Use of poly(L-lactide-co-e-caprolactone) based biomaterials in urological and gynaecological tissue engineering applications

Abstract

Tutkimuksen tausta ja tavoitteet: Lantionpohjan ja virtsaputken kudosvaurioiden korjaamiseen ei ole vielä olemassa täysin optimaalista korjausmenetelmää tai -materiaalia. Lantionpohjan laskeuma on hyvin yleinen ongelma naisilla. Ensisijaisesti laskeumat korjataan potilaan omilla kudoksilla, mutta näihin korjausmenetelmiin liittyy jopa 30 %:n riski laskeuman uusiutumiseen. Osa uusiutuneista laskeumista korjataan tavallisimmin sulamattomalla polypropyleeni -verkolla, johon liittyy komplikaatioita, kuten verkon eroosiota ja lantion alueen kipuja. Myös virtsaputken rakenteellisten poikkeamien, kuten kuroumien ja hypospadian, korjaamiseen nykyisillä menetelmillä liittyy useita komplikaatioita, kuten uusien kuroumien ja fistelien muodostuminen. Tässä työssä tutkittiin urologisiin ja gynekologisiin sovellutuksiin uutta korjausmateriaalia poly(L-laktidi-ko-?-kaprolaktoni) -tukirakennetta, johon on lisätty tiettyä askorbiinihapon johdannaista (PLCLas). Tavoitteena oli määrittää askorbiinihapon johdannaisen (AAD) vaikutus ihmisen vaginan stroomasoluihin, rasvan kantasoluihin sekä uroteelisoluihin yksisoluviljelmissä sekä rasvan kantasolujen ja uroteelisolujen yhteisviljelmässä.

Tutkimusmenetelmät: Vaginan stroomasoluja viljeltiin yksisoluviljelmässä PLCL kalvoilla, ja rasvan kantasoluja ja uroteelisoluja ylikriittisellä hiilidioksidilla huokoistetuilla PLCL tuki-rakenteilla yksisolu- sekä yhteisviljelmissä 1, 7, ja/tai 14 päivän ajan. Solujen elinkyky ja morfologia määritettiin Live/Dead® analyysillä sekä pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Solujen jakaantuminen määritettiin kvantitatiivisesti CyQUANT® analyysillä, ja tuotetun kollageenin kokonaismäärä Sircol™ analyysillä. Tiettyjen proteiinien ilmentymistä tutkittiin immunovärjäyksillä, ja valikoitujen geenien ilmenemistä reaaliaikaisella kvantitatiivisella polymeraasiketjureaktiolla.

Tutkimustulokset: Kaikki solutyypit pysyivät elinkykyisinä tutkituilla biomateriaaleilla. Stroomasolut säilyttivät myofibroblasti -fenotyypinsä ja rasvan kantasolut kykynsä erilaistua lihassolujen suuntaan sekä PLCLas että PLCL tukirakenteilla, myöskin uroteelisolujen fenotyyppi säilyi molemmilla biomateriaaleilla. AAD lisäsi merkitsevästi vaginan stroomasolujen ja rasvan kantasolujen jakaantumista sekä kollageenin tuotantoa. Uroteelisoluissa vaste oli puolestaan vastakkainen, ja solumäärä ja kollageenin tuotanto vähenivät. AAD paransi rasvan kantasolujen elinkykyä yhteisviljelmässä. Lisäksi sekä rasvan kantasolut että uroteelisolut säilyttivät fenotyyppinsä yhteisviljelmässä.

Johtopäätökset: AAD lisää stroomasolujen ja rasvan kantasolujen kollageenin tuotantoa ja jakaantumista, mutta uroteelisoluissa vastaavaa vaikutusta ei nähty. Uroteelisolut ja rasvan kantasolut säilyivät elinkykyisinä yhteisviljelmässä, mutta yhteisviljelmän medium vaatii vielä optimointia. Saatujen tulosten perusteella PLCLas tukirakenne vaikuttaa potentiaaliselta materiaalilta urologisiin ja gynekologisiin sovelluksiin.