Wasserstrahlinjektionen von aktiven Komponenten wie Flüssigkeiten, Nanopartikeln, Mikropartikeln, verkapselten Medikamenten oder sogar lebenden Zellen können im Vergleich zu Nadelinjektionen in verschiedenen Geweben viel präziser angewendet werden. Minimal-invasive Ansätze erfordern eine präzise Lokalisierung des Medikaments in vorgegebenen Schichten des Zielgewebes durch Vorauswahl des Injektionsdrucks. Unser derzeitiger Schwerpunkt ist die Zelltherapie bei Harninkontinenz.
Diese Technik wurde jedoch bereits auf die Regeneration von infiziertem Muskelgewebe nach schweren Herzinfarkten ausgedehnt. Derzeit kann die Technik nur von erfahrenen Forschern oder zugelassenen Ärzten in präklinischen Studien angewendet werden. Es ist nicht für den Einsatz in routinemäßigen Laborverfahren vorgesehen, da es für zukünftige klinische Zwecke entwickelt wird.
Legen Sie zunächst die Harnröhre mit der Verbindungsblase, die von einem erwachsenen weiblichen Landrassenschwein seziert wurde, auf einen Schwamm, der die Elastizität des unteren Beckenbodens nachahmt. Bestimmen Sie dann mit der Blase die Ausrichtung der Harnröhre. Dies ist möglich durch die Lokalisation des Harnleiters und der drei Bänder, die die Blase in der Bauch- und Beckenhöhle fixieren.
Nachdem Sie die Harnröhre richtig ausgerichtet haben, schneiden Sie sie mit Hilfe eines Katheters in Längsrichtung auf der Rückenseite auf. Nachdem Sie die Zelldichte der aus Schweinefettgewebe gewonnenen Stromazellen auf 2,4 mal 10 bis sechste Zellen pro Milliliter eingestellt haben, markieren Sie die Zellen mit einem grün fluoreszierenden membrandurchlässigen Lebendzellfleck, saugen Sie dann die Zellsuspension mit der Spritze ab und tragen Sie die zytoskopische Williams-Injektionsnadel auf. Als nächstes halten Sie die Nadel entweder kurz über die zwei Milliliter Wachstumsmedien in einem 15-Milliliter-Zentrifugationsröhrchen oder führen Sie die Nadel in das offene Harnröhrengewebe ein.
Injizieren Sie in beiden Fällen manuell 250 Mikroliter der Zellsuspension. Zellen, die aus einer Injektionskuppel in die Kadaverharnröhre injiziert werden. Sammeln Sie die Zellen, die direkt durch Zentrifugation in das Medium injiziert werden.
Für Zellen, die in die Kadaverharnröhre injiziert werden, saugen Sie sie mit einer 18-Gauge-Nadel, die auf eine Spritze aufgetragen wird, aus der Injektionskuppel ab. Die angesaugten Zellen in ein Zentrifugationsröhrchen geben und durch Zentrifugation pelletieren. Resuspendiert beide Zellpellets in vier Millilitern Wachstumsmedien.
Um die Zellausbeute und Lebensfähigkeit zu bestimmen, mischen Sie 20 der Zellsuspension gründlich mit 20 Mikrolitern Trypanblau. Dann füllen Sie 10 Mikroliter dieser Mischung in jede Kammer des Hämozytometers. Unter dem Mikroskop zählen die Zellen in allen vier Eckquadraten.
Zählen Sie die ungefärbten weißen Zellen als lebensfähige Zellen und die blau gefärbten Zellen als tote Zellen und berechnen Sie dann die Zellzahl pro Milliliter. Für Injektionen über den Wasserstrahl wird die Dichte der aus Schweinefettgewebe gewonnenen Stromazellen auf sechsmal 10 bis sechste Zellen pro Milliliter eingestellt. Beschriften Sie sie wie bereits gezeigt und füllen Sie die Zellsuspension in die Dosiereinheit des nadelfreien Wasserstrahlgeräts.
Dann halten Sie die Einspritzdüse entweder kurz über den zwei Millilitern Wachstumsmedien in einem 15 Milliliter Zentrifugationsröhrchen oder kurz über das offene Harnröhrengewebe. Injizieren Sie in beiden Fällen 100 Mikroliter der Zellsuspension. Verwenden Sie Hochdruck für die Gewebepenetration, gefolgt von einer Niederdruckphase für Zellinjektionen.
Zellen, die in die Kadaverharnröhre injiziert werden, bilden eine Injektionskuppel. Sammeln Sie Zellen, die direkt durch Zentrifugation in das Medium injiziert werden. Für Zellen, die in die Kadaverharnröhre injiziert werden, saugen Sie sie aus der Injektionskuppel ab.
Übertragen Sie die angesaugten Zellen in ein Zentrifugationsröhrchen und pelletieren Sie sie mit Zentrifugation, wie bereits gezeigt. Nach der Zentrifugation beide Pellets in vier Milliliter Wachstumsmedien resuspendieren. Samen Sie die nach Injektionen in Gewebekulturschalen gewonnenen Zellen mit einer Dichte von fünfmal 10 bis zu den fünften Zellen pro Schale.
Ersetzen Sie nach einer dreistündigen Inkubation bei 37 Grad Celsius und kurz vor der AFM-Messung die Wachstumsmedien durch drei Milliliter Leibovitz' L-15-Medien ohne L-Glutamin. Um die Elastizität einzelner Zellen zu messen, identifizieren Sie eine Zelle visuell und konzentrieren Sie sich darauf. Platzieren Sie dann die Computermaus in der Mitte der Zelle und positionieren Sie die AFM-Spitze direkt über dem Zellkern, um die Messgenauigkeit zu verbessern.
Konzentrieren Sie sich als Nächstes auf den Ausleger und bewegen Sie ihn mit der Computermaus. Starten Sie dann die Messung mit run und messen Sie mindestens 50 Zellen. Der durch Kalibrierung des Auslegers erhaltene Sollwertparameter wird verwendet und eine Zelle wird dreimal gemessen.
Die Lebensfähigkeit von Zellen, die durch die Williams-Nadel abgegeben wurden, war höher als bei Injektionen durch den Wasserstrahl mit den E60-10-Einstellungen. Die biomechanische Bewertung der Injektionen in der Auffangflüssigkeit ergab, dass Williams-Nadelinjektionen im Vergleich zu Kontrollen keinen signifikanten Unterschied in den Elastizitätsmodulen aufwiesen, während die Wasserstrahlinjektionen die zellulären Elastizitätsmodule signifikant um 40 bis 50% reduziertenIn ähnlicher Weise ergaben Williams-Nadelinjektionen in kadaverischen Harnröhrengewebeproben keinen signifikanten Unterschied in den zellulären Elastizitätsmodulen im Vergleich zu Kontrollen. Nach Wasserstrahlinjektionen wurde jedoch eine signifikante Reduktion von 51% beobachtet.
Man muss nur sicherstellen, dass die Nadelinjektionen nicht vollständig in das Gewebe eindringen, das Verletzungen verursacht. Beim Wasserstrahl muss man das Gerät nur in der richtigen Position im Einspritzbereich platzieren, während der Rest automatisch vom Gerät selbst erledigt wird. Da das Wasserstrahlgerät so entwickelt wurde, dass es zu endoskopischen Geräten passt und passt, können Sie die Wasserstrahlanwendungen für jede Stelle im Körper verwenden, die durch diese zystoskopischen oder endoskopischen Technologien erreicht werden kann, um Gewebe zu regenerieren und die Reparaturarbeit zu erledigen.
