Name: decellularization of whole human heart inside a pressurized pouch in an inverted orientation
Uploaded: 2018-11-26T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Decellularization of Whole Human Heart Inside a Pressurized Pouch in an Inverted Orientation at JoVE.com

Dit onderzoek werd gesteund door de Houston Endowment grant en de Texas Emerging Technology Fund. De auteurs erkennen de overheidsopdrachten orgel LifeGift, Inc. en van de donor gezinnen om dit onderzoek mogelijk te maken.

Alle experimenten vasthouden aan de richtsnoeren van de Commissie ethiek van de Texas Heart Institute.
1. orgel voorbereiding
Opmerking: In samenwerking met LifeGift, een non-profitorganisatie orgel procurement organisatie in Texas (http://www.lifegift.org), schonk menselijke harten niet geschikt is voor transplantatie werden gebruikt voor onderzoek met goedgekeurde toestemming.
<ol><li>Om het hart aanschaffen, intraveneus infuus 30.000 U heparine aan het hart. Ve...

<ol>
	<li>Writing Group Members. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Executive+Summary:+Heart+Disease+and+Stroke+Statistics--2016+Update:+A+Report+From+the+American+Heart+Association.">Executive Summary: Heart Disease and Stroke Statistics--2016 Update: A Report From the American Heart Association.</a> Circulation. 133 (4), 447-454 (2016).</li><li>Zia, S., 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=Hearts+beating+through+decellularized+scaffolds:+whole-organ+engineering+for+cardiac+regeneration+and+transplantation.">Hearts beating through decellularized scaffolds: whole-organ engineering for cardiac regeneration and transplantation.</a> Critical Reviews in Biotechnology. 36 (4), 705-715 (2016).</li><li>Zimmermann, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strip+and+Dress+the+Human+Heart.">Strip and Dress the Human Heart.</a> Circulation Research. 118 (1), 12-13 (2016).</li><li>Ott, H. C., 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=Perfusion-decellularized+matrix:+Using+nature's+platform+to+engineer+a+bioartificial+heart.">Perfusion-decellularized matrix: Using nature's platform to engineer a bioartificial heart.</a> Nature Medicine. 14 (2), 213-221 (2008).</li><li>Sanchez, P. L., 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=Acellular+human+heart+matrix:+A+critical+step+toward+whole+heart+grafts.">Acellular human heart matrix: A critical step toward whole heart grafts.</a> Biomaterials. 61, 279-289 (2015).</li><li>Peloso, 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=Current+achievements+and+future+perspectives+in+whole-organ+bioengineering.">Current achievements and future perspectives in whole-organ bioengineering.</a> Stem Cell Research &amp; Therapy. 6, 107 (2015).</li><li>Guyette, J. P., 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=Perfusion+decellularization+of+whole+organs.">Perfusion decellularization of whole organs.</a> Nature Protocols. 9 (6), 1451-1468 (2014).</li><li>Momtahan, N., Sukavaneshvar, S., Roeder, B. L., Cook, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+and+Processes+to+Decellularize+and+Cellularize+Hearts+to+Generate+Functional+Organs+and+Reduce+the+Risk+of+Thrombosis.">Strategies and Processes to Decellularize and Cellularize Hearts to Generate Functional Organs and Reduce the Risk of Thrombosis.</a> Tissue Engineering Part B-Reviews. 21 (1), 115-132 (2015).</li><li>Lee, P. F., 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=Inverted+orientation+improves+decellularization+of+whole+porcine+hearts.">Inverted orientation improves decellularization of whole porcine hearts.</a> Acta Biomaterialia. , (2016).</li><li>Momtahan, 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=Automation+of+Pressure+Control+Improves+Whole+Porcine+Heart+Decellularization.">Automation of Pressure Control Improves Whole Porcine Heart Decellularization.</a> Tissue Eng Part C Methods. , (2015).</li><li>Weymann, 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=Development+and+Evaluation+of+a+Perfusion+Decellularization+Porcine+Heart+Model+-+Generation+of+3-Dimensional+Myocardial+Neoscaffolds.">Development and Evaluation of a Perfusion Decellularization Porcine Heart Model - Generation of 3-Dimensional Myocardial Neoscaffolds.</a> Circulation Journal. 75 (4), 852-860 (2011).</li><li>Weymann, 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=Bioartificial+heart:+A+human-sized+porcine+model--the+way+ahead.">Bioartificial heart: A human-sized porcine model--the way ahead.</a> PLoS One. 9 (11), e111591 (2014).</li><li>Remlinger, N. T., Wearden, P. D., Gilbert, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Procedure+for+decellularization+of+porcine+heart+by+retrograde+coronary+perfusion.">Procedure for decellularization of porcine heart by retrograde coronary perfusion.</a> Journal of Visualized Experiments. (70), e50059 (2012).</li><li>Guyette, J. P., 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=Bioengineering+Human+Myocardium+on+Native+Extracellular+Matrix.">Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix.</a> Circulation Research. 118 (1), 56-72 (2016).</li><li>Sanchez, P. L., 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=Data+from+acellular+human+heart+matrix.">Data from acellular human heart matrix.</a> Data Brief. 8, 211-219 (2016).</li><li>Garreta, E., 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=Myocardial+commitment+from+human+pluripotent+stem+cells:+Rapid+production+of+human+heart+grafts.">Myocardial commitment from human pluripotent stem cells: Rapid production of human heart grafts.</a> Biomaterials. 98, 64-78 (2016).</li><li>Wainwright, J. 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=Preparation+of+Cardiac+Extracellular+Matrix+from+an+Intact+Porcine+Heart.">Preparation of Cardiac Extracellular Matrix from an Intact Porcine Heart.</a> Tissue Engineering Part C-Methods. 16 (3), 525-532 (2010).</li><li>Larson, A. M., Yeh, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+characterization+of+sub-10-fs+pulses.">Ex vivo characterization of sub-10-fs pulses.</a> Optics Letters. 31 (11), 1681-1683 (2006).</li><li>Lee, P. F., Yeh, A. T., Bayless, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+optical+microscopy+reveals+invading+endothelial+cells+anisotropically+alter+three-dimensional+collagen+matrices.">Nonlinear optical microscopy reveals invading endothelial cells anisotropically alter three-dimensional collagen matrices.</a> Experimental Cell Research. 315 (3), 396-410 (2009).</li><li>Lee, P. F., Bai, Y., Smith, R. L., Bayless, K. J., Yeh, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiogenic+responses+are+enhanced+in+mechanically+and+microscopically+characterized,+microbial+transglutaminase+crosslinked+collagen+matrices+with+increased+stiffness.">Angiogenic responses are enhanced in mechanically and microscopically characterized, microbial transglutaminase crosslinked collagen matrices with increased stiffness.</a> Acta Biomaterialia. 9 (7), 7178-7190 (2013).</li><li>Wu, Z., 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=Multi-photon+microscopy+in+cardiovascular+research.">Multi-photon microscopy in cardiovascular research.</a> Methods. 130, 79-89 (2017).</li><li>Ramanathan, T., Skinner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+blood+flow.">Coronary blood flow.</a> Continuing Education in Anaesthesia Critical Care &amp; Pain. 5 (2), 61-64 (2005).</li><li>Murthy, V. L., 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=Clinical+Quantification+of+Myocardial+Blood+Flow+Using+PET:+Joint+Position+Paper+of+the+SNMMI+Cardiovascular+Council+and+the+ASNC.">Clinical Quantification of Myocardial Blood Flow Using PET: Joint Position Paper of the SNMMI Cardiovascular Council and the ASNC.</a> Journal of Nuclear Cardiology. 25 (1), 269-297 (2018).</li><li>Molina, D. K., DiMaio, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+organ+weights+in+men:+Part+I-the+heart.">Normal organ weights in men: Part I-the heart.</a> The American Journal of Forensic Medicine and Pathology. 33 (4), 362-367 (2012).</li><li>Molina, D. K., DiMaio, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+Organ+Weights+in+Women:+Part+I-The+Heart.">Normal Organ Weights in Women: Part I-The Heart.</a> The American Journal of Forensic Medicine and Pathology. 36 (3), 176-181 (2015).</li><li>Robertson, M. J., Dries-Devlin, J. L., Kren, S. M., Burchfield, J. S., Taylor, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+cellularization+of+whole+decellularized+heart+extracellular+matrix.">Optimizing cellularization of whole decellularized heart extracellular matrix.</a> PLoS One. 9 (2), e90406 (2014).</li><li>Robertson, M. J., Soibam, B., O'Leary, J. G., Sampaio, L. C., Taylor, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellularization+of+rat+liver:+An+in+vitro+model+for+assessing+human+drug+metabolism+and+liver+biology.">Cellularization of rat liver: An in vitro model for assessing human drug metabolism and liver biology.</a> PLoS One. 13 (1), e0191892 (2018).</li><li>Baghalishahi, 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=Cardiac+extracellular+matrix+hydrogel+together+with+or+without+inducer+cocktail+improves+human+adipose+tissue-derived+stem+cells+differentiation+into+cardiomyocyte-like+cells.">Cardiac extracellular matrix hydrogel together with or without inducer cocktail improves human adipose tissue-derived stem cells differentiation into cardiomyocyte-like cells.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. , (2018).</li><li>Perea-Gil, I., 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=In+vitro+comparative+study+of+two+decellularization+protocols+in+search+of+an+optimal+myocardial+scaffold+for+recellularization.">In vitro comparative study of two decellularization protocols in search of an optimal myocardial scaffold for recellularization.</a> American Journal of Translational Research. 7 (3), 558-573 (2015).</li><li>Freytes, D. O., O'Neill, J. D., Duan-Arnold, Y., Wrona, E. A., Vunjak-Novakovic, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+cardiac+extracellular+matrix+hydrogels+for+cultivation+of+human+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Natural cardiac extracellular matrix hydrogels for cultivation of human stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Methods Molecular Biology. 1181, 69-81 (2014).</li><li>Oberwallner, B., 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=Preparation+of+cardiac+extracellular+matrix+scaffolds+by+decellularization+of+human+myocardium.">Preparation of cardiac extracellular matrix scaffolds by decellularization of human myocardium.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 102 (9), 3263-3272 (2014).</li></ol>

Om onze kennis is dit de eerste studie verslag omgekeerde decellularization van menselijke harten binnen een hydrofoor etui met time-lapse toezicht op stroom tarief en cel puin verwijderen. Het pericard-achtige zakje houdt de richting van het hart stabiel gedurende de hele procedure decellularization. Inlaten en omkeren van de hele hart binnen een zakje voorkomt uitdroging en minimaliseert overmatige krachten op de aorta (van hart gewicht) wanneer vergeleken met de conventionele rechtop Langendorff perfusie decellulariza...

Hartfalen leidt tot een hoge mortaliteit bij patiënten. De ultieme behandelingsoptie voor einde-fase hartfalen is allo-transplantatie. Echter, er is een lange wachtlijst voor transplantatie als gevolg van de tekort van donor-organen, en patiënten gezicht na transplantatie horden variërend van levenslang bij immuunsuppressie tot chronische orgel afwijzing1,2. Bioengineering functionele harten door repopulatie decellularized mens en middelgrote hart met een patiënt eigen cellen kunnen omzeilen deze horden3.
Een belangrijke stap in "engineering" een hart is de oprichting van een steiger met passende vasculaire en parenchymal structuur, de samenstelling en de functie voor het begeleiden van de uitlijning en de organisatie van geleverde cellen. In aanwezigheid van het geschikte kader, moeten cellen uitgezaaid op het schavot herkennen van het milieu en de verwachte functie uitvoeren als onderdeel van dat orgaan. Volgens ons omvat decellularized orgel extracellulaire matrix (dECM) de nodige kenmerken van het ideale schavot.
Door gebruik te maken van intrinsieke therapieën, kan complexe geheel-orgel-decellularization worden bereikt via antegrade of retrograde perfusie4 om te verwijderen van cellulaire componenten met behoud van de gevoelige 3D extracellulaire matrix en therapieën2, 5,6,7. Een functionele therapieën is belangrijk in bioengineering hele organen gewoon zoals het is in vivo, voor nutriënten distributie en afval verwijdering8. Coronaire perfusie decellularization heeft bewezen effectief te zijn in het creëren van decellularized harten van ratten4of varkens4,7,9,10,11 ,12,13, en mensen5,7,14,15,16. Integriteit van de kleppen, atria en andere "thin" regio's kan echter nadelig beïnvloeden.
Mens-grootte decellularized hart steigers kunnen worden verkregen van varkens met behulp van druk control7,9,10,11,12 of infusie flow rate control13, 17 encontrole van menselijke donoren druk met5,7,14,15. Decellularization van menselijke donor hart doet zich voor meer dan 4-8 dagen onder druk gecontroleerd op 80-100 mmHg in staande oriëntatie5,15,16 of meer dan 16 dagen onder druk gecontroleerd op 60 mmHg14 . Onder antegrade, druk-gecontroleerde decellularization, speelt de bekwaamheid van de aortaklep een cruciale rol bij het handhaven van de efficiëntie van de coronaire perfusie en stabiele druk in de aorta hoofdmap. Onze vorige werk is gebleken dat de richting van het hart invloed op de efficiëntie van de coronaire perfusie tijdens de procedure decellularization en dus de integriteit van de steiger in het einde9.
Als een voortzetting van onze eerdere werk9introduceren we een nieuw concept waarin een hartzakje-achtige zakje is toegevoegd ter verbetering van de gehele-hart decellularization. We beschrijven de decellularization van menselijke harten geplaatst binnen hydrofoor zakjes, omgekeerd georiënteerd, en onder druk gecontroleerd op 120 mmHg bij de aorta wortel. Dit protocol omvat het toezicht op het profiel van de stroom en de verzameling uitstroom media gedurende de decellularization procedure voor de evaluatie van de efficiëntie van de coronaire perfusie en cel puin verwijderen. Biochemische tests worden vervolgens uitgevoerd om te testen van de effectiviteit van de methode.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-0 silk suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>SA85H</td>
			<td>Suture used to ligate superior and inferior vena cava</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; x 3/8&#34; connector with luer</td>
			<td>NovoSci</td>
			<td>332023-000</td>
			<td>Connect aorta and pulmonary artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex platinum-cured silicone tubing</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>HV-96410-16</td>
			<td>Tubing to connect heart chambers/veins</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>infusion and outflow line</td>
			<td>Smiths Medical</td>
			<td>MX452FL</td>
			<td>For flowing solutions through the vasculature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyester pouch (Ampak 400 Series SealPAK Pouches)</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td>01-812-17</td>
			<td>Pericardium-like pouch for containing heart during decellularization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snapware Square-Grip Canister</td>
			<td>Snapware</td>
			<td>1022</td>
			<td>1-liter Container used for perfusing heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black rubber stoppers</td>
			<td>VWR</td>
			<td>59586-162</td>
			<td>To seal the perfusion container</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>881003</td>
			<td>To pump fluid through the inflow lines and to drain fluids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 L aspirator bottle with bottom sidearm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89001-532</td>
			<td>For holding solutions/perfusate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quant-iT PicoGreen dsDNA Assay kit</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>P7589</td>
			<td>For quantifying dsDNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calf thymus standard</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D4522</td>
			<td>DNA standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blyscan Glycosaminoglycan Assay Kit</td>
			<td>Biocolor Ltd</td>
			<td>Blyscan #B1000</td>
			<td>GAG assay kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate reader</td>
			<td>Tecan</td>
			<td>Infinite M200 Pro</td>
			<td>For analytical assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GE fluoroscopy</td>
			<td>General Electric</td>
			<td>OEC 9900 Elite</td>
			<td>Angiogram</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Visipaque</td>
			<td>GE</td>
			<td>13233575</td>
			<td>Contrast agent</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

decellularization of whole human heart inside a pressurized pouch in an inverted orientation

De ultieme oplossing voor patiënten met hartfalen einde-fase is orgaantransplantatie. Maar bij immuunsuppressie is vereist, donor harten zijn beperkt en uiteindelijk afwijzing kan optreden. Het maken van een functioneel, kon autologe bio-kunsthart deze uitdagingen oplossen. Biofabrication van een hart dat bestaat uit de steiger en cellen is een optie. Een natuurlijke steiger met weefsel-specifieke samenstelling evenals micro - en macro-architectuur kan worden verkregen door decellularizing harten van mensen of grote dieren zoals varkens. Decellularization omvat cellulaire puin terwijl behoud 3D extracellulaire matrix en therapieën en "cellularization" waardoor op een later timepoint spoelen. Inspelend op onze roman vinden dat decellularization perfusie van complexe organen is mogelijk, wij een meer "fysiologisch" methode ontwikkeld om niet-transplanteerbaar menselijke harten door ze te plaatsen binnen een hydrofoor etui, in een omgekeerde decellularize oriëntatie, onder gecontroleerde druk. Het doel van het gebruik van een hydrofoor zakje is druk om kleurovergangen te maken over de aortaklep het gesloten houden en verbeteren van myocardiale perfusie. Gelijktijdige beoordeling van de dynamiek van de stroom en cellulaire puin verwijdering tijdens decellularization konden we ten aanzien van zowel vloeistof instroom en uitstroom van puin, waardoor het genereren van een steiger die kan worden gebruikt voor eenvoudige cardiale reparatie (bijvoorbeeld als een patch of ventiel steiger) of als een geheel-orgel-steiger.

Na een 7-daagse decellularization met antegrade aorta perfusie onder constante druk van 120 mmHg draaide het menselijk hart doorschijnend (figuur 6B). Het hart was Grove ontleed in 19 secties voor biochemische (DNA, GAG en SDS) analyse (Figuur 6 c) voor de evaluatie van het eindproduct van de decellularized.
Tijdens het proces van decellularization, was de infusie debie...

Watch this Scientific Journal Video about Decellularization of Whole Human Heart Inside a Pressurized Pouch in an Inverted Orientation at JoVE.com

Decellularization of Whole Human Heart Inside a Pressurized Pouch in an Inverted Orientation

Deze methode kan decellularization voor een complexe solide orgel met behulp van een eenvoudig protocol gebaseerd op osmotische schok en perfusie van Ionische detergent met minimale orgel matrix verstoring. Het bestaat uit een roman decellularization-techniek voor menselijke harten binnen een hydrofoor etui met real-time bewaking van flow dynamics en cellulaire puin uitstroom.

Decellularization van gehele menselijk hart binnen een hydrofoor tasje in een omgekeerde richting

The ultimate solution for patients with end-stage heart failure is organ transplant. But donor hearts are limited, immunosuppression is required, and ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen over het genereren van gevasculariseerde steigers, die echt de heilige graal van het weefsel engineering veld. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat een onder druk gestelde zak in een omgekeerde oriëntatie de decellularisatie van niet-transplanteerbare menselijke organen verbetert en ons dat op een steriele manier over een geschikt tijdsbestek laat doen. Om het hart voor te bereiden op decellularisatie, voert u eerst een interne inspectie uit op mogelijke defecten.Als er een septumdefect aanwezig is, corrigeer dan het defect met de juiste hechtingen. Vervolgens ligate de superieure en inferieure vena cavas met 2-0 zijde hechting. Hecht de rechter atriumwand met 5-0 PROLENE en ontleed de aorta uit de buurt van de belangrijkste longslagader voor de volgende cannulation.Plaats de connectoren, afhankelijk van de diameter van het vat, in de aorta en de longslagader en zet de connectoren vast met 2-0 zijden hechtingen. Met behulp van een van de longaderopeningen, steek een buizenlijn door het linkeratrium naar de linkerventrikel, en sluit een infuuslijn aan op de connector in de aorta en een uitstroomlijn naar de connector in de longslagader. Plaats het voorbereide hart in een polyester zakje in de omgekeerde oriëntatie en plaats het zakje in een perfusiecontainer.Sluit elk van de lijnen aan op de respectievelijke poorten in de rubberen stop, afhankelijk van de diameter van de container, en steek de stop in het deksel van de perfusiecontainer om het polyester zakje te verzegelen. Vervolgens, doorsnede PBS via de infusiepoort van de rubberstop om de uitstroom van de longslagader en van de lijn ingevoegd in de linker ventrikel te controleren, met behulp van deze stroom om het orgaan van eventuele resterende sporen van bloed in de vasculatuur schoon te maken. Wanneer het hart klaar is, plaats de geassembleerde bioreactor in een rechte oriëntatie, en sluit de infusielijn, druk-hoofd lijn, longslagader-uitstroom lijn, en bioreactor drainerende lijn naar de rubberen dop oppervlak poorten op de top van de perfusie bioreactor.Dan, decellulariseren het hart voor vier uur met hypertonische oplossing, twee uur met hypotonische oplossing, 120 uur met natrium dodecylsulfaat, of SDS, en een laatste wasbeurt met 120 liter PBS, allemaal onder constante 120 millimeter kwikdruk zoals gemeten bij de aortawortel. Voeg tijdens de laatste 10 liter van de PBS-was 500 milliliter steriele 2,1%perazijnzuuroplossing toe die met 10 normale natriumhydroxide aan de perfusieoplossing wordt geneutraliseerd om het steiger te steriliseren. Typisch, de stroomsnelheid in de aorta tijdens het decellularisatieproces geleidelijk afneemt als de perfusie oplossing verandert van hypertoniek naar hypotonische.Daarentegen neemt de stroomsnelheid toe wanneer de perfusieoplossing wordt gewijzigd van een hypotonische oplossing naar SDS, waarna de infusiestroom schommelingen aantoont. De uitstroom van de longslagader toont een vergelijkbare trend met de hyper- en hypotonische oplossingen. De uitstroom tijdens de SDS-perfusie vertoont echter een algehele daling.De coronaire perfusie efficiëntie neemt ook af na verloop van tijd als de verschillende reagentia worden geperfundeerd door de vasculatuur. Als de uitstroom perfusate uit de longslagader en linker ventrikel tegelijkertijd worden verzameld, kan hun puin inhoud worden vergeleken door spectroscopie. De troebelheid van het effluent van beide vaten neemt in de loop van de tijd af tijdens de perfusies, hoewel de troebelheid van de longslagader een abruptere kleurverandering vertoont in vergelijking met die van de linkerventrikel tijdens de eerste perfusieperiode.Evaluatie van de correlatie tussen de uitstroom troebelheid en het celpuin door een bicinchoninic zuur eiwittest uit zes gedecellulariseerde menselijke harten onthult een lineaire correlatie tussen de eiwitconcentratie en de effluent troebelheid. Tijdens het proberen van deze procedure, is het belangrijk om de stroomsnelheid te controleren en om het perfusate periodiek te verzamelen om daadwerkelijk het perfusieproces te controleren. Na deze procedure kunnen andere technieken zoals mechanische evaluatie of steriliteitstests worden gebruikt om de getrouwheid van het schavot en het potentiële gebruik ervan voor recellularisatie te evalueren om een functioneel hartweefsel te genereren.Na de ontwikkeling maakte deze techniek de weg vrij voor onderzoekers in de regeneratieve geneeskunde en weefseltechniek om de generatie van hele gevasculariseerde organen te verkennen en het vaste orgaantransplantatieveld letterlijk te veranderen. Vergeet niet dat het werken met menselijke organen en weefsels en chemicaliën zoals SDS zeer gevaarlijk kan zijn, en draag altijd passende persoonlijke beschermingsmiddelen bij het uitvoeren van deze procedure.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Decellularization and Recellularization of Whole Livers

Decellularisatie en Recellularization van Whole Levers

The liver is a complex organ which requires constant perfusion for delivery of nutrients and oxygen and removal of waste in order to survive1. Efforts to ...

Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Multiparametrische Optische kaart brengen van de Langendorff-geperfuseerde Rabbit Heart

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not ...

Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

Optische kaart brengen van actiepotentialen en Calcium Transiënten in de muis Hart

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

Procedure for Decellularization of Porcine Heart by Retrograde Coronary Perfusion

Procedure voor decellularisatie van Varkens Heart van Retrograde coronaire perfusie

Perfusion-based  whole organ decellularization has recently gained interest in the field of  tissue engineering as a means to create site-specific ...

A Decellularization Methodology for the Production of a Natural Acellular Intestinal Matrix

Een Decellularisatie Methode voor de productie van een natuurlijke Acellular Intestinale Matrix

Successful tissue engineering involves the  combination of scaffolds with appropriate cells in vitro or in vivo.  Scaffolds may be synthetic, ...

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

Een injecteerbare en-Drug geladen Supramoleculaire Hydrogel voor Local Catheter injectie in de Pig Heart

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

Procedure for Decellularization of Rat Livers in an Oscillating-pressure Perfusion Device

Procedure voor Decellularisatie van Rat Levers in een oscillerende druk perfusie Device

Decellularization and recellularization of parenchymal organs may enable the generation of functional organs in vitro, and several protocols for rodent ...

Decellularization and Recellularization Methodology for Human Saphenous Veins

Decellularization en Recellularization methodologie voor menselijke Saphenous aderen

Vascular conduits used during most vascular surgeries are allogeneic or synthetic grafts that often lead to complications caused by immunosuppression and ...

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Een nieuwe chirurgische techniek als een fundament voor In Vivo gedeeltelijke lever Engineering in Rat

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

Isolation and Decellularization of a Whole Porcine Pancreas

Isolatie en Decellularization van een hele varkens alvleesklier

Tissue engineering of the whole pancreas can improve current treatments for diabetes mellitus. The ultimate goal is to tissue engineer pancreas from an ...