Synteettisten suoraketjuisten biohajoavien polyesterien käyttö kudosteknologian skaffoldeissa

Abstract

Kudosteknologia on tieteenala, jossa vaurioitunut kudos pyritään korvaamaan synteettisesti kasvatetulla kudoksella. Synteettisen kudoksen kasvattamiseksi tarvitaan biomateriaaleja, eläviä soluja ja proteiineja, jotka edistävät solujen kasvua. Tässä työssä tutkittiin, miten polyestereitä käytetään kudosteknologian biomateriaaleina osana kudosten tukirakenteita eli skaffoldeja. Työn tavoitteena oli selvittää, millaisia kudostyyppejä valittujen polyesterien avulla kasvatetaan ja millainen tekninen rakenne skaffoldeilla on. Työssä tarkasteltiin kolmea synteettistä suoraketjuista biohajoavaa polyesteriä: polylaktidia (PLA), polyglykolidia (PGA) ja polykaprolaktonia (PCL). Ensin selvitettiin polyesterien kemiallinen rakenne ja tärkeimmät mekaaniset ominaisuudet. Tämän jälkeen käsiteltiin skaffoldeilta vaadittuja ominaisuuksia ja selvitettiin, millaisia kudoksia polyesterien avulla kasvatetaan sekä millainen rakenne polyesteriskaffoldeilla on. Tutkimus toteutettiin kirjallisuusselvityksenä keräämällä ja yhdistämällä aineistoa alan oppikirjoista ja tieteellisistä tutkimusartikkeleista. Työssä havaittiin, että polyesterit soveltuvat hyvin skaffoldimateriaaleiksi, sillä ne ovat monipuolisia ja myrkyttömiä ja niiden mekaanisia ominaisuuksia pystytään hyödyntämään useiden erilaisten kudostyyppien kasvatuksessa. Polyesterien avulla kasvatettavat kudostyypit kattavat suuren osan ihmiskehossa esiintyvistä kudostyypeistä. Tutkimuksessa havaittiin, että PLA- ja PGA-skaffoldeja käytetään yhtenevästi esimerkiksi luukudoksen, jännekudoksen ja verisuonikudoksen kasvattamiseen. PCL-skaffoldin avulla kasvatetaan esimerkiksi rusto- ja hermokudosta. Tutkimuksessa PLA:n ja PCL:n välillä huomattiin yhteys skaffoldien rakenteessa, sillä vaahtomaista rakennetta hyödynnetään kovien kudosten kasvatuksessa ja kuitumaista rakennetta pehmytkudosten kasvatuksessa. PGA:ta käytetään kaikissa tarkastelluissa sovelluskohteissa kuitumaisessa muodossa. Voidaan päätellä, että polyesterit täytyy usein yhdistää muihin materiaaleihin, jotta skaffoldi saadaan jäljittelemään paremmin kudoksen luonnollisia ominaisuuksia. Tutkimuksen perusteella polyesterit ovat hyvin potentiaalisia materiaaleja käytettäviksi skaffoldeissa. Kudosteknologia on kuitenkin vielä uusi tieteenala, joten lisätutkimusta tarvitaan ennen kuin polyestereistä tehdyt skaffoldit soveltuvat kliiniseen käyttöön. Kudosteknologia saattaa olla tulevaisuudessa potentiaalinen ratkaisu esimerkiksi elinsiirteiden saatavuusongelmaan.