a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP

(1)

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

(2)

KERESKEDELMI

FORGALOMBAN LÉVŐ TERMÉKEK (1)

Dr. Pongrácz Judit

Háromdimenziós szövettenyésztés „tissue engineering” – 21. Előadás

(3)

Szervelégtelenség

Szervelégtelenségnek azt nevezzük, amikor olyan fokot ér el a diszfunkció, hogy a normál szervezeti homeosztázis nem tartható fenn külső, klinikai

beavatkozás nélkül.

• Jelenleg, a szervelégtelenségek teljes

gyógyulásához vezető terápia a szervátültetés lehet

• Regenerációs orvoslás képes olyan megoldásokat ajánlani, ami elkerüli a graft kilökődését, ami a

legáltalánosabb transzplantációs komplikáció

(4)

Regeneratív medicina

Regeneratív medicina élő, funkcióképes szövetet állít elő, hogy helyreállítsa vagy kicserélje az olyan

szövetet vagy szervet, amely elvesztette a funkcióképességét károsodás vagy öröklött defektusok miatt.

Ezzel megoldható a szervátültetésre felajánlott szervhiány problémája, mivel:

• Ilyen szövetek életmentő szerv-transzplantáció esetén használhatók

• A szervkilökődés is elkerülhető, hiszen az így

készült szöveteket a beteg saját sejtjeiből készítik.

(5)

A „tissue engineering” piacositása

• A tissue engineering gyors fejlődése lehetővé teszi számos termék piacra juttatását

• Sejtterápiák lehetőséget biztosítanak súlyos

betegségek, mint pl. szervelégtelenség kezelésére

• Egyre több termék klinikai felhasználása kerül engedélyezésre

(6)

Szív- és érrendszeri betegségek

Aorta billentyű

Tricuspidalis billentyű

Bicuspidalis billentyű Tüdő billentyű

Jobb koszorú artéria

Bal koszorú artéria

Szívbillentyűk

(7)

Mesterséges szívbillentyű

• Mechanikai szívbillentyűk biokompatibilitis fémötvözetből vagy műanyagból készülnek

• Tartós szerkezet, több éven keresztül is eltarthat

• Az implantátumok nem-biológiai felszíne vérrög képződést okozhat

• Bakteriális fertőzés komoly kockázat

(8)

Biológiai szívbillentyűk

• Állati billentyűk, mint pl. disznó billentyű, amelyről először eltávolítják a sejteket, hogy alkalmassá

tegyék emberi szívbe való beültetésre

• Más típusú biológiai billentyűk (decellularizált ló és szarvasmarha pericardiumból készülve) egy

kerethez varrva

• Kevésbé tartósak, mint a mechanikai billentyűk

(9)

Tissue engineering útján készült szívbillentyűk

Vázszerkezetek endoteliális sejtekkel bevonva Perspektíva:

• Megnövekedett tartósság

• Nincsenek véralvadási problámák

• Nincs megnövekedett fertőzésveszély

• A természetes szívbillentyűkhöz hasonlító mechanikai jellemzők

• BMMC-vel befedett szívbillentyűk már elérhetők, de csak a tüdő felé vezető (a szív jobb oldal)

keringésnél

(10)

Vérerek helyettesítése

• Arteriális „szervelégtelenség” leginkább atherosclerosis eredményeként jön létre

• Vénás „szervelégtelenség” leggyakrabban vénatágulatok következtében alakul ki

• A károsodott szervek helyettesítése: csak artériák

• Autograftok, xenograftok, mesterséges sztentek vagy vérerek

(11)

Tissue engineering keringésben résztvevő szövetek készítésére

• Xenograftok: állatokból származó sejtmentesített vénák, uréterek vagy bél szubmukóza (kutya,

disznó vagy nyúl eredetű)

• Mostanában humán allograftok is használatosak

• PCLA-PGA kopolimer szívbillentyű konstrukciókra gyermekgyógyászati betegeknél BMSC

(12)

Vaszkuláris tissue engineering kifejlesztése

Vérerek előállítása tissue printing módszerekkel:

• Sejtek: simaizom és endotélium

• Spontán kialakuló szöveti szerkezet

(13)

Vaszkuláris graftok

• Sebészeti eljárásokban főleg autograftokat

alkalmaznak: a beteg saját vénáját vagy artériáját használják az elzáródott ér áthidalására

• Például: CABG sebészet

• Vaszkuláris sztent: Perkután Koszorúér Intervenció (PCI), Abdominális Aorta Aneurizma kezelése

• Mesterséges vérerek: Aortofemorális bypass

(14)

Vaszkuláris tissue engineering

• Xenograftok: állati (elsősorban kutya, sertés, nyúl) eredetű decellularizált véna, húgyvezeték vagy

intesztinális szubmukóza

• A közelmúltban már humán allograftokat is felhasználtak

• PCLA-PGA kopolimerből készült szívbillentyűre

kiültetett csontvelői őssejtek alkalmazása gyermek betegekben

(15)

Tissue engineering útján készült vérerek

• TE útján előállított vérerek az alacsony nyomású tüdőkeringésben használatosak

• Az ilyen vénák nem elég ellenállóak ahhoz, hogy az arteriális nyomást kibírják

Kisvénák kivétele

Sejtek polimerre növesztése Sejtek izolálása

Sejtek felszaporítása

Tissue-engineering útján készült graft

(16)

TEBV termelés

• HUVEC-t és SMC-t hagyományos szövettenyésztő

flaskában tenyésztenek, hogy olyan egy rétegű sejtréteget (monolayer) képezzenek, amelyet le lehet húzni

• A sejtréteget inert cső köré tekerik, hogy koncentrikus köröket képezzenek

• Belső membrán: dehidrált fibroblaszt réteg

• Simaizom sejtek képezik a második réteget

• Fibroblaszt réteget egy formába helyezték, hogy adventitia-t képezzen

• Endoteliális sejteket adnak a belső réteghez

(17)

Porcsérülés és regeneráció

• Porc sérülés: akut vagy krónikus

• Akut sérülés: általában trauma következménye

• Krónikus sérülés: gyulladás/degeneráció

• Artritisz/Artrózis

• A regeneráció lassú és nagy kiterjedésű sérülés vagy krónikus betegség esetén degeneráció

történik

• Súlyosan befolyásolja az életminőséget és a fejlett világban gyakran megtörténik

(18)

A porckészítés kihívásai

• Hyalin porcra és nem fibrotikus porcra van szükség

• Érmentes szövet, amelynek alacsony a metabolikus aktivitása

• Mechanikai stimuláció fontos, hogy jó minőségű porcot lehessen készíteni

(19)

Autológ kondrociták beültetése (ACI) I.

• 200-300 mg porcot arthroszkópiás eljárással egy nyomásnak kevéssé kitett területről eltávolítanak

• Enzimatikus degradáció után a kondrocitákat izolálják

• A kondrocitákat kb 4-6 hétig tenyésztik in vitro kultúrákban

(20)

Autológ kondrociták beültetése (ACI) II.

• A kultúrában tartott kondrocitákat a sérült területre helyezik nyitott térd-műtét során (artrotómia). Az ilyen autológ sejteknek be kell illeszkedniük az új környezetükbe és új porcot kell formáljanak.

• Az implantáció alatt a kondrocitákat a sérült

területre egy membránnal kombinálva helyezik el (tibiális perioszteum vagy biomembrán) vagy egy vázszerkezetre előre kitapasztva.

(21)

Autológ kondrociták beültetése (ACI) III.

Egészséges porcból biopszia

Tenyésztett porcsejtek beinjektálása a csonthártya folt alá

Csonthártya-foltot készítenek a tibiáról Károsodott porc

(Lézió)

Izolált porcsejtek tenyészete

(22)

ACI-hoz szükséges, kereskedelemben kapható termékek

• Carticel® szervíz: Genzyme

• A begyűjtött porcot Genzyme-hoz küldik

• Kondrociták kivonása a szövetből, tenyésztése, differenciáltatása

• A sebész a beültetésre kész, differenciáltatott szövetet kapja vissza

(23)

Mátrix-indukálta ACI (MACI)

• A kondrocitákat hyalin vagy kollagén mátrixon szaporítják

• Szignifikánsan nincs különbség a klinikai

eredményben ACI vagy MACI használata esetén

• MSC használata MACI-ban jelenleg kipróbálás alatt van

• Legfőbb kihívás: hyalin típusú porc irányába történő differenciáltatás fibrózus porc helyett

• Különféle mátrixokat használnak

(24)

KERESKEDELMI

FORGALOMBAN LÉVŐ TERMÉKEK (2)

Dr. Pongrácz Judit

Háromdimenziós szövettenyésztés „tissue engineering” – 22. Előadás

(25)

Bio-mesterséges májsegítő egység

• A máj kiváló regenerációs képességgel rendelkezik

• Máj helyettesítő kezeléseket mind akut, mind krónikus máj elégtelenség esetén használnak

• Áthidalja azt az időszakot, amíg a megfelelő donort megtalálják

• Segítséget nyújt, amíg a transzplantált máj működni kezd

• Akut májelégtelenség esetén: átveszi a máj funkcióját, amíg a beteg saját mája nem

regenerálódik

(26)

Májdialízis

• Dialízis-szerű oldatok

• Élő sejteket nem használnak

• Ammónia encephalopátiát okoz

• Testen kívüli detoxifikálás

(27)

Bio-mesterséges máj

Beteg plazmája

Oxigén

PKM-19 májsejtek Plazma

filter

Bioreaktor

(28)

ELAD

^®

bio-mesterséges máj

Vérkeringés

Ultrafiltrátum keringés Glükóz

ELAD^TM

ELAD^TM ELAD^TM ELAD^TM

Plazma filter

Oxigenátor

Pumpa- rendszer

Tartály

Vér pumpa

Ultrafiltrátum pumpa

Recirkulációs pumpa

Glükóz

infúziós pumpa Infúziós vezeték

megtöltése

Heparin infúzió

Inkubátor

Sejtfilter

(29)

Sejtmentes ELAD: MARS

MarsFlux Dializáló

diaMarsFlux

Adszorpciós oszlopok

diaFlux Dializáló Vérkeringés Mars-Albumin keringés Dializátum

keringés

Vér pumpa

Albumin pumpa Aktív

szén Anion

kicserélő

(30)

Bőr graftolás és helyettesítés

• Égési sérülések

• Krónikus sebek, pl diabetikus vagy PAD fekélyek

• Kozmetikai sebészet

(31)

A bőr szerkezete

Epidermisz

Dermisz

Zsír

Verejtékmirigy Hajmerevítő izom Szőr

Faggyú mirigy

(32)

A bőr graftolás célja

• A határoló/védő funkció helyreállítása → keratinociták

• Jelenleg sem ideg, sem ér, sem verejtékmirigy, sem szőr nem illeszthető be a mesterségesen előállított bőrbe

(33)

Bőr graft típusok

• Teljes mélységű égések- dermisz ÉS epidermisz is elégett

• Részleges mélységű égések - epidermisz túlnyomó részben érintetlen

• Ha több, mint 30-40%-a a testfelszínnek megégett, akkor a sebészeknek szükségük van tissue

engineering termékekre

• Kisebb égési felszínek esetén autograftok is használhatók

(34)

Autológ bőr graftok

A bőrt kilyuggatják és szétterítik, hogy minél nagyobb sebet fedjen be

A graftot a beteg saját, egészséges

bőréből veszik

Sérülés

(35)

Integra

^®

bőr helyettesítés

1. Szintetikus bőrfoltot helyeznek a károsodott szöveti felületre

Ép dermisz

Szilikon membrán

Ép epidermisz

Bőr alatti szövet

Szintetikus bőrfolt szilikon membránnal

Vérerek formálódnak

3. A vérerek újraindítják a véráramlást a károsodott területen, így a szilikon

membrán eltávolítható 2. A folt vegyi anyagokat tartalmaz,

amelyek elősegítik az új vérerek növekedését, illetve proteineket a bőr

regenerálódásához

7 nappal később 14+ nappal később

4. A beteg bőrének egy apró graftja benövi a sebet

Lyuggatott bőr

14+ nappal később

5. Az eredmény sima, regenerálódott bőr

Regenerálódott bőr

35+ nappal később

Újraindult véráram

(36)

Tenyésztett epiteliális allograft (CEA)

• Csak CEA

• Integra CEA-val kombinálva