Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (1) Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés „tissue engineering” – 21. Előadás Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (1)

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

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.

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

Szív- és érrendszeri betegségek Szívbillentyűk Tüdő billentyű Aorta billentyű Bal koszorú artéria Jobb koszorú artéria Tricuspidalis billentyű Bicuspidalis billentyű

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

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

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

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

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

Vaszkuláris tissue engineering kifejlesztése Vérerek előállítása tissue printing módszerekkel: Sejtek: simaizom és endotélium Spontán kialakuló szöveti szerkezet

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

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

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 Sejtek izolálása Kisvénák kivétele Sejtek felszaporítása Sejtek polimerre növesztése Tissue-engineering útján készült graft

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

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

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

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

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.

Autológ kondrociták beültetése (ACI) III. Izolált porcsejtek tenyészete Egészséges porcból biopszia Tenyésztett porcsejtek beinjektálása a csonthártya folt alá Károsodott porc (Lézió) Csonthártya-foltot készítenek a tibiáról

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

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

Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (2) Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Dr. Pongrácz Judit Háromdimenziós szövettenyésztés „tissue engineering” – 22. Előadás Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (2)

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

Májdialízis Dialízis-szerű oldatok Élő sejteket nem használnak Ammónia encephalopátiát okoz Testen kívüli detoxifikálás

Bio-mesterséges máj Oxigén Plazma Bioreaktor filter PKM-19 májsejtek Beteg plazmája

ELAD® bio-mesterséges máj Inkubátor Vérkeringés Ultrafiltrátum keringés ELADTM Glükóz Heparin infúzió Vér pumpa ELADTM Ultrafiltrátum pumpa Plazma filter Pumpa- rendszer ELADTM ELADTM Oxigenátor Sejtfilter Recirkulációs pumpa Tartály Glükóz infúziós pumpa Infúziós vezeték megtöltése

Mars-Albumin keringés Sejtmentes ELAD: MARS Vérkeringés Mars-Albumin keringés Dializátum keringés MarsFlux Dializáló diaMarsFlux Adszorpciós oszlopok diaFlux Dializáló Vér pumpa Anion kicserélő Aktív szén Albumin pumpa

Bőr graftolás és helyettesítés Égési sérülések Krónikus sebek, pl diabetikus vagy PAD fekélyek Kozmetikai sebészet

A bőr szerkezete Szőr Faggyú mirigy Hajmerevítő izom Epidermisz Verejtékmirigy Zsír

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

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 SPLIT-THICKNESS GRAFTS. The most important part of any skin graft procedure is proper preparation of the wound. Skin grafts will not survive on tissue with a limited blood supply (cartilage or tendons) or tissue that has been damaged by radiation treatment. The patient's wound must be free of any dead tissue, foreign matter, or bacterial contamination. After the patient has been anesthetized, the surgeon prepares the wound by rinsing it with saline solution or a diluted antiseptic (Betadine) and removes any dead tissue by débridement. In addition, the surgeon stops the flow of blood into the wound by applying pressure, tying off blood vessels, or administering a medication (epinephrine) that causes the blood vessels to constrict. Following preparation of the wound, the surgeon then harvests the tissue for grafting. A split-thickness skin graft involves the epidermis and a little of the underlying dermis; the donor site usually heals within several days. The surgeon first marks the outline of the wound on the skin of the donor site, enlarging it by 3–5% to allow for tissue shrinkage. The surgeon uses a dermatome (a special instrument for cutting thin slices of tissue) to remove a split-thickness graft from the donor site. The wound must not be too deep if a split-thickness graft is going to be successful, since the blood vessels that will nourish the grafted tissue must come from the dermis of the wound itself. The graft is usually taken from an area that is ordinarily hidden by clothes, such as the buttock or inner thigh, and spread on the bare area to be covered. Gentle pressure from a well-padded dressing is then applied, or a few small sutures used to hold the graft in place. A sterile nonadherent dressing is then applied to the raw donor area for approximately three to five days to protect it from infection. FULL-THICKNESS GRAFTS. Full-thickness skin grafts may be necessary for more severe burn injuries. These grafts involve both layers of the skin. Full-thickness autografts are more complicated than partial-thickness grafts, but provide better contour, more natural color, and less contraction at the grafted site. A flap of skin with underlying muscle and blood supply is transplanted to the area to be grafted. This procedure is used when tissue loss is extensive, such as after open fractures of the lower leg, with significant skin loss and underlying infection. The back and the abdomen are common donor sites for full-thickness grafts. The main disadvantage of full-thickness skin grafts is that the wound at the donor site is larger and requires more careful management. Often, a split-thickness graft must be used to cover the donor site. A composite skin graft is sometimes used, which consists of combinations of skin and fat, skin and cartilage, or dermis and fat. Composite grafts are used in patients whose injuries require three-dimensional reconstruction. For example, a wedge of ear containing skin and cartilage can be used to repair the nose. A full-thickness graft is removed from the donor site with a scalpel rather than a dermatome. After the surgeon has cut around the edges of the pattern used to determine the size of the graft, he or she lifts the skin with a special hook and trims off any fatty tissue. The graft is then placed on the wound and secured in place with absorbable sutures. Read more: Skin Grafting - procedure, recovery, blood, pain, complications, adults, infection, graft, medication, cells, types, risk, children, Definition, Purpose, Demographics, Description, Aftercare http://www.surgeryencyclopedia.com/Pa-St/Skin-Grafting.html#ixzz0z8i4EvHI

Autológ bőr graftok A bőrt kilyuggatják és szétterítik, hogy minél nagyobb sebet fedjen be A graftot a beteg saját, egészséges bőréből veszik Sérülés

Integra® bőr helyettesítés 1. Szintetikus bőrfoltot helyeznek a károsodott szöveti felületre 2. A folt vegyi anyagokat tartalmaz, amelyek elősegítik az új vérerek növekedését, illetve proteineket a bőr regenerálódásához 3. A vérerek újraindítják a véráramlást a károsodott területen, így a szilikon membrán eltávolítható Ép epidermisz Ép dermisz Szilikon membrán Bőr alatti szövet Szintetikus bőrfolt szilikon membránnal Vérerek formálódnak Újraindult véráram 7 nappal később 14+ nappal később 4. A beteg bőrének egy apró graftja benövi a sebet 5. Az eredmény sima, regenerálódott bőr Lyuggatott bőr Regenerálódott bőr 14+ nappal később 35+ nappal később

Tenyésztett epiteliális allograft (CEA) Csak CEA Integra CEA-val kombinálva