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

מחקר זה נתמך על ידי המענק יוסטון הקרן והקרן טקסס המתעוררים טכנולוגיה. המחברים להכיר איברים רכש סוכנות LifeGift, inc. ומשפחות של התורם עבור ביצוע מחקר זה אפשרי.

כל הניסויים דבקה הנחיות ועדת האתיקה ממכון הלב טקסס.
1. איבר הכנה
הערה: בשיתוף פעולה עם LifeGift, ארגון הרכש איברים ללא מטרות רווח בטקסס (http://www.lifegift.org), תרם לבבות אנושיים שאינם מתאימים להשתלה שימשו למחקר בהסכמת שאושרו.
<ol><li>להשיג לבבות, דרך הווריד להשרות 30,000 הפארין U...

<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>

לידע שלנו, זהו המחקר הראשון decellularization ח הפוכה של לבבות אדם בתוך נרתיק מווסת עם ניטור בצילום מואץ של קצב זרימה והסרת הלכלוך תא. נרתיק דמוי קרום הלב שומרת את הכיוון של הלב יציב לאורך כל ההליך decellularization. השוקע, היפוך את ליבם שלם בתוך נרתיק מונע התייבשות וצמצום עומס יתר על העורקים (מתוך הלב משקל) ?...

אי ספיקת לב מוביל תמותה גבוהה בחולים. אפשרות הטיפול האולטימטיבי עבור אי ספיקת לב בשלב הסופי הוא מאפשר-השתלת. עם זאת, יש רשימת המתנה ארוכה עבור השתלת בשל המחסור תורם איברים, חולים הפנים שלאחר השתלת hurdles שנעים בטווח שבין החיסוני חיים ארוך ל עוגב כרונית דחייה1,2. הלבבות פונקציונלי בביו-הנדסה לאכלס מחדש decellularized לבבות בגודל של האדם עם עצמו של החולה תאים יכול לעקוף מכשולים אלה3.
צעד חשוב "הנדסה" הלב הוא הקמת לפיגום עם מבנה כלי הדם ואת parenchymal המתאים, הרכב ותפקוד להנחות את היישור וארגון של תאים למשלוח. בנוכחות המסגרת המתאימה, תאים נזרע על הגרדום צריך לזהות את הסביבה ולבצע הפונקציה הצפוי כחלק האיבר הזה. לדעתנו, מטריצה חוץ-תאית איברים decellularized (dECM) כוללת את המאפיינים הדרושים של לגרדום אידיאלי.
על ידי ניצול להערכת מהותי, מורכב כולו אורגן decellularization יכולה להיות מושגת באמצעות תמיסה לשיתוק או זלוף רטרוגרדית4 כדי להסיר את מרכיבי התא תוך כדי שמירה על עדין מטריצה חוץ-תאית 3D ולהערכת2, 5,6,7. להערכת תפקודית חשוב בביו-הנדסה כל האיברים רק ויוו, חלוקת מזון, פינוי פסולת8. זלוף כלילית decellularization הוכח כיעיל ביצירת לבבות decellularized חולדות4או חזירים4,7,9,10,11 12, ,13ו בני5,7,14,15,16. ובכל זאת, שלמות של המסתמים, אטריה אזורים "דק" אחרים עלולים לסבול.
ניתן להשיג לב decellularized בגודל אדם פיגומים חזירים באמצעות הלחץ הבקרה7,9,10,11,12 או אינפוזיה תזרים קצב שליטה13, 17 מתורמים האנושי באמצעות לחץ לשלוט5,7,14,15. Decellularization לבבות אדם התורם מתרחשת במשך 4-8 ימים בלחץ נשלטת על 80-100 מ מ כספית התמצאות זקוף5,15,16 או במשך 16 ימים בלחץ נשלטת על 60 מ מ כספית14 . תחת תמיסה לשיתוק, שבשליטת הלחץ decellularization, כשירות שסתום אבי העורקים ממלא תפקיד מכריע בשמירה על יעילות זלוף כלילית ובלחץ יציב בספריית הבסיס של אבי העורקים. העבודות הקודמות שלנו גילה כי הכיוון של הלב השפעות ביעילותה זלוף כלילית במהלך ההליך decellularization ולכן שלמות לגרדום ב סוף9.
כהמשך של העבודה הקודמת שלנו9, אנחנו מציגים קונספט שבו נרתיק דמוי קרום הלב נוסף כדי לשפר את decellularization לב-שלם. אנו מתארים את decellularization של לבבות אדם הניח בתוך שקיות מווסת, בכיוון הפוך, ותחת לחץ מבוקר-120 מ מ כספית בסיס אב העורקים. פרוטוקול זה כולל ניטור פרופיל זרימה של אוסף המדיה יצוא לאורך כל ההליך decellularization כדי להעריך את יעילות זלוף כלילית והסרה פסולת תא. מבחני הביוכימי מבוצעות ואז לבחון את יעילות השיטה.

<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

הפתרון האולטימטיבי עבור חולים עם אי ספיקת לב בשלב הסופי הוא ניתוח השתלה. אבל תורם לבבות מוגבלים, החיסוני נדרש, בסופו של דבר דחייה יכולה להתרחש. יצירת פונקציונלי, לב ביו-מלאכותי עצמיים יכול לפתור אתגרים אלה. Biofabrication מלב מורכבת לגרדום ותאים היא אפשרות אחת. לפיגום טבעי עם הרכב רקמות ספציפיות, כמו גם מיקרו-מאקרו-אדריכלות ניתן להשיג על ידי לבבות decellularizing של בני אדם או חיות גדולות כמו חזירים. Decellularization כרוך שוטף פסולת הסלולר תוך שימור מטריצה חוץ-תאית תלת-ממד של להערכת ומאפשר "cellularization"-timepoint מאוחר יותר. ניצול את הרומן שלנו למצוא את decellularization זלוף של איברים מורכבים אפשרי, אנחנו פיתחנו שיטה "פיזיולוגיים" יותר decellularize לבבות אנושיים שאינם שיפותחו על-ידי הצבתם בתוך נרתיק מווסת, ב הפוך כיוון, תחת לחץ מבוקר. המטרה של שימוש נרתיק בלחץ היא ליצור לחץ מעברי צבע על פני שסתום אבי העורקים שיישאר סגור ושיפור זלוף שריר הלב. הערכה בו זמנית של דינמיקת זרימת פסולת הסלולר הסרת במהלך decellularization אפשרה לנו לעקוב אחר תזרים נוזלים וגם יצוא פסולת, ובכך יוצר לפיגום שניתן המשמש לתיקון הלב פשוט (למשל ככתם או שסתום לגרדום) או בדומה לפיגום איברים שלמים.

לאחר 7 ימים decellularization עם תמיסה לשיתוק זלוף אבי העורקים תחת לחץ מתמיד של 120 מ מ כספית, הלב האנושי הפך שקוף (איור 6B). הלב היה גזור בגסות למקטעים 19 לניתוח ביוכימי (דנ א, איסור פרסום ומרחביות) (איור 6C) כדי להעריך את המוצר decellularized הסופי.
<p class="jove_conten...

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

שיטה זו מאפשרת decellularization של איבר מוצק מורכבים באמצעות פרוטוקול פשוט המבוסס על שוק אוסמוטי זלוף של יונית סבון עם הפרעה מטריצות איבר מינימלי. היא כוללת טכניקה decellularization הרומן מלב אנוש בתוך נרתיק מווסת עם ניטור בזמן אמת זרימה dynamics וסלולר יצוא פסולת.

Decellularization של הלב האנושי כולו בתוך נרתיק מווסת בכיוון הפוך

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

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח על יצירת פיגומים vascularized, שהם באמת הגביע הקדוש של השדה הנדסת רקמות. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי כיס בלחץ בכיוון הפוך משפר את decellularization של איברים אנושיים שאינם להשתלה ומאפשר לנו לעשות את זה בצורה סטרילית על פני מסגרת זמן מתאימה. כדי להכין את הלב לדפלולריזציה, תחילה לבצע בדיקה פנימית עבור פגמים אפשריים.אם קיים פגם מחיצה, לתקן את הפגם עם התפרים המתאימים. לאחר מכן, ligate ואנה קאבס מעולה ונון נחות עם 2-0 תפר משי. תפרו את קיר ה אטריום הימני עם 5-0 פרולין, ו לנתח את אבי העורקים הרחק עורק הריאה הראשי עבור cannulation הבאים.הכנס את המחברים, בהתאם לקוטר הכלי, לתוך העורקים העורקים ועורק הריאה, ואבטח את המחברים בתפרים משי 2-0. באמצעות אחד פתחי וריד הריאה, הכנס קו צינורות דרך ה אטריום השמאלי לכיוון החדר השמאלי, וחבר קו עירוי למחבר ב- aorta וקו זרימה למחבר ב עורק הריאה. מניחים את הלב המוכן לתוך כיס פוליאסטר בכיוון ההפוך, ומ מניחים את השקית לתוך מיכל נזיבה.חבר כל אחד מהקווים ליציאות המתאימות ב פקק הגומי, בהתאם לקוטר המיכל, והכנס את הפקק למכסה של מיכל הנזיפה כדי לאטום את כיס הפוליאסטר. לאחר מכן, לעיין PBS דרך יציאת עירוי של פקק הגומי כדי לאמת את הזרימה מן העורק ריאתי מן הקו מוכנס לתוך החדר השמאלי, באמצעות זרימה זו כדי לנקות את האיבר של כל עקבות שיורית של דם בתוך כלי הדם. כאשר הלב מוכן, מניחים את הביוריאקטור שהורכב בכיוון זקוף, וחברו את קו העירוי, קו ראש הלחץ, קו זרימת עורקים ריאתי וקו ניקוז ביו-ריאקטור ליציאות פני השטח של מכסה הגומי על גבי הביוריאקטור של הזלוש.לאחר מכן, decellularize הלב במשך ארבע שעות עם פתרון היפרטוני, שעתיים עם פתרון היפוטוני, 120 שעות עם נתרן dodecyl סולפט, או SDS, ו לשטוף סופית עם 120 ליטר של PBS, כל תחת קבוע 120 מילימטרים של לחץ כספית כפי שנמדד בשורש האורטי. במהלך 10 ליטר האחרון של לשטוף PBS, להוסיף 500 מיליליטר של 2.1% חומצה סטרילית פתרון חומצה peracetic מנוטרל עם 10 הידרוקסיד נתרן נורמלי לתופס זלוס כדי לעקר את הפיגום. בדרך כלל, קצב הזרימה לתוך בית הדם במהלך תהליך דקלולריזציה בהדרגה פוחתת כמו פתרון זלוח משתנה היפרטוני היפוטוני.לעומת זאת, קצב הזרימה עולה כאשר פתרון התדלוק משתנה מפתרון היפוטוני ל- SDS, ובנקודה זו קצב זרימת העירוי מדגים תנודות. קצב הזרימה של עורק הריאה מדגים מגמה דומה עם הפתרונות ההיפר-היפוטוניים. עם זאת, קצב הזרימה במהלך זלוש SDS מציג ירידה כוללת.יעילות חליטה כלילת גם פוחתת עם הזמן כמו reagents שונים הם חדור דרך כלי הדם. כאשר הזרימה מתפרפרת מ עורק הריאה והחנדר השמאלי נאספים בו זמנית, ניתן להשוות את תוכן הפסולת שלהם על ידי ספקטרוסקופיה. העיסתנות של הפלחיה משני כלי השיט פוחתת עם הזמן במהלך הזלוף, אם כי העכור בעורק הריאה מציג שינוי צבע פתאומי יותר בהשוואה לזה שנצפה בחדר השמאלי במהלך תקופת הזלוף הראשונית.הערכת המתאם בין עששת הזרימה לבין פסולת התאים על ידי אסאי חלבון חומצה ביצינצ'ונית משישה לבבות אנושיים דפלולריים מגלה מתאם ליניארי בין ריכוז החלבון לבין חרפת הרוחות. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לפקח על קצב הזרימה ולאסוף את ההתעלות מעת לעת כדי לפקח בפועל על תהליך התדלוק. בעקבות הליך זה, טכניקות אחרות כמו הערכה מכנית או בדיקות סטריליות ניתן להשתמש כדי להעריך את הנאמנות של הפיגום ואת השימוש הפוטנציאלי שלה recellularization כדי ליצור רקמת לב תפקודית.לאחר התפתחותה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הרפואה הרגנרטיבית והנדסת רקמות לחקור את הדור של איברים שלמים של כלי דם, ממש לשנות את תחום השתלת איברים מוצק. אל תשכח כי עבודה עם איברים אנושיים ורקמות וכימיקלים כגון SDS יכול להיות מסוכן מאוד, תמיד ללבוש ציוד הגנה אישי המתאים בעת ביצוע הליך זה.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Decellularization and Recellularization of Whole Livers

Decellularization ו Recellularization של כבדים שלמים

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

Multiparametric מיפוי אופטי של הלב Langendorff-perfused הארנב

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

מיפוי אופטי של פוטנציאלים פעולה ו הארעית סידן בלב מאוס

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

נוהל Decellularization של לב חזירי ידי זלוף כלילית המדרדר

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

Decellularization מתודולוגיה לייצור של המעיים מטריקס הטבעי acellular

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

מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר

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

נוהל Decellularization של כבדי עכברוש בהתקן זלוף נדנוד לחץ

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 ומתודולוגיה Recellularization עבור האדם הורידים saphenous גדולות

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

טכניקה כירורגית הרומן כבסיס In Vivo חלקי הכבד הנדסה בעכברוש

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

בידוד, Decellularization פוג'אלאדוצ'נוי זהאלאזי כל חזירי

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