Introducción

La Ingeniería de tejidos, también conocida como medicina regenerativa, es la rama de la bioingeniería que se sirve de la combinación de células, métodos de ingeniería de materiales, bioquímica y fisioquímica para mejorar o reemplazar funciones biológicas. Consiste reparar o reemplazar parcial o totalmente tejidos (por ejemplo hueso, cartilago, válvula cardiaca, vejiga, etc.).

Esta ingeniería es una especialidad que aplica los principios de la ingeniería y las ciencias de la vida a la fabricación de sustitutos biológicos que mantengan, mejoren o restauren la función de órganos y tejidos en el cuerpo humano. La ingeniería de tejidos incluye conceptos de ramas tan diversas como la biología celular, la microfabricación, la robótica y la ciencia de los materiales para diseñar partes de reemplazo del cuerpo humano.

El término ha sido también aplicado a los esfuerzos de diseño de funciones bioquímicas usando células junto con sistemas de soporte creados artificialmente (como por ejemplo un páncreas artificial o hígado artificial).

El objetivo principal en este sentido sería obtener un biopolímero:

• biocompatible
• no presente ningún tipo de reacción biológica adversa
• reabsorbible
• que se degrade de forma paulatina a medida que se forma el nuevo tejido, transfiriendo así las cargas de forma progresiva.
• productos de degradación fácilmente eliminables y no-tóxicos. 

Campos de Acción

En la mayoría de casos, la creación de tejidos y estructuras biológicas in vitro requiere un considerable conocimiento de la célula para garantizar su supervivencia, crecimiento e incentivar su funcionalidad. En general, los requerimientos básicos de las células deben ser mantenidos durante su cultivo incluyen oxígeno, pH, humedad, temperatura, nutrientes y el mantenimiento de la Presión osmótica. El proceso de cultivo celular presenta problemas adicionales en sl mantenimiento de las condiciones óptimas.

Otro campo de la ingeniería de tejidos es la introducción a los propios factores o la estipulación requerida para inducir las funciones vitales. En muchos caso, el mantenimiento del cultivo celular no es suficiente. Factores de crecimiento , hormonas, metabolitos específicos o nutrientes, estímulos químicos y físicos son en ocasiones necesarios. Por ejemplo, ciertas células responden a cambios en el oxígeno como parte de su desarrollo normal, como pueda ser los Condrocitos, el cual debe adaptarse a condiciones de baja concentración de O₂ o hipoxia durante los desarrollos esqueléticos. Otros, como las células Endoteliales, responde a una tensión cortante desde el fluido que fluye, el cual se encuentra en los vasos sanguíneos.

Biorreactores

En muchos casos, biorreactores son empleados para mantener unas condiciones de cultivo celular específicas. Los dispositivos son muy diversos, con múltiples diseños ad hoc para aplicaciones específicas. 

El uso de biorreactores permite el control preciso y continuo de las condiciones de cultivo celular y permiten también introducir diferentes estímulos al cultivo de tejidos.

Algunos ejemplos de tecnologías de la ingeniería de tejidos

• Hígado Bioartificial - muchos de los esfuerzos de investigación han producido ayuda hepática usando hepatocitos vivos.
• Páncreas artificial - las investigaciones engloban el uso de islotes de Langerhanspara producir y regular insulina, particularmente en casos de diabetes.
• Vejigas artificiales - En la Wake Forest University se ha conseguido implantar con éxito vejigas desarrolladas artificialmente en siete de 20 humanos, dentro de un experimento a muy largo plazo.
• Cartílago - tejido cultivado en laboratorio ha sido usado con éxito para reparar cartílago de rodilla.