המחברים מודים פרופ &#39;הנדריק Tevaearai והמחלקה לכירורגיה לב וכלי דם לתמיכה כספית לחלק הראשוני של המחקר.

הערה: לואיס זכר ונקבת חולדות, 200-220 גרם שוכנו בתנאים סטנדרטיים מעבדה (12 שעות אור וחושך מחזור, מים כרצונך מודעה ומזון, כלוב IVC). טופלו כל בעלי החיים בקנה אחד עם ההמלצות של FELASA והחוק השוויצרי בהגנה על בעלי חיים. .1 תא הכנה: בידוד תאי גזע mesenchymal ממח העצם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החולדות עם 5% isoflurane וO 2 5 ליטר / דקה בחדר אינדוקציה למשך 5 דקות. הנח חוטם של בעל החיים לחרטומו מחובר למערכת ההרדמה. בצע קמצוץ הבוהן או זנב כדי לאשר הרגעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את העור מהרגל במספריים על ידי חיתוך העור מקרסול לירך. הסר את השרירים וחתך את עורק הירך לexsanguination בעלי החיים. לחשוף את מפרק הירך ולנקוע את הראש עצם הירך. חשוב שלא לפגוע בראש עצם הירך. מניחים את העצמות בסטרילי PBS בצינור פלסטיק 50 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל muscles ורצועות מהעצמות בלי לשבור אותם. הערה: חשוב שהעצם נותר בשלמותה, כדי למנוע הצמדה של פתרון שטיפה או זיהום עם אתנול. יש לשטוף את העצמות מקולפות ב70% אתנול למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת הזרימה למינרית סטרילי, לחתוך את שני קצות העצמות במספריים. לשטוף את מוח העצם על ידי הזרקת PBS סטרילי מגפי העצם. לאסוף מח לתוך צינור 15 מ&quot;ל. דקות צנטריפוגה 7 ב300 גרם x. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את supernatant. להשעות את גלולה ב 3 מ&quot;ל של תאי דם אדומים תמוגה חיץ. דגירה ההשעיה 1 דקות בטמפרטורת חדר לפני שמסתובב שוב ל7 דקות ב 300 גרם x. בבקבוק תרבות 150 מ&quot;ל, להוסיף מדיום תרבות תא סטרילי (395 בינוני מ&quot;ל IMDM, 5 עט מ&quot;ל / סטרפטוקוקוס, 100 FBS מ&quot;ל) וזרע התאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שנה בינונית ביום השני להסרת תאי nonadherent. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע שינויים בינוניים בכל יום שני ל2-3 שבועות עד שכמות תאים רצויה מתקבלת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להכין את biograft על ידי זרעing התאים על גבי המטריצה ​​המוצקה כנדרש, ותאר במקום אחר 3. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היום של השתלת לב, להכין את התאים או לקצור את biograft רק לפני יישום epicardial. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את התאים באמצעות פתרון ניתוק תא Accutase. ספירת התאים. מלא צינור 1.5 מ&quot;ל צנטריפוגות עם הנפח של השעיה תא מחושבת כדי להשיג כמות תאים רצויה. צנטריפוגה ל7 דקות ב XG 300 ולהסיר את supernatant. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, לקצור biograft מתרבית תאים בינוני, לשטוף בPBS סטרילי, ולשמור במדיום תרבות הטרי ללא סרום. </li></ol></li></ol> 2 ראשית פתיחת בית החזה וLAD הקשירה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את העכברוש. הפעל את כרית החימום על 37 מעלות צלזיוס. להרדים את העכברוש עם 5 isoflurane% ו -5 ליטר / דקת O 100% 2 בחדר אינדוקציה ל5-7 דק &#39;. בצע קמצוץ הבוהן או זנב כדי לאשר הרגעה. מניחים את החולדה על כרית החימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצנרר את החיה עם 14קטטר iv G. חבר את הקטטר אינטובציה למכונת נשמת מכרסמים המתוכנת עבור חמצן 2.5 ליטר / דקה, isoflurane 2.5%, נפח של גאות ושפל של 2 מ&quot;ל, ותדירות נשימה של 90 נשימות / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון עצירות ב0.1 מ&quot;ג / קילוגרם. הזרק תת עורי שליש מהפתרון. לגלח את החלק השמאלי של בית החזה. לחטא עם 1% תמיסת פולידין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך את העור בניצב לעצם החזה בחלל הצלע הרביעי. הפרד את 3 שכבות של שרירים בית חזה (pectoralis pectoralis גדול, עולה, ובית חזה אלכסוני חיצוני). פתח את חלל הצלע הרביעי (בין צלעות 4 ו -5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מפשק קטן כדי להפיץ את הצלעות וכדי לחשוף את הלב. פתח את קרום הלב בזהירות. אתר ולקשור קדמי עורק הכלל השמאלי יורדת (LAD) עם מ&quot;מ 7.0 תפר 4 להלן אטריום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את חלל הצלע עם שני תפרים באמצעות 3.0 תפרים. מקם שני התפרים proximally וdistally מעצם החזה. ראשית, tighten תפר דיסטלי. הצמד את צינורות פליטת ההנשמה למשך 2 שניות כדי לנפח את החזה ולהימנע מכל חזה אוויר. להדק את התפר השני. מקם את שכבות שרירי גב במקום (אין צורך בתפרים). סגור את העור עם תפר 5.0. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחטא את התפר עם 1% תמיסת פולידין. הזרק את שאר פתרון עצירות. כבה את מערכת ההרדמה. הסר קטטר אינטובציה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את העכברוש בכלוב מתחת למנורה חמה ל1-2 שעות. שמור מדחום בכלוב ולשלוט במרחק בין המנורה החמה והכלוב על מנת למנוע התחממות היתר. להחזיר את העכברוש ביחידת IVC. הזרק 0.05-0.1 מ&quot;ג / קילוגרם תת עורי הודעה עצירות -operatively כל שעה 6-12 ל48 שעות. </li></ol> .3 Epicardial מנהל של Via טיפול פתיחת בית החזה שני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.1-2.3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחתוך את העור בניצב לעצם החזה בחלל הצלע החמישי. הפרד את השכבה 3(Pectoralis pectoralis גדול, עולה וpectoralis האלכסוני החיצוני) של השרירים בית החזה. פתח את חלל הצלע החמישי (בין צלעות 5 ו -6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מפשק קטן כדי להפיץ את הצלעות וכדי לחשוף את הלב. אם יש איזה דבקות, להסיר אותם בזהירות עם מלקחיים בסדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אתר את אזור האוטם שמופיע כאזור חיוור מתחת למייתר. הערה: בעת צורך, להשתמש בפיסת 10 סנטימטר של תפר (7.0) הוכנסה בשיא לדמיין את החדר השמאלי טוב יותר. משוך בעדינות כדי התפר נשמר באופן רופף על ידי מהדק כדי לחשוף את הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליישם את אחד מהטיפולים הבאים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את biograft על פני השטח של הלב. השתמש במזרק איטום הפיברין prefilled prewarmed בטמפרטורת חדר למשך 10 דקות. החל ירידה (50-100 μl) של חומר איטום הפיברין תחת biograft באמצעות מחט 25 G Luer. ודא שbiograft אטום בצורה מושלמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, להחיל את התא גלולה שנאסף עם קצה פיפטה בo המשטחf הלב על האזור החיוור מתחת למייתר. החל ירידה (50-100 μl) של חומר איטום הפיברין על התא גלולה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את פיסת התפר מהשיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 2.6-2.8. </li></ol>

<ol>
	<li>Gjesdal, O., Bluemke, D. A., Lima, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+remodeling+at+the+population+level--risk+factors,+screening,+and+outcomes.">Cardiac remodeling at the population level--risk factors, screening, and outcomes.</a> Nat. Rev. Cardiol. 8, 673-685 (2011).</li><li>Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regenerating+functional+heart+tissue+for+myocardial+repair.">Regenerating functional heart tissue for myocardial repair.</a> Cell Mol. Life Sci. 69, 2635-2656 (2012).</li><li>Guex, A. G., Fortunato, G., Hegemann, D., Tevaearai, H. T., Giraud, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+Protocol+for+the+Culture+of+Cells+on+Plasma-Coated+Electrospun+Scaffolds.">General Protocol for the Culture of Cells on Plasma-Coated Electrospun Scaffolds.</a> Methods Mol. Biol. 1058, 119-131 (2013).</li><li>Selye, H., Bajusz, E., Grasso, S., Mendell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+techniques+for+the+surgical+occlusion+of+coronary+vessels+in+the+rat.">Simple techniques for the surgical occlusion of coronary vessels in the rat.</a> Angiology. 11, 398-407 (1960).</li><li>Gomes, A. C., Falcao-Pires, I., Pires, A. L., Bras-Silva, C., Leite-Moreira, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+of+heart+failure:+an+updated+review.">Rodent models of heart failure: an updated review.</a> Heart Fail. Rev. 18, 219-249 (2013).</li><li>Horstick, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+procedure+affects+physiological+parameters+in+rat+myocardial+ischemia:+need+for+mechanical+ventilation.">Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation.</a> Am. J. Physiol. 276, 472-479 (1999).</li><li>Duchatelle, J. P., Vivet, P., Cortes, M., Groussard, O., Pocidalo, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+and+Hemodynamic-Effects+of+Lateral+Thoracotomy+or+Sternotomy+in+Mechanically+Ventilated+Rats.">Respiratory and Hemodynamic-Effects of Lateral Thoracotomy or Sternotomy in Mechanically Ventilated Rats.</a> Eur. Surg. Res. 17, 10-16 (1985).</li><li>Giraud, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel-based+engineered+skeletal+muscle+grafts+normalize+heart+function+early+after+myocardial+infarction.">Hydrogel-based engineered skeletal muscle grafts normalize heart function early after myocardial infarction.</a> Artif. Organs. 32, 692-700 (2008).</li><li>Siepe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myoblast-seeded+biodegradable+scaffolds+to+prevent+post-myocardial+infarction+evolution+toward+heart+failure.">Myoblast-seeded biodegradable scaffolds to prevent post-myocardial infarction evolution toward heart failure.</a> J. Thorac. Cardiov. Sur. 132, 124-131 (2006).</li><li>Guex, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma-functionalized+electrospun+matrix+for+biograft+development+and+cardiac+function+stabilization.">Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization.</a> Acta Biomater. 10, (2014).</li><li>Terrovitis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+Quantification+and+Optimization+of+Acute+Cell+Retention+by+In+Vivo+Positron+Emission+Tomography+After+Intramyocardial+Cardiac-Derived+Stem+Cell+Delivery.">Noninvasive Quantification and Optimization of Acute Cell Retention by In Vivo Positron Emission Tomography After Intramyocardial Cardiac-Derived Stem Cell Delivery.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 54, 1619-1626 (2009).</li><li>Guo, H. D., Wang, H. J., Tan, Y. Z., Wu, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+marrow-derived+cardiac+stem+cells+carried+in+fibrin+improves+cardiac+function+after+myocardial+infarction.">Transplantation of marrow-derived cardiac stem cells carried in fibrin improves cardiac function after myocardial infarction.</a> Tissue Eng. Part A. 17, 45-58 (2011).</li><li>Qiao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Death+and+Proliferation+Time+Course+of+Stem+Cells+Transplanted+in+the+Myocardium.">Death and Proliferation Time Course of Stem Cells Transplanted in the Myocardium.</a> Mol. Imaging Biol. 11, 408-414 (2009).</li><li>Conradi, L., Pahrmann, C., Schmidt, S., Deuse, T., Hansen, A., Eder, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+Imaging+for+Assessment+of+Immune+Responses+Following+Implantation+of+Engineered+Heart+Tissue+(EHT).">Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT).</a> J. Vis. Exp. 52 (e2605), (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

קשירת הקבע של LAD גורמת לפגיעה בשריר הלב בלתי הפיכה. מודל החיה הראשון תואר בשנת 1960 4. מאז, זה כבר נחשב כמודל סטנדרטי ומתאים לMI הכרוני. היציבות והשחזור שלה אפשרו הערכה ניסיונית של טיפולים לMI 5. נהלים משופרים הבאים התיאור הראשוני דיווחו על שיעור תמותה ניתוחי של ...

מאז סוף המאה ה -19, מחלת לב וכלי דם נשארה רוצח סדרתי מספר אחת במדינות מתועשות. ביניהם, מחלת לב כלילית מייצגת את אטיולוגיה העיקרית. תוצאות השלב אקוטיות באוטם שריר לב (MI) ואחריו שיפוץ הסתגלותי שבהדרגה מתפתח לכיוון שלב כרוני ואי ספיקת לב חמורה. למרות התקדמות טכנולוגית וטיפולית משמעותית האחרונה, התחלואה והתמותה כתוצאה מההתקדמות של אי ספיקת לב עדיין גדלו 1. בהקשר זה, טיפול בתאים צבר עניין גובר כאופציה טיפולית חדשה כדי לעצור את התקדמות המחלה לאי ספיקת לב ולעורר את יכולת ההתחדשות זיהתה לאחרונה של שריר הלב. חקירות ניסיוניות וקליניות סיפקו ראיות משכנעות של ההשפעות מועילות שהושגו לאחר השתלת לב של סוגי תאים שונים. תוצאות עיקריות כללו cardi המשופרפונקצית התכווצות ac, ירד שיפוץ של חדר שמאלי, הפחיתה את הגודל אוטם, והגדילה את צפיפות כלי דם באזור infarcted. עם זאת, שמירת מספר התא הנמוכה לאחר הזרקת התא נשארה חסרון חשוב. איגוד תאים עם biomatrix כדי לשפר של תא משלוח 2 לאחרונה טפח חוקר ואינטרסים קליניים. קשירה של קדמי העורק הכלילו השמאלי יורד (LAD) היא שיטת התייחסות לMI במודל של בעלי חיים קטנים שגורם לאוטם transmural וצלקת בוגרת. טיפול בתאים שיושמו בשלב הכרוני של MI דורש התערבות כירורגית שנייה. Sternotomy חציון מבוצע בדרך כלל כדי לאפשר הזרקת intramyocardial של התאים או השתלת epicardial של biografts. פרוצדורות כירורגיות פולשניות כגון להגדיל את שיעור התמותה, זמן החלמה לאחר ניתוח, כאב, וסיכון לזיהום. הגישה הזעיר פולשנית המוצגת כאן לא רק מונעת הטיה כזו, אלא גם מספקת oנגישות ptimal של הלב ליישום טיפול. MI והשתלת epicardial של תאים הקשורים לbiomatrix סוג ג&#39;ל מבוצעים על לב פועם באמצעות thoracotomies צלע שמאל.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="678">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:104px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:239px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">POLYSORB 3-0 suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">UL 204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">POLYSORB 5-0 suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">UL 202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SURGIPRO II 7-0 Suture</td>
			<td style="width:104px;">COVIDIEN</td>
			<td style="width:119px;">VP904X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CATHETER INSYTE 14G</td>
			<td style="width:104px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">381267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR</td>
			<td style="width:104px;">HARVARD APPARATUS</td>
			<td style="width:119px;">557058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DUMONT #7 Forceps</td>
			<td style="width:104px;">FST Germany</td>
			<td style="width:119px;">11274-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fibrin sealant</td>
			<td style="width:104px;">BAXTER</td>
			<td style="width:119px;">1501441</td>
			<td>TISSEEL Glue, Frozen -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">CASTROVIEJO EYE SPECULA</td>
			<td style="width:104px;">HARVARD APPARATUS</td>
			<td style="width:119px;">72-8925</td>
			<td>use as retractor for the ribs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">IMDM Glutamax</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pen/Strep</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>PAA Clone</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; A15-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">bone scissors</td>
			<td style="width:104px;">Fine Science Tols</td>
			<td style="width:119px;">16044-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Red Blood Cell Lysis Solution</td>
			<td>Gentra Systems</td>
			<td>D-50k1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Accutase cell detachment solution</td>
			<td style="width:104px;">Stem cell technology</td>
			<td style="width:119px;">7920</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cell-based therapy for heart failure in rat: double thoracotomy for myocardial infarction and epicardial implantation of cells and biomatrix

טיפול בתאי לב צבר עניין גובר והשתלה של חומרים ביולוגיים הקשורים לתאים הפך לנושא מרכזי כדי לייעל את משלוח תא שריר לב. מודל מכרסם של אוטם שריר לב (MI) בהיקף של שמאל קדמי יורד עורקי קשירה (LAD) יש בדרך כלל בוצעה באמצעות פתיחת בית החזה; ניתוח לב פתוח שני באמצעות sternotomy באופן מסורתי נעשה ליישום epicardial של הטיפול. מאז התיאור של מודל קשירת LAD, שיעור תמותה לאחר ניתוח ירד 35-13%, אולם הניתוח השני נותר קריטי. על מנת לשפר את ההתאוששות לאחר הניתוח ולהפחית את הכאב ודלקת, ניתוחים פולשנית מוצגים. שתי thoracotomies בוצע, אחד הראשוני לקשירת LAD והשני לממשל epicardial טיפול. Biografts המורכב של תאים הקשורים מטריצות מוצקות או ג&#39;ל סוג יושמו על ar infarctedea. קשירת LAD הביאה לאובדן תפקוד לב כפי שאושרה על ידי בדיקת אקו שבוצע לאחר 2 ו -6 שבועות. גולדנר Trichrome צביעה מבוצעת על סעיפי לב אישר היווצרות צלקת transmural. ניתוחים הראשונים והשני הביאו פחות ש10% תמותה לאחר ניתוח.

כל בעלי החיים התאוששו בתוך שעה 1 לאחר thoracotomies. ריפוי הפצע היה מהיר. אין זיהום או בצקת נצפה. פתיחת בית החזה הכפולה השמאלית אפשרה גישה אופטימלית ללב (איור 1). כאב ותמותה לאחר הניתוח היו נמוכים. בעלי החיים התאוששו במהירות מהנית...

Watch this Scientific Journal Video about Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix at JoVE.com

Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix

השרשה של biograft לטיפול באוטם שריר לב שנגרם על ידי קשירת LAD במודל מכרסם דרשה כמקובל שני ניתוחי לב פתוח. על מנת להקטין את התמותה ולספק תנאים אופטימליים לקיבוע של biomatrices המוצק והדביק הקשורים לתאים, נהלים פולשנית פותחו.

טיפול המבוסס על תאים לאי ספיקת לב בחולדה: חדר זוגי פתיחת בית החזה לאוטם שריר הלב וepicardial השרשה של תאים וBiomatrix

Cardiac cell therapy has gained increasing interest and implantation of biomaterials associated with cells has become a major issue to optimize myocardial ...

cell-based-therapy-for-heart-failure-rat-double-thoracotomy-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.8K Views.  University of Fribourg.  השרשה של biograft לטיפול באוטם שריר לב שנגרם על ידי קשירת LAD במודל מכרסם דרשה כמקובל שני ניתוחי לב פתוח. על מנת להקטין את התמותה ולספק תנאים אופטימליים לקיבוע של biomatrices המוצק והדביק הקשורים לתאים, נהלים פולשנית פותחו. 

Video: Cell-based Therapy for Heart Failure in Rat: Double Thoracotomy for Myocardial Infarction and Epicardial Implantation of Cells and Biomatrix

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or bioartificial scaffold materials, entrapment of cardiac myocytes in hydrogels such as fibrin or collagen and stacking of myocyte monolayers 1. These concepts aim at restoration of compromised cardiac function (e.g. after myocardial infarction) or as experimental models (e.g. predictive toxicology and substance screening or disease modelling). Precise monitoring of cell survival after implantation of engineered heart tissue (EHT) has now become possible using in-vivo bioluminescence imaging (BLI) techniques 2. Here we describe the generation of fibrin-based EHT from a transgenic rat strain with ubiquitous expression of firefly luciferase (ROSA/luciferase-LEW Tg; 3). Implantation is performed into the greater omentum of different rat strains to assess immune responses of the recipient organism following EHT implantation. Comparison of results generated by BLI and the Enzyme Linked Immuno Spot Technique (ELISPOT) confirm the usability of BLI for the assessment of immune responses.

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

This video demonstrates the use of in vivo bioluminescence imaging to study immune responses after implantation of Engineered Heart Tissue (EHT) in rats.

פליטת אור הדמיה עבור הערכת התגובה החיסונית לאחר השתלת רקמת לב הנדסי (EHT)

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

Transplantation of Induced Pluripotent Stem Cell-derived Mesoangioblast-like Myogenic Progenitors in Mouse Models of Muscle Regeneration

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells similar to pericyte-derived mesoangioblasts (iPSC-derived mesoangioblast-like stem/progenitor cells: IDEMs) can be established from iPSCs generated from patients affected by different forms of muscular dystrophy. Patient-specific IDEMs can be genetically corrected with different strategies (e.g. lentiviral vectors, human artificial chromosomes) and enhanced in their myogenic differentiation potential upon overexpression of the myogenesis regulator MyoD. This myogenic potential is then assessed in vitro with specific differentiation assays and analyzed by immunofluorescence. The regenerative potential of IDEMs is further evaluated in vivo, upon intramuscular and intra-arterial transplantation in two representative mouse models displaying acute and chronic muscle regeneration. The contribution of IDEMs to the host skeletal muscle is then confirmed by different functional tests in transplanted mice. In particular, the amelioration of the motor capacity of the animals is studied with treadmill tests. Cell engraftment and differentiation are then assessed by a number of histological and immunofluorescence assays on transplanted muscles. Overall, this paper describes the assays and tools currently utilized to evaluate the differentiation capacity of IDEMs, focusing on the transplantation methods and subsequent outcome measures to analyze the efficacy of cell transplantation.

Induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived myogenic progenitors are promising candidates for cell therapy strategies to treat muscular dystrophies. This protocol describes transplantation and functional measurements required to evaluate the engraftment and differentiation of iPSC-derived mesoangioblasts (a type of muscle progenitors) in mouse models of acute and chronic muscle regeneration.

השתלה של תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרה נגזר Mesoangioblast כמו אבות מיוגניים במודלים עכבר של התחדשות שרירים

Patient-derived iPSCs could be an invaluable source of cells for future autologous cell therapy protocols. iPSC-derived myogenic stem/progenitor cells ...

Analysis of Tubular Membrane Networks in Cardiac Myocytes from Atria and Ventricles

In cardiac myocytes a complex network of membrane tubules - the transverse-axial tubule system (TATS) - controls deep intracellular signaling functions. While the outer surface membrane and associated TATS membrane components appear to be continuous, there are substantial differences in lipid and protein content. In ventricular myocytes (VMs), certain TATS components are highly abundant contributing to rectilinear tubule networks and regular branching 3D architectures. It is thought that peripheral TATS components propagate action potentials from the cell surface to thousands of remote intracellular sarcoendoplasmic reticulum (SER) membrane contact domains, thereby activating intracellular Ca2+ release units (CRUs). In contrast to VMs, the organization and functional role of TATS membranes in atrial myocytes (AMs) is significantly different and much less understood. Taken together, quantitative structural characterization of TATS membrane networks in healthy and diseased myocytes is an essential prerequisite towards better understanding of functional plasticity and pathophysiological reorganization. Here, we present a strategic combination of protocols for direct quantitative analysis of TATS membrane networks in living VMs and AMs. For this, we accompany primary cell isolations of mouse VMs and/or AMs with critical quality control steps and direct membrane staining protocols for fluorescence imaging of TATS membranes. Using an optimized workflow for confocal or superresolution TATS image processing, binarized and skeletonized data are generated for quantitative analysis of the TATS network and its components. Unlike previously published indirect regional aggregate image analysis strategies, our protocols enable direct characterization of specific components and derive complex physiological properties of TATS membrane networks in living myocytes with high throughput and open access software tools. In summary, the combined protocol strategy can be readily applied for quantitative TATS network studies during physiological myocyte adaptation or disease changes, comparison of different cardiac or skeletal muscle cell types, phenotyping of transgenic models, and pharmacological or therapeutic interventions.

In cardiac myocytes, tubular membrane structures form intracellular networks. We describe optimized protocols for i) isolation of myocytes from mouse heart including quality control, ii) live cell staining for state-of-the-art fluorescence microscopy, and iii) direct image analysis to quantify the component complexity and the plasticity of intracellular membrane networks.

ניתוח של Tubular ממברנה רשתות בלב myocytes מאטרייה וחדרי לב

In cardiac myocytes a complex network of membrane tubules - the transverse-axial tubule system (TATS) - controls deep intracellular signaling functions. ...

Seeding and Implantation of a Biosynthetic Tissue-engineered Tracheal Graft in a Mouse Model

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional tissue. Tissue engineering holds great promise as a potential solution with its ability to integrate cells and signaling molecules into a 3-dimensional scaffold. Recent work with tissue engineered tracheal grafts (TETGs) has seen some success but their translation has been limited by graft stenosis, graft collapse, and delayed epithelialization. In order to investigate the mechanisms driving these issues, we have developed a mouse model for tissue engineered tracheal graft implantation. TETGs were constructed using electrospun polymers polyethylene terephthalate (PET) and polyurethane (PU) in a mixture of PET and PU (20:80 percent weight). Scaffolds were then seeded using bone marrow mononuclear cells isolated from 6-8 week-old C57BL/6 mice by gradient centrifugation. Ten million cells per graft were seeded onto the lumen of the scaffold and allowed to incubate overnight before implantation between the third and seventh tracheal rings. These grafts were able to recapitulate the findings of stenosis and delayed epithelialization as demonstrated by histological analysis and lack of Keratin 5 and Keratin 14 basal epithelial cells on immunofluorescence. This model will serve as a tool for investigating cellular and molecular mechanisms involved in host remodeling.

Graft stenosis poses a critical obstacle in tissue engineered airway replacement. To investigate cellular mechanisms underlying stenosis, we utilize a murine model of tissue engineered tracheal replacement with seeded bone marrow mononuclear cells (BM-MNC). Here, we detail our protocol, including scaffold manufacturing, BM-MNC isolation, graft seeding, and implantation.

Seeding, השרשת biosynthetic הוחלף נגזר רקמות מהונדסים בקנה הנשימה השתלה במודל של עכברים

Treatment options for congenital or secondary long segment tracheal defects have historically been limited due to an inability to replace functional ...

Evaluation of Keratinocyte Proliferation on Two- and Three-dimensional Type I Collagen Substrates

Type I collagen, useful as a substrate for cell culture, exists in two forms: the two-dimensional, non-fibrous form and three-dimensional, fibril form. Both forms can be prepared with the same type I collagen. In general, the non-fibrous form promotes cell adhesion and proliferation. The fibril form (gels) provides more physiological conditions in many types of cells; therefore, gel culture is useful for examining physiological behaviors of cells, such as drug efficacy.
Researchers can select the appropriate form according to the purpose of its use. For example, in the case of keratinocytes, on-gel culture has been used as a wound healing model. FEPE1L-8, a keratinocyte cell line cultured on the non-fibrous form of type I collagen, promote cell adhesion. Notably, keratinocyte proliferation is slower on the fibril form than the non-fibrous form. Protocols for the preparation of type I collagen for cell culture are simple and have wide applications depending on the experimental needs.

Here, we present a protocol for the preparation of two different forms of culture substrates utilizing type I collagen. Depending on how collagen is handled, collagen molecules either maintain two-dimensional, non-fibrous form or reassemble into three-dimensional, fibril form. Cell proliferation on type I collagen is drastically affected by fibril formation.

הערכת תקין התפשטות על שניים - שלושה ממדי מסוג קולגן מצעים

Type I collagen, useful as a substrate for cell culture, exists in two forms: the two-dimensional, non-fibrous form and three-dimensional, fibril form. ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has been challenged. Here, we fabricate iron oxide nanoparticle shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform. Iron oxide nanoparticles serve as both magnetic and photothermal agents. Once intravenously injected, NSMs can be magnetically guided to the tumor site. Ultrasound triggers the release of iron oxide nanoparticles, facilitating the penetration of nanoparticles deep into the tumor due to the cavitation effect of microbubbles. Thereafter, magnetic hyperthermia and photothermal therapy can be performed on the tumor for combinational cancer therapy, a solution for cancer resistance due to the tumor heterogeneity. In this protocol, the synthesis and characterization of NSMs including structural, chemical, magnetic and acoustic properties were performed. In addition, the anti-cancer efficacy by thermal therapy was investigated using in vitro cell cultures. The proposed delivery strategy and combination therapy holds great promise in cancer treatment to improve both delivery and anticancer efficacies.

Presented here is a protocol for the fabrication of iron oxide nanoparticle-shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform for magnetic hyperthermia and photothermal combination cancer therapy.

מיקרו-גיבלים מגנטיים, אקוסטיים ואופטיים-משולשים-רספונסיביים לטיפול בסרטן משולב של פוטוטותרמיה

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...

Preparation of Mesh-Shaped Engineered Cardiac Tissues Derived from Human iPS Cells for In Vivo Myocardial Repair

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), which are developed towards the goal of clinical use. HiPSC-derived cardiomyocytes, endothelial cells, and vascular mural cells are mixed with gel matrix and then poured into a polydimethylsiloxane (PDMS) tissue mold with rectangular internal staggered posts. By culture day 14 ECTs mature into a 1.5 cm x 1.5 cm mesh structure with 0.5 mm diameter myofiber bundles. Cardiomyocytes align to the long-axis of each bundle and spontaneously beat synchronously. This approach can be scaled up to a larger (3.0 cm x 3.0 cm) mesh ECT while preserving construct maturation and function. Thus, mesh-shaped ECTs generated from hiPSC-derived cardiac cells may be feasible for cardiac regeneration paradigms.

The present protocol generates mesh-shaped engineered cardiac tissues containing cardiovascular cells derived from human induced pluripotent stem cells to allow the investigation of cell implantation therapy for heart diseases.

הכנת רקמות לב מהונדסות בצורת רשת נגזר תאי iPS אנושיים לתיקון שריר הלב Vivo

The current protocol describes methods to generate scalable, mesh-shaped engineered cardiac tissues (ECTs) composed of cardiovascular cells derived from ...

Transplantation of a 3D Bioprinted Patch in a Murine Model of Myocardial Infarction

Testing regenerative properties of 3D bioprinted cardiac patches in vivo using murine models of heart failure via permanent left anterior descending (LAD) ligation is a challenging procedure and has a high mortality rate due to its nature. We developed a method to consistently transplant bioprinted patches of cells and hydrogels onto the epicardium of an infarcted mouse heart to test their regenerative properties in a robust and feasible way. First, a deeply anesthetized mouse is carefully intubated and ventilated. Following left lateral thoracotomy (surgical opening of the chest), the exposed LAD is permanently ligated and the bioprinted patch transplanted onto the epicardium. The mouse quickly recovers from the procedure after chest closure. The advantages of this robust and quick approach include a predicted 28-day mortality rate of up to 30% (lower than the 44% reported by other studies using a similar model of permanent LAD ligation in mice). Moreover, the approach described in this protocol is versatile and could be adapted to test bioprinted patches using different cell types or hydrogels where high numbers of animals are needed to optimally power studies. Overall, we present this as an advantageous approach which may change preclinical testing in future studies for the field of cardiac regeneration and tissue engineering.

This protocol aims to transplant a 3D bioprinted patch onto the epicardium of infarcted mice modeling heart failure. It includes details regarding anesthesia, the surgical chest opening, permanent ligation of the left anterior descending (LAD) coronary artery and application of a bioprinted patch onto the infarcted area of the heart.

השתלה של תיקון ביו-מודפס בתלת מיתד במודל מורין של אוטם שריר הלב

Testing regenerative properties of 3D bioprinted cardiac patches in vivo using murine models of heart failure via permanent left anterior descending (LAD) ...

Quantification of Mouse Heart Left Ventricular Function, Myocardial Strain, and Hemodynamic Forces by Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations result in pathology, and how myocardial diseases may be treated. Cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) has become an indispensable tool for a comprehensive in vivo assessment of cardiac anatomy and function. This protocol shows detailed measurements of mouse heart left ventricular function, myocardial strain, and hemodynamic forces using 7-Tesla CMR. First, animal preparation and positioning in the scanner are demonstrated. Survey scans are performed for planning imaging slices in various short- and long-axis views. A series of prospective ECG-triggered short-axis (SA) movies (or CINE images) are acquired covering the heart from apex to base, capturing end-systolic and end-diastolic phases. Subsequently, single-slice, retrospectively gated CINE images are acquired in a midventricular SA view, and in 2-, 3-, and 4-chamber views, to be reconstructed into high-temporal resolution CINE images using custom-built and open-source software. CINE images are subsequently analyzed using dedicated CMR image analysis software.
Delineating endomyocardial and epicardial borders in SA end-systolic and end-diastolic CINE images allows for the calculation of end-systolic and end-diastolic volumes, ejection fraction, and cardiac output. The midventricular SA CINE images are delineated for all cardiac time frames to extract a detailed volume-time curve. Its time derivative allows for the calculation of the diastolic function as the ratio of the early filling and atrial contraction waves. Finally, left ventricular endocardial walls in the 2-, 3-, and 4-chamber views are delineated using feature-tracking, from which longitudinal myocardial strain parameters and left ventricular hemodynamic forces are calculated. In conclusion, this protocol provides detailed in vivo quantification of the mouse cardiac parameters, which can be used to study temporal alterations in cardiac function in various mouse models of heart disease.

This study describes a comprehensive cardiovascular magnetic resonance imaging (CMR) protocol to quantify the left ventricular functional parameters of the mouse heart. The protocol describes the acquisition, post-processing, and analysis of the CMR images as well as assessment of different cardiac functional parameters.

כימות של תפקוד החדר השמאלי של לב העכבר, זן שריר הלב וכוחות המודינמיים על ידי הדמיית תהודה מגנטית לב וכלי דם

Mouse models have contributed significantly to understanding genetic and physiological factors involved in healthy cardiac function, how perturbations ...

Evaluation of Cardiac Contractility Modulation Therapy in 2D Human Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) are currently being explored for multiple in vitro applications and have been used in regulatory submissions. Here, we extend their use to cardiac medical device safety or performance assessments. We developed a novel method to evaluate cardiac medical device contractile properties in robustly contracting 2D hiPSC-CMs monolayers plated on a flexible extracellular matrix (ECM)-based hydrogel substrate. This tool enables the quantification of the effects of cardiac electrophysiology device signals on human cardiac function (e.g., contractile properties) with standard laboratory equipment. The 2D hiPSC-CM monolayers were cultured for 2-4 days on a flexible hydrogel substrate in a 48-well format.
The hiPSC-CMs were exposed to standard cardiac contractility modulation (CCM) medical device electrical signals and compared to control (i.e., pacing only) hiPSC-CMs. The baseline contractile properties of the 2D hiPSC-CMs were quantified by video-based detection analysis based on pixel displacement. The CCM-stimulated 2D hiPSC-CMs plated on the flexible hydrogel substrate displayed significantly enhanced contractile properties relative to baseline (i.e., before CCM stimulation), including an increased peak contraction amplitude and accelerated contraction and relaxation kinetics. Furthermore, the utilization of the flexible hydrogel substrate enables the multiplexing of the video-based cardiac-excitation contraction coupling readouts (i.e., electrophysiology, calcium handling, and contraction) in healthy and diseased hiPSC-CMs. The accurate detection and quantification of the effects of cardiac electrophysiological signals on human cardiac contraction is vital for cardiac medical device development, optimization, and de-risking. This method enables the robust visualization and quantification of the contractile properties of the cardiac syncytium, which should be valuable for nonclinical cardiac medical device safety or effectiveness testing. This paper describes, in detail, the methodology to generate 2D hiPSC-CM hydrogel substrate monolayers.

Here, we demonstrate a non-invasive cardiac medical device contractility evaluation method using 2D human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocyte (hiPSC-CM) monolayers, plated on a flexible substrate, coupled with video-based microscopy. This tool will be useful for the in vitro evaluation of the contractile properties of cardiac electrophysiology devices.

הערכה של טיפול אפנון התכווצות הלב בקרדיומיוציטים דו-ממדיים שמקורם בתאי גזע אנושיים

Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) are currently being explored for multiple in vitro applications and have been used ...