Alle 10 Minuten hat jemand in Australien einen Herzinfarkt. Dies kann sie mit geschädigtem Herzmuskel verlassen, und das kann zu Herzinsuffizienz führen. Wir haben herausgefunden, dass wir Stammzellen aus Blut oder Haut in schlagende Herzzellen umwandeln können.
Wenn wir dann diese umprogrammierten Zellen über unseren 3D-Bioprinter mit Bioink einsetzen, glauben wir, dass wir Herzpflaster mit Zellen herstellen können, die den eigenen Zellen entsprechen. Eine tief anästhesierte Maus mit Ketamin-Xylazin wird mit einem 20-Meter-Katheter intubiert. Nach der Intubation des Trackers wird die Maus sorgfältig auf ein Heizkissen gelegt und dann mit dem Beatmungsgerät verbunden, das automatisch das Zielvolumen basierend auf dem Mausgewicht festlegt.
Unter einer leichten Anästhesie mit 2%iso fluorid ist die Maus nur mit Jod und Ethanol sauber. Eine linke Lateralthorakotomie wird durchgeführt, um das Herz zu entblößen. Ein Retraktor wird zwischen der dritten und vierten Rippe platziert.
Das Perikard wird sorgfältig geschnitten. Der LAD wurde unter dem Mikroskop identifiziert. Für den LAD-Ligationsschritt ist es wichtig zu vermeiden, dass die Naht durch den LAD schneidet.
Daher wird ein verstärkendes Stück 3,06 Seidennaht auf das Herz gelegt, wie gezeigt, in die gleiche Richtung und nur auf der Oberseite des LAD laufen. Mit einer 7,06 Seidennaht wird der LAD isoliert und dauerhaft ligiert. Dies ermöglicht das Blanchieren des Herzens, das einen Herzinfarkt erhält.
Dies wird zu einem Umbau führen und der linke Ventrikel wird im Laufe der Zeit versagen. Ein 3D-Biodruck-Herz-Patch wird im Labor mit einem 3D-Bioprinter erzeugt. Dies ermöglicht die Schicht für Schicht, Ablagerung von Herzzellen, mit einer Kombination von Zellen und Hydrogelen.
Sie können eine schwebende in diesem Video und jetzt in diesem Bild sehen. Hier ist ein Bild des Patch-Erscheinungsbildes, wenn es durch Epifluoreszenz-Lichtmikroskopie in einem Brunnen einer sechs Brunnenplatte abgebildet wird. Das Pflaster wurde mit Hoechst-Färbung für Zellkerne befleckt, und dieser blaue Fleck hebt auch die autofluoreszierenden Hydrogele hervor.
Dies ist ein intaktes Algengelatine-Patch, das für die Transplantation geeignet ist, ähnlich dem im Video gezeigten. Mit unserer Methode begannen die meisten Patches zwischen 14 und 28 Tagen zu zerfallen, in der Kultur, wie hier in diesem Bild eines anderen Patches gezeigt, der sich aufgelöst hat. Wir fanden heraus, dass die optimale Zeit für die Transplantation von Pflastern zwischen Tag sieben und Tag 14 nach dem Bioprinting war.
Dies war, als Flecken mit Herzzellen zu schlagen begannen, zeigten einen Grad der Gewebereifung, aber bevor Patches begannen zu zerfallen. Das Pflaster wird in den Operationssaal gebracht und langsam und vorsichtig auf das Herz in einem Teil der Maus gelegt. Vorsichtig wird auch in den Bereich des Ableitens verschoben.
Der Retraktor wird langsam entfernt. Schließlich werden die dritte und vierte Rippe mit einer 6,0-Prolen-Nähte zusammengeschlossen. Zusammen mit einem Muskel werden die Rippen geschlossen, gefolgt vom Verschluss der Haut.
Nach Dem Verschluss der Brust wird die Maus mit Antisedan und Furosemid injiziert. Langsam wird die Maus wieder unabhängige Atmungsaktivität, und wird auf Zehenkneifung reagieren. Die Maus wird genau überwacht, und sobald sie aus dem Anästhetikum erwacht, wird sie in ihren eigenen Käfig gelegt.
Dieses Bild zeigt mit dem angenommenen Bereich, wo der biogedruckte Patch auf dem Mausherz sitzt. Abschließend haben wir gezeigt, dass 3D-biobedruckte Algenat-Gelatine-Pflaster mit unserer Methode, auf das Epikardium, in einem Mausmodell des Myokardinfarkts transplantiert werden können. In der Bioprinting-Phase haben Algenat-Gelatine-Hydrogele aufgrund ihrer rheologischen Eigenschaften eine hervorragende Bedruckbarkeit, die eine Extrusion ohne schädliche Zellen ermöglicht, aber auch die biomechanische Festigkeit hat, um ihre Struktur nach dem 3D-Bioprinting und während der Transplantation zu behalten.
Unsere Methode ist wahrscheinlich weit übermöglich und eignet sich auch zum Testen mehrerer Gruppen von 3D-Biodruck-Patches. Zum Beispiel mit unterschiedlichen Zellinhalten.
