Die regenerative Medizin gewinnt heutzutage immer mehr an Bedeutung. Der klinische Ersatz der Harnblase nach Tumoren oder bei Fehlbildungen stellt bis heute einen komplexen Eingriff mit zahlreichen Langzeitkomplikationen dar. Trotz etlicher Behandlungsmöglichkeiten können die aktuellen therapeutischen Maßnahmen nicht als langfristige Heilung angesehen werden. Meine Arbeit ist Teil einer präklinischen Großtierstudie zur Entwicklung eines neuartigen Blasenersatzes auf der Basis eines vaskularisierten Tissue-Engineering-Konstruktes. Mit der Herstellung eines vaskularisierten Augmentats (UroVaSc) wird ein Arzneimittel für neuartige Therapien (ATMP) für die Anwendung am Menschen entwickelt.
Unter Zuhilfenahme fortschrittlicher Verfahren aus dem Bereich des Tissue Engineerings wird ein Gewebe hergestellt, welches im Empfänger die beiden kritischen Punkte der Vernarbung und insbesondere bei jungen Empfängern die Problematik eines nicht mitwachsenden Gewebes reduzieren oder verhindern soll. Als Ausgangsmaterialien dienen ein Abschnitt porcinen Jejunums und eine porcine Hautbiopsie. In der klinischen Anwendung wird die Hautbiopsie dem Empfänger des Augmentats entnommen. Aus den beiden Ausgangsmaterialien werden als Zwischenprodukte dezellularisiertes Jejunum (BioVaSc) und aus der Hautbiopsie eine primäre, mikrovaskuläre Endothelzellkultur (mvEC) hergestellt. Die mvEC besiedeln die Gefäße der Trägerstruktur BioVaSc in einem Bioreaktorsystem und führen zum vaskularisierten Endprodukt, der UroVaSc.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines dreidimensionalen, vaskularisierten Blasenaugmentats. Im Verlauf dieser Arbeit waren die Methoden der Isolation und Kultivierung der Zellen, die Rebesiedlung und Kultur des autologen Augmentats, als auch die Qualitätskontrolle unter den Richtlinien der Guten Herstellungspraxis zu etablieren.
Für die Isolierung der mvEC wurde ein Protokoll erarbeitet, mit dem sich die Zellen, trotz intraindividueller Unterschiede der Spendertiere, in ausreichender Zellzahl und Reinheit darstellen ließen. Des Weiteren wurde die endotheliale Rebesiedlung der Trägerstruktur erfolgreich durchgeführt und dies mit Hilfe zellbiologischer und immunhistologischer Methoden belegt. In der Risikobeurteilung des Herstellungsprozesses wurde die Überwachung des Inkubators als wichtigen Schritt zur Erhöhung der Produktqualität identifiziert, der in weiterführenden Arbeiten adressiert werden sollte. Auf Grundlage meiner Forschungsergebnisse und weiterer Forschungsarbeiten erfolgt derzeit die funktionale Testung des Endproduktes im Großtierversuch.
Mit der erfolgreichen Herstellung eines vaskularisierten Blasenaugmentats wird betroffenen Patienten eine neuartige Therapieoption eröffnet, welche die Aussicht auf eine Heilung schwerer Erkrankungen an der Blase ermöglicht. / Regenerative medicine is becoming increasingly important nowadays. The clinical replacement of the urinary bladder after tumors or in cases of malformations has so far been a serious procedure with many long-term problems. Although there are diverse treatment options, the current therapeutic measures cannot be considered a permanent cure. My work is part of a preclinical animal study to develop a novel bladder replacement based on a vascularized tissue-engineered construct. The manufacturing of a vascularized bladder replacement (UroVaSc) will develop a advanced therapy medical product (ATMP) for human use.
Using innovative tissue engineering techniques, a tissue is produced that is intended to reduce or prevent the two critical points of scarring in the recipient and, especially in young recipients, the problem of tissue that does not grow with the recipient. The raw material is a section of porcine jejunum and a porcine skin biopsy. In clinical use, the skin biopsy is taken from the recipient. Out of the two starting materials, the intermediates vascularized porcine jejunum (BioVaSc) and a primary, microvascular endothelial cell culture (mvEC) isolated from the porcine skin biopsy are prepared. The mvEC colonize the vessels of the BioVaSc in a bioreactor system, leading to the final product, UroVaSc.
The aim of the study was to create a three-dimensional vascularized bladder augmentation. In the course of this work, the methods of isolation and cultivation of the cells, the re-colonization and culture of the autologous augmentation product, as well as the quality control under the guidelines of Good Manufacturing Practice had to be established.
For the isolation of the mvEC, a protocol was developed that, despite intra-individual differences of the donor animals, allows the reproduction of cells in sufficient cell count and purity. Furthermore, the endothelial recolonization of the carrier structure was successfully executed and this was proven with the help of cell biological and immunohistological methods. In the area of quality control, the monitoring of the incubator was identified as an important step to increase product quality, which should be addressed in further work. Based on my research results and further research work, the functional testing of the final product in animal experiments is currently being performed.
The successfully produced vascularized bladder replacement introduces a novel therapeutic option for affected patients, offering the prospect of a cure for severe diseases of the bladder.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:37028 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Wagner, Alena |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_ohne_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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