Kereskedelmi forgalomban lévő termékek (1)

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

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

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 • Regeneratívmedicinaélő, 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 „tissueengineering” piacositása • A tissueengineering 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 Szívbillentyűk Tüdő billentyű Aorta billentyű Bal koszorú artéria Jobb koszorú artéria Tricuspidalis billentyű Bicuspidalis billentyű

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 (decellularizáltló 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 kopolimerszívbillentyű konstrukciókra gyermekgyógyászati betegeknél BMSC

12. Vaszkuláristissueengineering 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 • Vaszkulárissztent: PerkutánKoszorúér Intervenció (PCI), Abdominális Aorta Aneurizmakezelése • Mesterséges vérerek: Aortofemorális bypass

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

16. TEBV termelés • HUVEC-tés 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 ésregeneráció • 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 Mechanikaistimuláció fontos, hogy jó minőségű porcot lehessen készíteni

19. Autológkondrociták beültetése (ACI) I. • 200-300 mg porcot arthroszkópiás eljárással egy nyomásnak kevéssé kitett területről eltávolítanak • Enzimatikus degradáció után a kondrocitákat izolálják • A kondrocitákatkb 4-6 hétig tenyésztik in vitro kultúrákban

20. Autológkondrociták 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 kondrocitákata sérült területre egy membránnal kombinálva helyezik el (tibiálisperioszteumvagybiomembrán) vagy egy vázszerkezetre előre kitapasztva.

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

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 kondrocitákathyalinvagy kollagén mátrixon szaporítják • Szignifikánsan nincs különbség a klinikai eredményben ACI vagy MACI használata esetén • MSC használata MACI-ban jelenleg kipróbálás alatt van • Legfőbb kihívás: hyalintípusú porc irányába történő differenciáltatás fibrózus porc helyett • Különféle mátrixokat használnak

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

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 • Ammóniaencephalopátiát okoz • Testen kívüli detoxifikálás

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

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

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

30. Bőr graftoláséshelyettesítés • Égési sérülések • Krónikus sebek, pl diabetikus vagy PAD fekélyek • Kozmetikai sebészet

31. A bőr szerkezete Szőr Hajmerevítő izom Faggyúmirigy Epidermisz Dermisz Verejtékmirigy Zsír

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 atestfelszínnek megégett, akkor a sebészeknek szükségük vantissueengineeringtermékekre • Kisebb égési felszínek esetén autograftok is használhatók

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

35. 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 Vérerek formálódnak Újraindult véráram Bőr alatti szövet Szintetikus bőrfolt szilikon membránnal 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

36. Tenyésztett epiteliálisallograft(CEA) • Csak CEA • IntegraCEA-val kombinálva