Development of a new flexor tendon repair technique performed with bioabsorbable poly-L/D-lactide (PLDLA) suture

Sormen koukistajajännevamman korjauksen jälkeisen aktiivisen mobilisaation on todettu johtavan parempaan toiminnalliseen lopputulokseen kuin nykyisin yleisesti käytetyn dynaamisen mobilisaation. Aktiivisen mobilisaation ongelma on jännekorjauksen pettämisriskin lisääntyminen nykyisten ommeltekniikoiden riittämättömän vahvuuden vuoksi. Jännekorjauksen lujuutta on parannettu kehittämällä monisäieommeltekniikoita, joissa jänteeseen tehdään useita rinnakkaisia ydinompeleita. Niiden kliinistä käyttöä rajoittaa kuitenkin monimutkainen ja aikaa vievä tekninen suoritus. Käden koukistajajännekorjauksessa käytetään yleisesti sulamattomia ommelmateriaaleja. Nykyiset käytössä olevat biohajoavat langat heikkenevät liian nopeasti jänteen paranemiseen nähden. Biohajoavan laktidistereokopolymeeri (PLDLA) 96/4 – langan vetolujuuden puoliintumisajan sekä kudosominaisuuksien on aiemmin todettu soveltuvan koukistajajännekorjaukseen. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää välittömän aktiivisen mobilisaation kestävä ja toteutukseltaan yksinkertainen käden koukistajajännekorjausmenetelmä biohajoavaa PLDLA 96/4 –materiaalia käyttäen. Tutkimuksessa analysoitiin viiden eri yleisesti käytetyn koukistajajänneompeleen biomekaanisia ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa ydinompeleen rakenteellisten ominaisuuksien – 1) säikeiden (lankojen) lukumäärän, 2) langan paksuuden ja 3) ompeleen konfiguraation – vaikutuksen selvittämiseksi jännekorjauksen pettämiseen ja vahvuuteen. Jännekorjausten näkyvän avautumisen todettiin alkavan perifeerisen ompeleen pettäessä voima-venymäkäyrän myötöpisteessä. Ydinompeleen lankojen lukumäärän lisääminen paransi ompeleen pitokykyä jänteessä ja suurensi korjauksen myötövoimaa. Sen sijaan paksumman (vahvemman) langan käyttäminen tai ompeleen konfiguraatio eivät vaikuttaneet myötövoimaan. Tulosten perusteella tutkittiin mahdollisuuksia lisätä ompeleen pitokykyä jänteestä yksinkertaisella monisäieompeleella, jossa ydinommel tehtiin kolmen säikeen polyesterilangalla tai nauhamaisen rakenteen omaavalla kolmen säikeen polyesterilangalla. Nauhamainen rakenne lisäsi merkitsevästi ompeleen pitokykyä jänteessä parantaen myötövoimaa sekä maksimivoimaa. Korjauksen vahvuus ylitti aktiivisen mobilisaation jännekorjaukseen kohdistaman kuormitustason. PLDLA 96/4 –langan soveltuvuutta koukistajajännekorjaukseen selvitettiin tutkimalla langan biomekaanisia ominaisuuksia ja solmujen pito-ominaisuuksia staattisessa vetolujuustestauksessa verrattuna yleisimmin jännekorjauksessa käytettävään punottuun polyesterilankaan (Ticron®). PLDLA –langan todettiin soveltuvan hyvin koukistajajännekorjaukseen, sillä se on polyesterilankaa venymättömämpi ja solmujen pitävyys on parempi. Viimeisessä vaiheessa tutkittiin PLDLA 96/4 –langasta valmistetulla kolmisäikeisellä, nauhamaisella jännekorjausvälineellä tehdyn jännekorjauksen kestävyyttä staattisessa vetolujuustestauksessa sekä syklisessä kuormituksessa, joka simuloi staattista testausta paremmin mobilisaation toistuvaa kuormitusta. PLDLA-korjauksen vahvuus ylitti sekä staattisessa että syklisessä kuormituksessa aktiivisen mobilisaation edellyttämän vahvuuden. Nauhamaista litteää ommelmateriaalia ei aiemmin ole tutkittu tai käytetty käden koukistajajännekorjauksessa. Tässä tutkimuksessa ommelmateriaalin nauhamainen rakenne paransi merkitsevästi jännekorjauksen vahvuutta, minkä arvioidaan johtuvan lisääntyneestä kontaktipinnasta jänteen ja ommelmateriaalin välillä estäen ompeleen läpileikkautumista jänteessä. Tutkimuksessa biohajoavasta PLDLA –materiaalista valmistetulla rakenteeltaan nauhamaisella kolmisäikeisellä langalla tehdyn jännekorjauksen vahvuus saavutti aktiivisen mobilisaation edellyttämän tason. Lisäksi uusi menetelmä on helppokäyttöinen ja sillä vältetään perinteisten monisäieompeleiden tekniseen suoritukseen liittyvät ongelmat.

Part I: Enzyme replacement versus neurotrophic factor viral vector-mediated gene therapy of Parkinson’s disease, Part II: The effects of orally dosed tolcapone and entacapone on dopamine metabolism in the dorsal striatum and nucleus accumbens in rats

Part I: Parkinson’s disease is a slowly progressive neurodegenerative disorder in which particularly the dopaminergic neurons of the substantia nigra pars compacta degenerate and die. Current conventional treatment is based on restraining symptoms but it has no effect on the progression of the disease. Gene therapy research has focused on the possibility of restoring the lost brain function by at least two means: substitution of critical enzymes needed for the synthesis of dopamine and slowing down the progression of the disease by supporting the functions of the remaining nigral dopaminergic neurons by neurotrophic factors. The striatal levels of enzymes such as tyrosine hydroxylase, dopadecarboxylase and GTP-CH1 are decreased as the disease progresses. By replacing one or all of the enzymes, dopamine levels in the striatum may be restored to normal and behavioral impairments caused by the disease may be ameliorated especially in the later stages of the disease. The neurotrophic factors glial cell derived neurotrophic factor (GDNF) and neurturin have shown to protect and restore functions of dopaminergic cell somas and terminals as well as improve behavior in animal lesion models. This therapy may be best suited at the early stages of the disease when there are more dopaminergic neurons for neurotrophic factors to reach. Viral vector-mediated gene transfer provides a tool to deliver proteins with complex structures into specific brain locations and provides long-term protein over-expression. Part II: The aim of our study was to investigate the effects of two orally dosed COMT inhibitors entacapone (10 and 30 mg/kg) and tolcapone (10 and 30 mg/kg) with a subsequent administration of a peripheral dopadecarboxylase inhibitor carbidopa (30 mg/kg) and L- dopa (30 mg/kg) on dopamine and its metabolite levels in the dorsal striatum and nucleus accumbens of freely moving rats using dual-probe in vivo microdialysis. Earlier similarly designed studies have only been conducted in the dorsal striatum. We also confirmed the result of earlier ex vivo studies regarding the effects of intraperitoneally dosed tolcapone (30 mg/kg) and entacapone (30 mg/kg) on striatal and hepatic COMT activity. The results obtained from the dorsal striatum were generally in line with earlier studies, where tolcapone tended to increase dopamine and DOPAC levels and decrease HVA levels. Entacapone tended to keep striatal dopamine and HVA levels elevated longer than in controls and also tended to elevate the levels of DOPAC. Surprisingly in the nucleus accumbens, dopamine levels after either dose of entacapone or tolcapone were not elevated. Accumbal DOPAC levels, especially in the tolcapone 30 mg/kg group, were elevated nearly to the same extent as measured in the dorsal striatum. Entacapone 10 mg/kg elevated accumbal HVA levels more than the dose of 30 mg/kg and the effect was more pronounced in the nucleus accumbens than in the dorsal striatum. This suggests that entacapone 30 mg/kg has minor central effects. Also our ex vivo study results obtained from the dorsal striatum suggest that entacapone 30 mg/kg has minor and transient central effects, even though central HVA levels were not suppressed below those of the control group in either brain area in the microdialysis study. Both entacapone and tolcapone suppressed hepatic COMT activity more than striatal COMT activity. Tolcapone was more effective than entacapone in the dorsal striatum. The differences between dopamine and its metabolite levels in the dorsal striatum and nucleus accumbens may be due to different properties of the two brain areas.