Ogni 10 minuti, qualcuno in Australia ha un infarto. Questo può lasciarli con il muscolo cardiaco danneggiato e questo può portare a insufficienza cardiaca. Abbiamo scoperto che possiamo convertire le cellule staminali, dal sangue o dalla pelle, in cellule cardiache che battono.
Poi, se mettiamo queste cellule riprogrammate, attraverso il nostro biostampatore 3D, usando bioink, crediamo di poter creare chiazze cardiache con cellule corrispondenti alle cellule delle persone. Un topo profondamente anestetizzato, usando xiazina ketamina, viene intubato usando un catetere calibro 20. Dopo l'intubazione del tracker, il mouse viene posizionato con cura su una pastiglia di riscaldamento, quindi collegato al ventilatore che imposta automaticamente il volume di destinazione in base al peso del mouse.
Sotto un'anestesia leggera con fluoruro di iso al 2%, il topo è pulito con iodio ed etanolo. Una toracotomia laterale sinistra viene eseguita per esporre il cuore. Un riavvolgitore viene posizionato tra la terza e la quarta costola.
Il pericardio viene tagliato con cura. Il LAD identificato al microscopio. Per la fase di legatura del LAD, è importante evitare che la sutura tagli attraverso il LAD.
Pertanto, un pezzo di rinforzo di sutura di seta 3.06 è posto sul cuore come mostrato, correndo nella stessa direzione e appena sopra il LAD. Utilizzando una sutura di seta 7.06, il LAD è isolato e permanentemente legato. Ciò consente lo sbiancamento del cuore che sta ricevendo un infarto.
Questo porterà al rimodellamento e il ventricolo sinistro fallirà nel tempo. Una patch cardiaca biostampata in 3D viene generata in laboratorio utilizzando un biostampa 3D. Ciò consente il strato per strato, la deposizione di cellule cardiache, utilizzando una combinazione di cellule e idrogel.
Potete vederne uno fluttuante in questo video e ora in questa immagine. Ecco un'immagine dell'aspetto del cerotto quando viene imageizzata dalla microscopia a luce a epifluorescenza in un pozzo di una piastra a sei pozzi. Il cerotto è stato macchiato con macchia di Hoechst per i nuclei cellulari, e questa macchia blu sta evidenziando anche gli idrogel autofluorescenti.
Questo è un cerotto di gelatina algenato intatto adatto per il trapianto, simile a quello mostrato nel video. Con il nostro metodo, la maggior parte delle patch ha iniziato a disintegrarsi tra 14 e 28 giorni, in cultura, come mostrato qui in questa immagine di un'altra patch, che si è disintegrata. Abbiamo scoperto che il momento ottimale per trapiantare le patch era tra il settimo giorno e il giorno 14 dopo la biostamgrafia.
Questo è stato quando le macchie contenenti cellule cardiache hanno iniziato a battere, mostrando un certo grado di maturazione tissutale, ma prima che le macchie cominciavano a disintegrarsi. Il cerotto viene portato nella stanza chirurgica e posizionato lentamente e con cura sopra il cuore in parte del mouse. Con attenzione viene anche spostato nell'area dell'infero.
Il riavvolgitore viene lentamente rimosso. Infine, la terza e la quarta costola vengono chiuse insieme utilizzando una sutura di prolene 6.0. Insieme a un muscolo, le costole sono chiuse, seguite dalla chiusura della pelle.
Dopo la chiusura del torace, il topo viene iniettato con Antisedan e furosemide. Lentamente, il mouse riacquisterà un'attività respiratoria indipendente e risponderà al pizzico. Il topo è attentamente monitorato e una volta che si sveglia dall'anestetico, viene posto nella propria gabbia.
Questa immagine mostra, con l'area adottata, dove la patch biostampata si siederà sopra il cuore del mouse. In conclusione, abbiamo dimostrato che le chiazze di gelatina algenato biostampata 3D possono essere trapiantate con il nostro metodo, sull'epicardio, in un modello di topo di infarto del miocardio. Nella fase di biostampa, gli idrogel di gelatina algenato hanno un'eccellente stampabilità grazie alle loro proprietà reologiche, consentendo l'estrusione senza danneggiare le cellule, ma anche avendo la forza biomeccanica per mantenere la loro struttura dopo la biostampa 3D e durante il trapianto.
È probabile che il nostro metodo sia ampiamente fattibile e adatto anche per testare più gruppi di patch biostampate 3D. Ad esempio, con diversi contenuti cellulari.
