Name: an injectable and drug-loaded supramolecular hydrogel for local catheter injection into the pig heart
Uploaded: 2015-06-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart at JoVE.com

이 작품은 교육, 문화, 과학 (중력 프로그램 024.001.035)의 교육부에 의해 투자되었다, 과학 연구에 대한 네덜란드기구 (NWO), 유럽 연구위원회 (FP7 / 2,007에서 2,013 사이) ERC 보조금 협정 308045와 내에서 실시 LSH TKI 프레임 워크. 생물 의학 재료 연구소의 연구 프로그램의 프로젝트 P1.03 갇힌의이 연구 형태 부분은, 경제 업무의 네덜란드 교육부가 공동으로 자금을 지원. 네덜란드 심장 연구소 (-이 프로젝트는 ICIN에 의해 지원되었다 <a href="www.icin.nl">www.icin.nl</a> )과 &quot;Wijnand 엠 응원단에는 Stichting&quot;. 저자는 mRuby2를 제공 UPy-hydrogelator 및 Remco의 예술의 합성 헹크 얀센과리스 피터에게 감사의 말씀을 전합니다. 우리는 테에 대한 버트 Meijer에, TONNY 보스만, 록산 Kieltyka, 스테인 크레이머, 주스트 Sluijter, 이모 호 우퍼, 그리고 많은 유용한 토론 Frebus 반 Slochteren 및 Marlijn 얀센, 조이스 비서, 그레이스 크로프트와 Martijn 반 Nieuwburg 감사합니다chnical 지원.

참고 : 모든 생체 실험이 실험 동물 자원 연구소 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드에 따라 실시 하였다. 실험은 위트레흐트 대학의 의학 교수의 동물 실험위원회, 네덜란드에 의해 승인되었다. 하이드로 겔 제형의 1 <ol><li> , 10 중량 %의 겔 1 ㎖를 제조 자석 교반기를 이용하여 1 시간 동안 70 ℃에서 교반하여 900 ㎕의 PBS pH를 11.7에서 바이알 UPy-hydrogelator 100mg을 용해한다. 그 후 실온까지 점성 용액을 냉각. 용액은 이제 약 9.0의 pH를 가져야한다. 이 용액을 수일 동안 저장 될 수있다. </li><li> 10 분 균일 한 분포를 달성하기 위해 점성 용액에 중성 PBS에 용해시키고 교반되는 약물 또는 생체 분자의 적당량을 피펫. 이 솔루션은 너무 점성이되면, 곧 뜨거운 물을 따뜻하게. </li><li> 소독하는 자외선 램프에서 1 시간 동안 솔루션을 놓습니다. </li></ol> 히드로 겔 2. 분석 <ol><li> 용액의 유변학 적 평가 <ol><li> 겔 로딩 전에, 레오 미터에서 25mm 플레이트 - 플레이트 형상을 마운트 20 ° C까지 온도를 측정하는 동안 겔의 증발을 방지하기 위해 물과 함께 판을로드. </li><li> 피펫 300 20 ° C로 유지 레오 미터에 25mm 판 형상 플레이트 상 용액 μL 낮출 플레이트는 0.5 mm의 간극 거리를 얻었다. </li><li> 십 년간 당 10 점 0.1에서 500 파에 전단 응력의 함수로 기록 전단 점도. </li></ol></li><li> 겔의 유변학 적 평가 <ol><li> 피펫 및 피펫 플레이트 용액에 다른 장소에 1 M HCl을 4.2 μL의 전체 상 용액 300 μL은 겔 형성을 유도한다. </li><li> 0.5 mm의 간극 거리에 판을 내리고 약 30 분 동안 젤 치료하자. 이 경화 과정 동안 낮은 주파수 및 변형에서의 저장 탄성율 및 손실을 측정하는 예를 들어 각각 1 라드 / 초 및 0.5 %. </li><li> 젤은 주파수 (0.1 내지 RAD / 초)의 기능과 그 후 변형 (0.1-1,000 %)의 함수로 (후 약 30 분), 기록 저장 및 손실 계수를 치료 한 후. </li></ol></li></ol> 3. 부식 및 릴리스 실험 <ol><li> 기공 크기 8.0 ㎛의 24- 웰 플레이트 세포 배양 인서트 매달려 폴리 (에틸렌 테레 프탈레이트)로 약물 또는 생리 활성 물질을 함유하는 점성 용액 100 μl를 옮긴다. 액상에서, 파라 필름 (도 2a)과 인서트의 하단을 커버하면서 고분자 용액의 누출을 방지 할 수있다. </li><li> 직후 피펫 점성 솔루션의 상단에 1 M 염산 1.4 μL은 약 7.0-7.2로 pH를 줄이고 약 30 분 동안 삽입 내부의 젤 치료를 할 수 있습니다. </li><li> 이리저리 파라 필름을 제거합니다삽입 미터, 24 웰 플레이트에 삽입을 배치하고 잘 800 μL PBS 산도 7.4을 입력합니다. 느린 요동 또는 진동 운동과 37 ° C에서 접시를 품어. 용매의 증발을 방지하기 위해, PBS로 빈 우물을 나머지 작성 파라 필름 (그림 2B)로 24 웰 플레이트를 밀봉. </li><li> 주기적으로 PBS를 새로 고침 발표 UPy 침식 제품 또는 약물 / 생체 분자의 제거 PBS를 분석 할 수 있습니다. <ol><li> 각각 265 나노 미터 또는 320 nm에서의 UV 흡광도를 측정함으로써 UPy 침식 제품 또는 pirfenidone 정량화. 559 nm에서 여기 후 587 nm에서 형광 단백질 mRuby2 측정 형광 방출하십시오. </li><li> 소정의 교정 곡선을 통해 농도를 측정하여 흡수 / 배출 값을 변환합니다. <ol><li> 버퍼 내의 분석 물의 공지 된 농도의 일련 용해 검량선을 준비하여 UV 흡광도 또는 이들 샘플의 형광 방출을 측정한다. DET하는 선형 함수를 사용하여 데이터를 보간미지 시료의 농도를 흰담비. 비 형광 단백질을 ELISA 검출 (6)를 사용합니다. </li></ol></li></ol></li></ol> 카테터를 통해 4. 지방 주입 <ol><li> 심근 경색의 유도 <ol><li> 금식의 12 시간 후, 물을 제외하고, 미다 졸람 0.4 ㎎ / ㎏, 케타민 10 ㎎ / ㎏과 아트로핀 0.014 ㎎ / ㎏ 근육을 주입하여 안정적인에서 돼지 진정제. </li><li> 티 오펜 탈 나트륨 5 mg의 관리하다 / kg을 정맥 마취 유도 및 기관 내 튜브와 돼지를 삽관합니다. 수술실로 동물을 운반하는 동안 필요한 경우 12 / 분의 속도로 풍선 환기를 수행한다. </li><li> 동작 극장에 도착 즉시 FIO 2 0.50, 10 ㎖ / ㎏ 호흡량, 연속 호 기말 이산화탄소 분압에서 12 / min의 주파수 기계 양압 환기를 시작합니다. 건조 함을 방지하기 위해 눈에 수의사 연고를 사용합니다. </li><li> 연속 intraven로 균형 마취를 시작합니다미다 졸람 0.5 ㎎ / ㎏ / hr의 OU에 주입, 펜타닐 2.5 μg의 / ㎏ / 시간 및 pancuronium 브로마이드 0.1 ㎎ / ㎏ / 시간. 적절한 마취 연속적 ECG, 동맥 혈압, 온도, 호 기말 이산화탄소 분압 모니터링을 보장한다. </li><li> 정맥 4.3 ㎎ / ㎏ 아미오다론을 주입하고, 정맥 sheeth (18)를 사용하여 우심실에서 심장 내 제세동 카테터를 배치합니다. </li><li> 앞에서 설명한 프로토콜 (18)에 따라, 90 분, 관동맥 풍선 폐색에 의해 두 번째 대각선 지점에 좌전 하행 동맥 (LAD) 말단을 폐색. </li></ol></li><li> 전자지도 <ol><li> 심근 경색 후 사주에서 매핑 절차를 계획한다. 좌심실 3D 전기 맵핑 (EMM)에 대한 cathlab 시스템 (도 4)을 준비한다. 이 시스템을 통해 가능한 최대 절전 모드 및 심근 경색은 투시 유도없이 식별 할 수 있습니다. 취득 자체를 이러한 EM-지도를 구성하려면초저 자기장 에너지 원 및 센서 카테터 팁 (19, 20)를 이용하여 LV 내막 표면상의 여러 위치에서 점 RIES. </li><li> 돼지를 마취, 프로토콜을 따르는 것은 4.1.1-4.1.4 단계를 반복합니다. </li><li> 돼지의 뒷면에있는 외부 참조 패치를 놓습니다. </li><li> 프로토콜 (18)에 따라 혈관 통로 (대퇴 동맥)을 고정합니다. </li><li> 25 ° 오른쪽 전방 경사 (RAO)와 40 ° 왼쪽 전방 경사 (LA)보기에서 복 좌심실 조영술을 획득 한 후 헤파린의 75 U / kg을주고, 심실의 크기를 왼쪽으로 견적. </li><li> 좌심실 (LV)로 하행 대동맥, 대동맥 궁과 대동맥 밸브를 통해 투시지도하에 8 프랑스어 매핑 (D 또는 F 곡선) 카테터를 진행합니다. </li><li> ventri의 경계를 정의하는, 3D 실루엣을 형성하는 유출 관, 측방 및 후방 점 뒤에 제 1 데이터를 취득하는 LV의 정점에 카테터의 팁을 배향CLE. </li><li> 모든 내막 세그먼트 내막을 통해 매핑 카테터를 끌어 순차적 내막 (21, 22)과 접촉하면서 끝의 위치를 획득하여 샘플링 될 때까지 후속 포인트를 얻습니다. </li><li> 전기 활동 (근처) 정상 및 기계적 운동 장애, 소위 동면 심근 (그림 6)입니다 즉, 대상 영역을 정의합니다. </li></ol></li><li> 심근 내 주입 <ol><li> 27 게이지 바늘과 8 프랑스어 카테터 내부 핵심 루멘 (그림 5A와 B)로 구성되어 심근 내 주입 카테터에 의해 매핑 카테터를 교체합니다. 특정 량을 제공하기 위해, 하이드로 겔 용액을 약 2 ㎖의 부피 그레이딩 주사기를로드하고 시린지 펌프로 놓는다. </li><li> 0 ° 및 90 ° 플렉스에서 바늘 확장을 조정하고 바늘 죽은 공간을 채우기 위해 하이드로 겔 용액 0.1 ml에 배치합니다. 그리고, 배치대동맥판 걸쳐 및 목표 영역으로 주입 카테터 팁. </li><li> 4.2.9에서 결정된 타겟 영역 안으로 주입 위치에 대한 다음 기준에 충족 : LV 벽 카테터 (1)의 수직 위치를; (2) 우수한 루프 안정성 (&lt;4mm) EMM 시스템에 의해 계산; (3) 기본 전압&gt; 6.9 MV (21). <ol><li> 심근 내로 바늘을 전진, (4) LV의 조기 심실 수축에 의해 확인하고, 약 0.4-0.5 ㎖ / 주사기 펌프를 사용하여 분의 일정한 속도로 볼 루스에의 0.1-0.3 mL의 하이드로 겔을 주입. 가능한 확산으로 6-10 다른 위치에이 작업을 반복합니다. 조직의 자연 pH는 하이드로 겔을 형성하는시 주입 한 후, 용액을 중화한다. </li></ol></li></ol></li><li> 희생 <ol><li> 이후 과정은 인도적 방혈하여 동물을 희생. 열등한 대정맥 정맥을 잘라 흡입 장치와 혈액을 제거합니다. 심실 Fi 인터넷을 유도정점에서 9 V 배터리를 배치함으로써 brillation. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

핵심 과제는 생체 활성 화합물과 호환 솔루션을 유지하면서 긴 카테터를 통해 주사하는 용액을 수득한다. pH가 입성을 증가 증가해야하지만, 이러한 성장 인자와 같은 생리 활성 화합물은 신중하게 처리해야 깨지기 쉬운 분자이다. 우리는 밀접 어떤 생체 활성 성분을 첨가하기 전에 pH를 9.0 확인 hydrogelator 첨가 후 pH 미터를 사용하여 용액의 pH를 모니터링. 처음에는 PBS의 시작 pH를 조정 몇 차례 오른쪽의 pH로 종료 할 필요가 있었다. 우리는 비교적 점성 용액 및 가늘고 긴 카테터를 사용하기 때문에 또, 큰 압력 강하 (분사의 속도에 따라, 압력 0.5MPa의 순)으로 존재한다. 따라서, 특별한주의는 주사기와 카테터 사이의 올바른 연결을 선택에주의해야한다. 손으로 그런 힘을 적용하는 것과 주사기 펌프 지원 제어 주입은 도전이다. 용의 vitr이는 생체 내에서 조직의 자연 산도가 수행되는 동안 O 실험은, 용액, 염산 용액으로 중화하여 겔화시켰다. 따라서, pH의 오버 슈트를 방지하기 위해 HCl을 적당한 양을 추가하는 것이 중요하다. 이 산의 확산은 아마도 시험 관내 실험에서 하이드로 겔의 겔화에 제한 인자이고; 그러나, 생체 내에서 액을 중화 조직과 높은 접촉 표면적을 갖고있는 것이 거의 확실 결과적으로 더 빠르고 더 균일하게 겔화 진한 산의 첨가를 적가에 비해. 이전에 사용 된 방법 (0.5 시간 내지 2 대) (25)에 비하여 또, 겔 전환이 훨씬 빠르고 가벼운 절차이다. 재료 특성의 전환을위한 신체의 자연적인 산도를 사용하여 전환, 가역 신속하기 때문에 매우 매력적이다, 카테터 내부에서 발생하고 생체 내에서 완전히 자동으로 할 수 없습니다. 이러한 속성은 예를 들어 열 좋아 스위트를 통해 이점을 제공chable는 온도 변화로 인한 카테터에 겔화의 위험이 존재한다 (26)으로 인해 제한된 광 투과 및 래디컬 생성 (27), 또는 중합 개시제의 공동 - 주입을 필요로 겔에 도전 광 - 유도 중합, 필요 겔 겔화 또는 accellerator 28. 하이드로 겔에서 약물의 성공적인 출시는 크게 약물의 크기에 따라 달라집니다. 도시 된 바와 같이 일주 위에 모델 단백질의 서방이 성장 인자에 대한 전달 시스템 이러한 하이드로 겔의 가능성을 보여 주지만, 소분자 약물이 즉시 방출된다. 일반적으로, 하이드로 겔은 단백질, 엑소 좀 셀 29, 30와 같은 더 큰 객체의 전달 도구로 유망하다. 3-D 전기 매핑 및 주입 방법은 하이드로 겔과 같은 다양한 심근 재생 요법에 대한 임상 적 유효성 카테터 기반 배출 방법을 제공한다. adde다른 비수술 전달 기법에 비해이 기술의 D 값은 가능한 정상 동면 심근 경색과 차별화 및 관심 영역에 치료를 안내하게 치료 계획이다. 이 방법에 필요한 기술 능력과 시간이 소요 관심과 비싼 절차 (20)의 단점. 심근 경색 전기 매핑의 선물 돼지 모델에서 생리 활성 초분자 UPy - 하이드로 겔과 안내 심근 내 주입으로 이어졌습니다. 재생 치료와 다른 조합은 체외에서 테스트 할하고 생체 내에서이 새로운 분야에 더 많은 성공을 얻을 수 있습니다. 또한, 주 입성 및 살균 절차의 최적화를 성공적으로 임상에이 방법을 번역하기 위해 수행되어야한다.

급성 심근 경색의 치료에 크게 생존율을 개선 하였지만, 만성 허혈성 심부전 고령화로 진행 주요 공중 건강 문제이다. 2030 1, 2의 유병률 추정 25 % 증가 미국에서 약 600 만 심부전 환자가있다. 심근 조직의 초기 손실은 심장 리모델링에 이르게 결국 만성 심장 마비가 발생합니다. 심장 이식을 제외하고, 환자의이 그룹에 대한 실제 치료가 없습니다. 도너 하트 증가 단점 리모델링이 프로세스를 반대로 새로운 가능한 치료법을 개발해야 할 필요성을 강조한다. 따라서, 미래의 치료를위한 목표는 손실 심근의 재생이다. 하이드로 겔이 때문에 생체 적합성의 재생 의료 분야에서 흥미로운 물질이며, 외부 트리거 3 민감도. 주 사용 하이드로 겔은 광고를 제공최소 침습 수술 (4)에서의 사용이 아닌 주 사용 하이드로 젤을 통해 vantages. 이들 주사 가능한 하이드로 겔 인해 생리적 조건 5 내에서 전환 가능으로 주사기를 통해인가하고, 원칙적으로 6 접근 카테터 기반 주입을 허용 할 수있다. 다른 전략은 어느 온도, pH 및 전단 박화 거동 4,7,8 의한 물리적 가교에 주사 후 화학 가교에 이르기까지, 주사 가능한 물질에 사용되어왔다. 여러 시스템이 주사기 9,10를 통해 쉽게 입성을 표시했지만, 전체 카테터 호환성은 종종 6 표시되지 않았습니다. 초분자 폴리머로부터 제조 된 하이드로 겔 환경 트리거 (11)를 사용하여 비 - 공유 용액 상태로 겔로부터 편리하게 전환 할 수 상호 작용, 또는 그 반대로함으로써 형성된다. 또한, 저 분자량 전구체는 용이 가공성 12,13 허용 </sup&gt;. 이러한 어렵 같은 다양한 생물학적 활성 성분의 첨가는 성장 인자를 처리 할 수​​ 있도록 전환에 필요한 온화한 조건. 폴리 (에틸렌 글리콜) (PEG)에 기초하여 물 초분자 일시적인 네트워크, 우레이도 - 피리 미디 논 (UPy)과 일단은 변성 14 잔기 생물 의학 응용과 함께 비공유 상호 작용의 이점을 도시하고 약물 전달 시스템으로 사용 된 마음 (6)과 신장 캡슐 (15) 아래에. 이러한 네트워크는 소수성 포켓을 형성하는 알킬 스페이서에 의해 수성 환경으로부터 차폐 UPy 집단의 이량 체화에 의해 형성된다. 우레아 수소 결합은 나노 섬유로 이들의 이량 후속 적층을 용이하게한다. pH 및 온도로 용액으로부터 겔을 전환 할 수 있으므로 인해 UPy-UPy 이합체 가역적 상호 작용, 예컨대 트리거한다. 합성 모티브의 사용은 시험에 의해 분자 겔 특성의 설계가 가능PEG-체인 및 알킬 스페이서 (14, 16)의 PLE 튜닝 길이. 또한, 여러 가지 생리 활성 성분은 단순히 각각 성장 인자 또는 엑소 좀과 같은 약물이나 생체 활성 종으로 주입 전에 hydrogelator 초분자 용액을 혼합하여 도입 될 수있다. 엑소 좀은 세포질 유도체를 포함하는 작은 소포 막이다. 그들은 많은 세포에 의해 분비되어 세포 간 통신에 참여하고 있습니다. 심근 세포 전구 세포로부터 유도 된 엑소 좀은 심장 (17)에 보호 역할을하는 것으로 제안된다. 여기서는 제형의 프로토콜을 기술하고, 이러한 생체 활성 초분자 수화 젤의 생체 심근 주입한다. 시험 관내 실험은 겔의 튜닝을 허용 겔 안정성 및 약물 방출 포핸드 지시에주고 전에 제거 특성을 설명한다 생체 내에서 응용 프로그램입니다.

<table><tbody><tr><td>1 M HCl</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 M NaOH</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polystyrene 24-well plate</td><td>Falcon</td><td>353047</td><td></td></tr><tr><td>Amiodarone</td><td>Cordaron I.V. (Sanofini)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anton Paar Physica MCR501</td><td>Anton Paar GmbH</td><td></td><td>Equipped with a parallel-plate geometry (25 mm)</td></tr><tr><td>Atropine</td><td>PCH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balloon ventilator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cary 50 Scan UV-Visible Spectrophotometer</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Defibrillation patches</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Biosolve</td><td>44705</td><td></td></tr><tr><td>Endotracheal tube</td><td>Covidien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Narketan 10 V&amp;eacute;toquinol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mapping catheter 115&amp;nbsp;cm</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midazolam</td><td>Actavis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MilliQ</td><td>MD Milipore MilliQ Integral Water Purification System</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mRuby2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaCl 0.9% 500&amp;nbsp;cc</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NOGA guided Myostar injection catheter</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NOGA-RefStar EFO-patch</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pancuronium bromide</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>VWR</td><td>IKAA3801100</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P4417&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PET millicel</td><td>Millipore</td><td>PIEP12R48</td><td></td></tr><tr><td>Pirfenidone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P2116</td><td>Used from 100&amp;nbsp;mM stock in DMSO</td></tr><tr><td>Sodiumthiopental</td><td>Inresa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sufentanil</td><td>Sufentanil-Hameln</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tegaderm</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>UPy-PEG10k</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV-Lamp</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vet ointment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Visipaque contrastfluid 100&amp;nbsp;cc</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

an injectable and drug-loaded supramolecular hydrogel for local catheter injection into the pig heart

손실 심근의 재생으로 인해 만성 허혈성 심부전의 증가 발생 및 기증자 마음에 제한된 액세스의 미래 치료의 중요한 목표이다. 심장의 기능을 복구하는 처리의 예는 하이드로 겔로부터 약물 및 생체 활성제의 전달 로컬로 구성된다. 본 논문에서는 방법이 공식화 및 비 침습적 및 측면 별 길고 유연한 카테터를 사용하여 돼지 심장에 약물이 장착 된 하이드로 젤을 주​​입하기 위해 도입된다. 카테터를 통한 3-D 전기 매핑 및 분사의 사용은 심근의 측면 특정 처리를 허용한다. 이 카테터와 호환 하이드로 겔을 제공하기 위해 초분자 수화 젤 때문에 환경 트리거를 사용하여 용액 상태에서 겔 편리한 스위칭 사용된다. 염기성 pH에서이 우레이도 - 피리 미디 논이 변성 폴리 (에틸렌 글리콜)이 쉽게 주입 될 수 뉴턴 유체로서 작용하지만, 생리 학적 pH에서 용액을 급속으로 전환젤. 우리는 시험 관내 및 생체 내 실험에서 모두 여기에 제시 이러한 온화한 전환 조건은 성장 인자 및 엑소 좀과 같은 생리 활성 약물과 생체 활성 종의 혼입 허용한다. 시험 관내 실험은 겔의 조정이 가능하고 생체 내에서 후속 프로그램 전에 제거 특성을 겔 안정성 및 약물 방출 포핸드 표시 상을 제공한다. 이러한 조합이 사용되는 생리 활성 화합물을 겔의 최적 튜닝 가능하며 종 및 주입 시스템.

용액과 겔 모두 진동형 유동 학적 측정으로부터 얻어진 전형적인 결과는도 1에 도시된다. 긴 카테터를 통한 주사를 들어, 저점도 뉴턴 유체가 바람직하다. 점도는 pH가 8.5에서 솔루션이 전단 숱이 있음을 보여주는하지만 0.54과 0.36 아빠의 지속적인 점도 · 초 의해 입증 pH가 9.0과 9.5의 솔루션으로 뉴턴 유체를 동작, 전단 속도의 함수로 측정하고, 각각 (그림 1A) . 샘플을 중화 한 후, 샘플은 &lt;1 (도 1b) &#39;손실 탄성률 G &quot;따라서 tanδ = G&quot;/ G보다 크고&#39;저장 탄성률 G 관찰 고체 형상의 응답을 나타낸다. 겔 30 분 이내에 최종 강도를 얻습니다. 진동 유동 학적 측정은 각 주파수의 거의 독립적 인 &#39;G와 일반적인 고체와 같은 반응을 보여측정 된 모든 주파수에 대한 uency 및 G &#39;&gt; G &quot;(그림 1C). 약물 전달 시스템으로 사용하기위한 필수는 시간에 하이드로 겔의 침식이다. 초분자 상호 작용은 본질적으로 동적이며 체외 겔 느린 부식을 허용. 침식 방출 실험은 다공질 웰 인서트 (도 2A와 B)를 사용하여 37 ℃에서 수행된다. 소수성 및 친수성 블록 (14)의 길이를 얻을 수있는 여러 주 동안 (도 3a)에 걸쳐 침식 겔을 튜닝함으로써. 겔 아마도 때문에 하이드로 겔의 초기 팽윤, 첫날 10 %의 초기 침식 2 주 25 % 침식. 예를 들어, 소분자 약물 (pirfenidone), 및 모델 형광 단백질 (mRuby2)의 릴리스의 방출 양을 연구 하였다. 형광 모델 단백질은 쉽게 판독을 허용; 그러나, 시험 관내 </em&gt; 박리 실험도 6 정량 ELISA를 사용하여 다른 단백질에 대해 수행 될 수있다. 단백질과 같은 큰 분자가 점차 일주 (그림 3B)를 통해 발표하는 동안 작은 분자 약물은, 하루 만에 해제됩니다. 반 경험적 Korsmeyer-Peppas 모델 60 % 릴리스까지 mRuby2의 릴리스 프로필을 피팅 인해 확산 (N = 0.44) 23 버전을 나타냅니다. (개정판) Korsmeyer-Peppas 모델의 오프셋 (offset)의 부재는 mRuby2 (24)에 대한 버스트 출시 존재가 없음을 보여줍니다. 때문에 pirfenidone위한 하부 방출의 60 %의 데이터 포인트의 제한된 양의 어떠한 피팅이 방출 프로파일에 대해 수행되지 않았다. 카테터 네비게이션 시스템은 통신 유닛 콘솔, 워크 스테이션 (도 4), 외부 기준 패치 삼각형 위치 패드 (낮은 자장을 발생), 2 개의 카테터, 센서 팁 매핑 injectio 이루어져N 카테터 (그림 5). 후 처리 분석이 불안정 포인트를 필터링 한 후 좌심실의 3D 심 내막 재건은 각각의 새로운 데이터 포인트의 획득 실시간으로 업데이트되며, 지속적으로 등급을 매긴 색 눈금 (그림 6A)에 유니 폴라와 바이폴라 전압 전위로 표시됩니다. 지역 선형 단축 (LLS) 함수는 최종 수축기 및 최종 이완기에서 샘플 사이트와 인접한 점 사이의 거리의 평균 변화를 취득하여 국소 벽 운동을 정량화. 평균 전압과 LLS 값은 각 세그먼트에 대해 계산 극성지도. (그림 6B)에 표시됩니다. 이상 또는 낮은 단극 전위 (≤6 MV) 및 장애인 기계적 활동 (LLS ≤4 %)의 존재는 경색 영역 (22)의 특징. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig1highres.jpg"폭 = &quot;700&quot;/&gt; 그림 1 :. 솔루션과 젤의 유변학 적 평가. 다른 pH에서 솔루션에 대한 전단 속도의 함수로 () 점도. pH가 8.5 전단 담화에서 샘플 관찰되지만 pH가 9.0에서 샘플 및 9.5 상수 점도 이러한 솔루션의 뉴턴의 동작을 보여 얻을 수있다. 시간의 함수로서 황갈색 δ 플로팅 하였다 (B) 겔 경화. 2 시간 경화 후 중화 샘플 (C) 주파수 스위프. 오차 막대는 전형적인 실험 오차를 나타내는, 3 독립적 인 측정의 표준 편차를 보여줍니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig2highres.jpg" width="600" /> 그림 2 :. 분해 설정 및 해제 실험 (A) 폴리 (에틸렌 테레 프탈레이트) 잘 파라 필름으로 덮여 삽입 누출 지속 시간을 방지하기 위해준비를 보내고. 용매의 증발을 방지하기 위해 파라 필름으로 포장 (B) 삽입과 24 웰 플레이트. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig3highres.jpg" width="700" /> 그림 3 :. 시간이 지남에 따라 하이드로 젤의 침식 및 릴리스 () 침식. 적어도 2 주 겔적인 부식이 관찰된다. 작은 분자 약물 및 모델 단백질의 (B) 릴리스. 작은 분자 일 이내에 방출되지만, 모델 단백질 점차 중요한 버스트 방출없이 주 동안 방출된다. 라인은 출시 초기 단계에 Korsmeyer-Peppas 모델의 적합성을 보여줍니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig4highres.jpg" width="600" /> 그림 4 : 카테터 네비게이션 시스템. </노가 XP 심장 네비게이션 시스템과 강한&gt; 통신 장치 콘솔. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig5highres.jpg" width="700" /> 그림 5 (A) 부착 주사기와 심근 내 주입 카테터. (B) 주사 바늘의 세부 사항입니다. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig6highres.jpg" width="700" /> 그림 6 : 유니 폴라 전압과 LLS지도. () 유니 폴라지도, LAO보기 (위)과 황소 눈 (아래). 붉은 색은 전기 활동의 외측의 손실 심근베이스 (정상)에서 낮은 극성 전압 값을 나타냅니다. 녹색과 노란색 색상 가능성을 감소 나타냅니다 동안 블루, 정상 심근을 나타냅니다. (B) LLS지도, LAO보기 (위)과 황소 눈 (아래). 붉은 색 바랭이외측 벽에 TES 무 운동은 녹색과 노란색 벽의 움직임을 감소 나타냅니다. 매핑 포인트는 하얀 점으로 표시됩니다. 흰색으로 그려진 선은 전압 감소 단 극성 장애와 벽 움직임을 특징으로 관심 영역을 나타내고있다. 갈색 점은 주사 부위를 나타낸다.

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An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

우레이 - 피리 미디를 기반으로 초분자 수화 젤은 거시적 인 겔 특성과 산도를 사용하여 졸 - 겔 (sol-gel) 스위칭 동작을 완벽하게 제어 할 수 있습니다. 여기서, 우리는 돼지 심장 관련 분야에서 직접 로컬 전송을위한 카테터 전달 시스템을 통해 이러한 초분자 hydrogelator 제형 및 주입 프로토콜을 제시한다.

돼지 심장에 현지 카테터 주입 용 주사 및 약물로드 초분자 히드로 겔

Regeneration of lost myocardium is an important goal for future therapies because of the increasing occurrence of chronic ischemic heart failure and the ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

17.3K 조회수.  Eindhoven University of Technology.  우레이 - 피리 미디를 기반으로 초분자 수화 젤은 거시적 인 겔 특성과 산도를 사용하여 졸 - 겔 (sol-gel) 스위칭 동작을 완벽하게 제어 할 수 있습니다. 여기서, 우리는 돼지 심장 관련 분야에서 직접 로컬 전송을위한 카테터 전달 시스템을 통해 이러한 초분자 hydrogelator 제형 및 주입 프로토콜을 제시한다. 

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Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications. Briefly, decellularized tissue is lyophilized, milled, enzymatically digested, and then brought to physiological pH. The lyophilization removes all water content from the tissue, resulting in dry ECM that can be ground into a fine powder with a small mill. After milling, the ECM powder is digested with pepsin to form an injectable matrix. After adjustment to pH 7.4, the liquid matrix material can be injected into the myocardium. Results of previous characterization assays have shown that matrix gels produced from decellularized pericardial and myocardial tissue retain native ECM components, including diverse proteins, peptides and glycosaminoglycans. Given the use of this material for tissue engineering, in vivo characterization is especially useful; here, a method for performing an intramural injection into the left ventricular (LV) free wall is presented as a means of analyzing the host response to the matrix gel in a small animal model. Access to the chest cavity is gained through the diaphragm and the injection is made slightly above the apex in the LV free wall. The biologically derived scaffold can be visualized by biotin-labeling before injection and then staining tissue sections with a horse radish peroxidase-conjugated neutravidin and visualizing via diaminobenzidine (DAB) staining. Analysis of the injection region can also be done with histological and immunohistochemical staining. In this way, the previously examined pericardial and myocardial matrix gels were shown to form fibrous, porous networks and promote vessel formation within the injection region.

Methods for preparing an injectable matrix gel from decellularized tissue and injecting it into rat myocardium in vivo are described.

심근 조직 공학을위한 생물학 유래 주사용 재료의 제조

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications.  ...

연구

생체공학

Synthesis of Thermogelling Poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

Injectable biomaterials are defined as implantable materials that can be introduced into the body as a liquid and solidify in situ. Such materials offer the clinical advantages of being implanted minimally invasively and easily forming space-filling solids in irregularly shaped defects. Injectable biomaterials have been widely investigated as scaffolds for tissue engineering. However, for the repair of certain load-bearing areas in the body, such as the intervertebral disc, scaffolds should possess adhesive properties. This will minimize the risk of dislocation during motion and ensure intimate contact with the surrounding tissue, providing adequate transmission of forces. Here, we describe the preparation and characterization of a scaffold composed of thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin sulfate (PNIPAAM-g-CS) and alginate microparticles. The PNIPAAm-g-CS copolymer forms a viscous solution in water at RT, into which alginate particles are suspended to enhance adhesion. Above the lower critical solution temperature (LCST), around 30 &#176;C, the copolymer forms a solid gel around the microparticles. We have adapted standard biomaterials characterization procedures to take into account the reversible phase transition of PNIPAAm-g-CS. Results indicate that the incorporation of 50 or 75 mg/ml&#160;alginate particles into 5% (w/v) PNIPAAm-g-CS solutions quadruple the adhesive tensile strength of PNIPAAm-gCS alone (p&#60;0.05). The incorporation of alginate microparticles also significantly increases swelling capacity of PNIPAAm-g-CS (p&#60;0.05), helping to maintain a space-filling gel within tissue defects. Finally, results of the in vitro toxicology assay kit, 2,3-bis-(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide (XTT) and Live/Dead viability assay indicate that the adhesive is capable of supporting the survival and proliferation of encapsulated Human Embryonic Kidney (HEK) 293 cells over 5 days.

Synthesis of Thermogelling PolyN-isopropylacrylamide-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

An injectable tissue engineering scaffold composed of poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin sulfate (PNIPAAm-g-CS)-containing alginate microparticles was prepared. The adhesive strength, swelling properties and in vitro biocompatibility are analyzed in this study. The characterization techniques developed here may be applicable to other thermogelling systems.

조직 공학 알긴산 미세 입자와 Thermogelling 폴리 (N- 이소 프로필) -graft - 콘드로이틴 황산 복합 재료의 합성

Injectable biomaterials are defined as implantable materials that can be introduced into the body as a liquid and solidify in situ. Such materials offer ...

Ultrasound-guided Transthoracic Intramyocardial Injection in Mice

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. Experiments involving myocardial injection are currently performed by direct surgical access through a thoracotomy. While convenient when performed at the time of another experimental manipulation such as coronary artery ligation, the need for an invasive procedure for intramyocardial delivery limits potential experimental designs. With ever improving ultrasound resolution and advanced noninvasive imaging modalities, it is now feasible to routinely perform ultrasound-guided, percutaneous intramyocardial injection. This modality efficiently and reliably delivers agents to a targeted region of myocardium. Advantages of this technique include the avoidance of surgical morbidity, the facility to target regions of myocardium selectively under ultrasound guidance, and the opportunity to deliver injectate to the myocardium at multiple, predetermined time intervals. With practiced technique, complications from intramyocardial injection are rare, and mice quickly return to normal activity on recovery from anesthetic. Following the steps outlined in this protocol, the operator with basic echocardiography experience can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

Echocardiography-guided percutaneous intramyocardial injection represents an efficient, reliable, and targetable modality for the delivery of gene transfer agents or cells into the murine heart. Following the steps outlined in this protocol, the operator can quickly become competent in this versatile, minimally invasive technique.

마우스의 초음파 유도 경 흉부 심근 내 주입

Murine models of cardiovascular disease are important for investigating pathophysiological mechanisms and exploring potential regenerative therapies. ...

의학

A Hydrogel Construct and Fibrin-based Glue Approach to Deliver Therapeutics in a Murine Myocardial Infarction Model.

The murine MI model is widely recognized in the field of cardiovascular disease, and has consistently been used as a first step to test the efficacy of treatments in vivo1. The traditional, established protocol has been further fine-tuned to minimize the damage to the animal. Notably, the pectoral muscle layers are teased away rather than simply cut, and the thoracotomy is approached intercostally as opposed to breaking the ribs in a sternotomy, preserving the integrity of the ribcage. With these changes, the overall stress on the animal is decreased. 
Stem cell therapies aimed to alleviate the damage caused by MIs have shown promise over the years for their pro-angiogenic and anti-apoptotic benefits. Current approaches of delivering cells to the heart surface typically involve the injection of the cells either near the damaged site, within a coronary artery, or into the peripheral blood stream2-4. While the cells have proven to home to the damaged myocardium, functionality is limited by their poor engraftment at the site of injury, resulting in diffusion into the blood stream5. This manuscript highlights a procedure that overcomes this obstacle with the use of a cell-encapsulated hydrogel patch. The patch is fabricated prior to the surgical procedure and is placed on the injured myocardium immediately following the occlusion of the left coronary artery. To adhere the patch in place, biocompatible external fibrin glue is placed directly on top of the patch, allowing for it to dry to both the patch and the heart surface. This approach provides a novel adhesion method for the application of a delicate cell-encapsulating therapeutic construct.

This protocol aims to alleviate the limitation of poor cell engraftment for stem cell treatment of myocardial infarctions through the use of a hydrogel system and a fibrin-based glue. With this approach, cell-to-tissue contact post-infarction can be maintained, increasing the therapeutic potential of beneficial agents at the site of injury.

하이드로 겔은 구축 및 쥐 심근 경색 모델에서 치료를 제공하기 위해 접착제 접근을 섬유소 기반.

The murine MI model is widely recognized in the field of cardiovascular disease, and has consistently been used as a first step to test the efficacy of ...

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other biologicals that enhance angio- or vasculogenesis into the infarct border zone (IBZ), tissue perfusion is improved, and the myocardium can be protected from further damage. For maximum therapeutic effect, it is hypothesized that the regenerative substance is best delivered to the IBZ. This requires accurate injections and has led to the development of new injection techniques. To validate these new techniques, we have designed a validation protocol based on myocardial tissue analysis. This protocol includes whole-heart myocardial tissue processing that enables detailed two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) analysis of the cardiac anatomy and intramyocardial injections. In a pig, myocardial infarction was created by a 90-min occlusion of the left anterior descending coronary artery. Four weeks later, a mixture of a hydrogel with superparamagnetic iron oxide particles (SPIOs) and fluorescent beads was injected in the IBZ using a minimally-invasive endocardial approach. 1 h after the injection procedure, the pig was euthanized, and the heart was excised and embedded in agarose (agar). After the solidification of the agar, magnetic resonance imaging (MRI), slicing of the heart, and fluorescence imaging were performed. After image post-processing, 3D analysis was performed to assess the IBZ targeting accuracy. This protocol provides a structured and reproducible method for the assessment of the targeting accuracy of intramyocardial injections into the IBZ. The protocol can be easily used when the processing of scar tissue and/or validation of the injection accuracy of the whole heart is desired.

This protocol describes a novel method for the 3D comparison of whole-heart myocardial tissue with MRI. This is designed for the accurate assessment of intramyocardial injections in the infarct border zone of a chronic porcine model of myocardial infarction.

3D 전체 심장 심근 조직 분석

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other ...

Injectable Supramolecular Polymer-Nanoparticle Hydrogels for Cell and Drug Delivery Applications

These methods describe how to formulate injectable, supramolecular polymer-nanoparticle (PNP) hydrogels for&#160;use as biomaterials. PNP hydrogels are composed of two components: hydrophobically modified cellulose as the network polymer and self-assembled core-shell nanoparticles that act as non-covalent cross linkers through dynamic, multivalent interactions. These methods describe both the formation of these self-assembled nanoparticles through nanoprecipitation as well as the formulation and mixing of the two components to form hydrogels with tunable mechanical properties. The use of dynamic light scattering (DLS) and rheology to characterize the quality of the synthesized materials is also detailed. Finally, the utility of these hydrogels for drug delivery, biopharmaceutical stabilization, and cell encapsulation and delivery is demonstrated through in vitro experiments to characterize&#160;drug release, thermal stability, and cell settling and viability. Due to its biocompatibility, injectability, and mild gel formation conditions, this hydrogel system is a readily tunable platform suitable for a range of biomedical applications.

This protocol describes the synthesis and formulation of injectable, supramolecular polymer-nanoparticle (PNP) hydrogel biomaterials. Applications of these materials for drug delivery, biopharmaceutical stabilization, and cell encapsulation and delivery are demonstrated.

세포 및 약물 전달 응용 을 위한 주사용 수급 분자 고분자 고분자 나노 입자 하이드로겔

These methods describe how to formulate injectable, supramolecular polymer-nanoparticle (PNP) hydrogels for&#160;use as biomaterials. PNP hydrogels are ...

Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart muscle, the myocardium, is notoriously difficult to accomplish in vitro. Mainly, obstacles lie in the need for human cardiomyocytes (CMs) that are either adult or exhibit adult-like phenotypes and can successfully replicate the myocardium&#39;s cellular complexity and intricate 3D architecture. Unfortunately, due to ethical concerns and lack of available primary patient-derived human cardiac tissue, combined with the minimal proliferation of CMs, the sourcing of viable human CMs has been a limiting step for cardiac tissue engineering. To this end, most research has transitioned toward cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) as the primary source of human CMs, resulting in the wide incorporation of hiPSC-CMs within in vitro assays for cardiac tissue modeling.
Here in this work, we demonstrate a protocol for developing a 3D mature stem cell-derived human cardiac tissue within a microfluidic device. We specifically explain and visually demonstrate the production of a 3D in vitro anisotropic cardiac tissue-on-a-chip model from hiPSC-derived CMs. We primarily describe a purification protocol to select for CMs, the co-culture of cells with a defined ratio via mixing CMs with human CFs (hCFs), and suspension of this co-culture within the collagen-based hydrogel. We further demonstrate the injection of the cell-laden hydrogel within our well-defined microfluidic device, embedded with staggered elliptical microposts that serve as surface topography to induce a high degree of alignment of the surrounding cells and the hydrogel matrix, mimicking the architecture of the native myocardium. We envision that the proposed 3D anisotropic cardiac tissue-on-chip model is suitable for fundamental biology studies, disease modeling, and, through its use as a screening tool, pharmaceutical testing.

The goal of this protocol is to explain and demonstrate the development of a three-dimensional (3D) microfluidic model of highly aligned human cardiac tissue, composed of stem cell-derived cardiomyocytes co-cultured with cardiac fibroblasts (CFs) within a biomimetic, collagen-based hydrogel, for applications in cardiac tissue engineering, drug screening, and disease modeling.

미세 유체 플랫폼 내에서 3D 조직 된 인간 심장 조직 개발

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart ...

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally (3D) printed coronary implants can be employed to percutaneously create a focal coronary stenosis. However, reliable delivery of the implants can be difficult without the use of ancillary equipment. We describe the use of a mother-and-child coronary guide catheter for stabilization of the implant and for effective delivery of the 3D printed implant to any desired location along the length of the coronary vessel. The focal coronary narrowing was confirmed under coronary cineangiography and the functional significance of the coronary stenosis was assessed using gadolinium-enhanced first-pass cardiac perfusion MRI. We showed that reliable delivery of 3D printed coronary implants in swine models (n = 11) of ischemic heart disease can be achieved through repurposing mother-and-child coronary guide catheters. Our technique simplifies the percutaneous delivery of coronary implants to create closed-chest swine models of focal coronary artery stenosis and can be performed expeditiously, with a low procedural failure rate.

We describe a novel, cost-effective, and efficient technique for percutaneous delivery of three-dimensionally printed coronary implants to create closed-chest swine models of ischemic heart disease. The implants were fixed in place using a mother-and-child extension catheter with high success rate.

허혈성 심장 질환의 돼지 모델에 3D 인쇄 관상 동맥 협착 임플란트의 배포를위한 새로운 경피적 인 접근 방식

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of transplanted cells within the injured myocardium, limiting their therapeutic efficacy. Recently, the use of scaffolding biomaterials has gained attention for improving and maximizing stem cell therapy. The objective of this protocol is to introduce a simple and straightforward technique to transplant bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) using injectable hydroxyphenyl propionic acid (GH) hydrogels; the hydrogels are favorable as a cell delivery platform for cardiac tissue engineering applications due to their ability to be cross-linked in situ and high biocompatibility. We present a simple method to fabricate MSC-loading GH hydrogels (MSC/hydrogels) and evaluate their survival and proliferation in three-dimensional (3D) in vitro culture. In addition, we demonstrate a technique for intramyocardial transplantation of MSC/hydrogels in mice, describing a surgical procedure to induce myocardial infarction (MI) via left anterior descending (LAD) coronary artery ligation and subsequent MSC/hydrogels transplantation.

Stem cell-based therapy has emerged as an efficient strategy to repair injured cardiac tissues after myocardial infarction. We provide an optimal in vivo application for stem cell transplantation using gelatin hydrogels that are able to be enzymatically cross-linked.

Murine 모델에서 심근 경색 후 MSC 로딩 주사용 하이드로겔의 자궁 내 이식

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of ...

Delivery of Cardioactive Therapeutics in a Porcine Myocardial Infarction Model

Myocardial infarction is one of the leading causes of death and disability worldwide, and there is an urgent need for novel cardioprotective or regenerative strategies. An essential component of drug development is determining how a novel therapeutic is to be administered. Physiologically relevant large animal models are of critical importance in assessing the feasibility and efficacy of various therapeutic delivery strategies. Due to their similarities to humans in cardiovascular physiology, coronary vascular anatomy, and heart weight to body weight ratio, swine is one of the preferred species in the preclinical evaluation of new therapies for myocardial infarction. The present protocol describes three methods of administering cardioactive therapeutic agents in a porcine model. After percutaneously induced myocardial infarction, female landrace swine received treatment with novel agents through either: (1) thoracotomy and transepicardial injection, (2) catheter-based transendocardial injection, or (3) intravenous infusion via jugular vein osmotic minipump. The procedures employed for each technique are reproducible, resulting in reliable cardioactive drug delivery. These models can be easily adapted to suit individual study designs, and each of these delivery techniques can be used to investigate a variety of possible interventions. Therefore, these methods are a useful tool for translational scientists pursuing novel biological approaches in cardiac repair following myocardial infarction.

The present protocol describes three methods of administering cardioactive therapeutic agents in a porcine model. Female landrace swine received treatment through either: (1) thoracotomy and transepicardial injection, (2) catheter-based transendocardial injection, or (3) intravenous infusion via jugular vein osmotic minipump.