metod tworzenia różnych sztucznych tworów, spełniających funkcje własnych narządów, które w przyszłości będzie można wszczepiać chorym.
Zróbmy części zamienne dla ludzi
Inżynieria tkankowa jest nauką z pogranicza medycyny i inżynierii materiałowej. Pierwsze kroki w tej dziedzinie były stawiane w celu poszukiwania materiałów, które charakteryzowałyby się odpowiednimi dla zastosowania w medycynie właściwościami - byłyby wytrzymałe i nie szkodziły organizmowi. Badania w tej tematyce były prowadzone w oparciu o różnorodne grupy substancji, wśród których początkowo szczególne zainteresowanie wzbudziły metale, takie jak tytan chirurgiczny. Implantologia i chirurgia rekonstrukcyjna od dawna bazują na osiągnięciach inżynierii tkankowej. Obecnie tworzy się materiały nie tylko biozgodne, ale także biodegradowalne. Mają one za zadanie umożliwić regenerację uszkodzonej tkanki organizmu poprzez spełnianie funkcji „rusztowania" dla różnicujących się komórek. Ponadto charakterystyczną cechą owych materiałów jest łatwa i stosunkowo szybka degradacja wytworzonego z nich implantu w obrębie organizmu. Produktami takiego rozpadu są obojętne dla organizmu związki takie jak woda czy dwutlenek węgla. Ale jak tworzyć takie implanty?