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Articles by Karen Christman in JoVE
JoVE Bioengineering
La fabrication des matériaux injectables d'origine biologique pour l'ingénierie tissulaire du myocarde
University of California, San Diego
Méthodes de préparation d'une matrice de gel injectable à partir de tissus décellularisé et l'injecter dans le rat myocarde
Other articles by Karen Christman on PubMed
Colle De Fibrine Seul Et Myoblastes Squelettiques Dans Un échafaudage De Fibrine Préserver La Fonction Cardiaque Après Infarctus Du Myocarde
Les efforts actuels dans le centre de génie tissulaire cardiaque autour de l'utilisation des échafaudages qui fournissent des cellules à la surface épicardique. Dans cette étude, nous avons examiné les effets de la colle de fibrine en tant que support injectable échafaudage et le mur dans le myocarde ischémique. L'artère coronaire gauche de rats a été occulté pendant 17 min, suivie d'une reperfusion. L'échocardiographie a été réalisée 8 jours après l'infarctus. Un à deux jours plus tard, soit 0,5% de sérum albumine bovine (BSA) dans un tampon phosphate salin, colle de fibrine seule, myoblastes squelettiques seul, ou myoblastes squelettiques dans la colle de fibrine ont été injectés dans le ventricule gauche ischémique. L'échocardiographie a été réalisée à nouveau 5 semaines après l'injection. Les animaux ont ensuite été sacrifiés et les cœurs étaient frais congelé et en coupe pour l'histologie et l'immunohistochimie. Tant la fraction de raccourcissement (FS) et l'infarctus épaisseur de la paroi du groupe BSA diminué de manière significative au bout de 5 semaines (p = 0,0005 et 0,02, respectivement). En revanche, les deux mesures pour le groupe de colle de fibrine, le groupe cellules et les cellules de la colle de fibrine groupe n'a pas changé de manière significative (FS: p = 0,18, 0,89 et 0,19, respectivement; épaisseur de la paroi: p = 0,40, 0,44, 0,43, respectivement ). Colle de fibrine est capable de préserver épaisseur de la paroi de l'infarctus et la fonction cardiaque après un infarctus du myocarde chez le rat et peut être utile comme un échafaudage biomatériau de greffe de cellules du myocarde.
Injectable Fibrine échafaudage Améliore La Survie Greffe De Cellules, Réduit L'expansion De L'infarctus Et Induit La Formation De Néovaisseaux Dans Le Myocarde Ischémique
Dans cette étude, nous avons déterminé si la colle de fibrine améliore la rétention de greffe de cellules et de la survie, réduit l'expansion de l'infarctus et induit la formation de néovaisseaux.
Formation Néovascularisation Accrue Dans Le Myocarde Ischémique De Livraison Suite De Plasmide Pléiotrophine Dans Un Biopolymère
La maladie coronarienne est actuellement la principale cause de décès dans le monde occidental. Thérapeutiques angiogéniques sont actuellement examinées pour le traitement de cette maladie. Nous avons récemment démontré que l'utilisation efficace de pléiotrophine (PTN) comme agent thérapeutique pour le traitement de l'ischémie du myocarde. Nous avons également montré que l'injection de la colle de fibrine biopolymère préserve la géométrie du ventricule gauche et empêche une détérioration de la fonction cardiaque après un infarctus du myocarde. En raison de la faible efficacité de la transfection du plasmide nu injections, nous avons examiné l'utilisation de RTP plasmide et le biopolymère sous forme de matrice Gene-Activated dans le myocarde. Dans cette étude, nous démontrons que la livraison des PTN plasmide dans la colle de fibrine augmente la formation de néovaisseaux par rapport à l'injection du plasmide nu dans une solution saline.
Pléiotrophine Induit La Formation De Néovaisseaux Fonctionnelle in Vivo
Pléiotrophine (PTN) est une cytokine liant l'héparine induisant la croissance / différenciation qui partage 50% d'identité de séquence d'amino acide et homologie de domaine frappant avec Midkine (MK), le seul autre membre de la famille Ptn / Mc gène du développement. Le gène est exprimé Ptn dans les sites de développement vasculaire précoce chez les embryons et dans la cicatrisation des plaies et son expression constitutive dans de nombreuses tumeurs humaines est associée à un phénotype angiogénique, ce qui suggère que RTP a un rôle important dans l'angiogenèse au cours du développement et de la réparation des lésions et des tumeurs malignes avancées . Pour tester directement si PTN est angiogénique in vivo, nous avons injecté un plasmide d'exprimer PTN dans le myocarde ischémique chez le rat. Pléiotrophine stimulé une augmentation statistiquement significative dans les deux aspect normal capillaires et des artérioles nouvelle chacun qui avaient des niveaux facilement détectables du marqueur artériole, cellules du muscle lisse alpha-actine. En outre, les vaisseaux sanguins nouvellement formés ont été présentés à l'interconnexion avec le système existant vasculaire coronaire. Les résultats de ces études démontrent directement que RTP est un agent efficace angiogénique in vivo capable d'initier la formation de nouveaux vaisseaux qui est à la fois un aspect normal et la fonction. Les données suggèrent que PTN signale la plus «complète» la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à travers sa capacité à stimuler les différentes fonctions dans différents types cellulaires ne se limitent pas à la cellule endothéliale.
Micropatterns Protéines En Utilisant Un Polymère Sensible Au PH Et De La Lumière
Puces à protéines et de peptides sont des candidats populaires pour le diagnostic médical en raison de la possibilité pour une sensibilité élevée et dépistage des marqueurs simultanée. Pour réaliser le potentiel de ces tableaux, de nouvelles stratégies pour la modélisation ligand sont nécessaires. On rapporte un procédé de structuration de protéines qui utilise un polymère sensible au pH, ultraviolet profond (DUV) de lumière, et un générateur de photoacide (PAG). Poly (3,3 '-diéthoxypropyle méthacrylate) (PDEPMA) contient des chaînes latérales réactives acétal qui sont convertis en aldéhydes après le traitement avec de l'acide. PDEPMA été dérivée enduite sur Si-SiO (2) substrats et a été chimiquement soit déprotégé avec une M HCl ou photochimiquement déprotégé par exposition à DUV en présence de triflate de triphénylsulfonium. Conversion en groupes aldéhyde est confirmé avec Purpald et par réaction avec une hydroxylamine fluorescente verte. Puces à protéines ont été démontrées par incubation surfaces photochimiquement motifs avec une biotine aldéhyde réactif suivie par la streptavidine fluorescente rouge. Cette méthodologie fournit un nouveau substrat pour la structuration précise des deux peptides et des protéines pour diverses applications biologiques y compris les capteurs médicaux.
Transfert Versus Transition: Le Succès De La Transplantation Pédiatrique Apporte Le Défi De La Transition Bienvenue
Un succès croissant avec la transplantation d'organes solides chez les enfants a augmenté le nombre d'adolescents et de jeunes adultes qui sont à un âge de transférer aux soins de santé pour adultes.
Submicroniques Patterns Streptavidine Pour L'Assemblée Des Protéines
Caractéristiques Micron et submicronique échelle de fonctionnalité aldéhyde ont été fabriqués dans des films polymères par photolithographie pour développer une plate-forme pour l'immobilisation des protéines et l'assemblage à l'échelle biologiquement pertinentes. Films contenant du pH polymère réactif poly (3,3 '-diéthoxypropyle méthacrylate) et un générateur de photoacide (PAG) sont un motif de 500 nm à 40 mère par exposition à 365 nm i-line) de lumière. Sur PAG activation et l'hydrolyse des acétals, des groupes aldéhyde formé. Après que les films ont été incubé avec une sonde réactive aldéhyde biotinylé, les résultats de rayons X de spectroscopie de photoélectrons sont compatibles avec la biotine étant fixée à la surface. L'arrière-plan a été ensuite passivé par exposition d'inondation et incubation avec une poly aminooxy-terminaison (éthylène glycol), résultant en une réduction de 98% en protéine non spécifique d'adsorption. La modélisation des protéines et l'assemblage a été démontrée en utilisant la streptavidine, toxine de l'anthrax biotinylé récepteur-1, et le fragment d'antigène protecteur de toxine de l'anthrax et confirmé par microscopie par fluorescence et la microscopie à force atomique (AFM). AFM a démontré que 500 nm caractéristiques de protéines ont été atteints. En raison de l'abondance des protéines biotinylées, cette méthode fournit une plate-forme pour l'immobilisation des protéines et l'assemblage pour des applications diverses de la biotechnologie.
Biomatériaux Pour Le Traitement Des Infarctus Du Myocarde
Pendant près d'une décennie, les chercheurs ont étudié la possibilité d'une transplantation de cellules pour la réparation cardiaque. Plus récemment, les champs émergents de l'ingénierie tissulaire et des biomatériaux ont commencé à fournir des traitements potentiels. Des approches d'ingénierie tissulaire sont conçus pour réparer les tissus perdus ou endommagés par l'utilisation de facteurs de croissance, la transplantation cellulaire, et des échafaudages de biomatériaux. Il ya actuellement 3 méthodes de biomatériaux pour le traitement de l'infarctus du myocarde (MI). La première consiste à polymères contraintes ventriculaires gauches dans la prévention de l'insuffisance cardiaque. La seconde utilise in vitro du tissu cardiaque conçu, qui est ensuite implanté in vivo. L'approche finale entraîne les cellules injection et / ou d'un échafaudage dans le myocarde de créer in situ des tissus cardiaques d'ingénierie. Cette étude donne un aperçu de l'état d'avancement dans le domaine en pleine croissance des biomatériaux pour le traitement de l'IM.
Conjugaison électrochimiquement Contrôlable De Protéines Sur Des Surfaces
La conception rationnelle de surfaces pour l'immobilisation de protéines est essentielle pour une variété d'applications biologiques et médicales allant du diagnostic moléculaire pour les plates-formes de pointe pour des études fondamentales de la biologie moléculaire et cellulaire. Nous avons développé une approche avancée fondée sur électrochimique pour l'immobilisation du site-sélectif et de réaction contrôlée de protéines sur des surfaces. Quand une monocouche moléculaire de 4-nitrothiophénol sur les surfaces d'électrodes d'or est réduite par voie électrochimique d'une manière sélective à ses groupes nitro, pour donner des groupes amino par des balayages potentiométriques, l'amine peut être utilisé pour orchestrer l'immobilisation de protéines à la surface. Cette stratégie pourrait immobilisation des protéines permettent de fabriquer des structures complexes de protéines sur des surfaces pour résoudre les problèmes fondamentaux et appliqués de la biologie et la médecine.
Nanoscale Patterns Facteur De Croissance Par Immobilisation Sur Un Polymère Imitant L'héparine
Dans cette étude, les interactions électrostatiques entre les groupes sulfonate d'un polymère immobilisé et les domaines de liaison à l'héparine facteurs de croissance importants dans la signalisation cellulaire ont été exploitées pour nanopattern les protéines. Poly (styrène sulfonate de sodium 4--co-poly (éthylène glycol) méthacrylate) (SSp-co-pPEGMA) a été synthétisé par transfert de chaîne réversible par addition-fragmentation (RAFT) polymérisation en utilisant éthyl-S-thiobenzoyl-2-thiopropionate comme agent de transfert de chaîne et le 2,2 '-azoisobutyronitrile (AIBN) comme initiateur. Le polymère résultant (1) a été caractérisé par RMN 1H, GPC, FT-IR et UV-vis et a eu un certain nombre de poids moléculaire moyen (Mn) de 24.000 et un indice de polydispersité (PDI) de 1,17. Le groupe terminal dithioester de 1 a été réduite à l'thiol, et le polymère a ensuite été immobilisé sur un substrat en or. Liaison du facteur de croissance basique des fibroblastes (bFGF) et facteur de croissance vasculaire endothéliale (VEGF) au polymère par l'intermédiaire des domaines liaison à l'héparine a ensuite été confirmée par résonance plasmonique de surface (SPR). Les interactions sont stables à des concentrations salines physiologiques. Polymère 1 a été réticulé sur des plaquettes de silicium en utilisant un faisceau d'électrons formant écrivain micro-et nanoschémas. Résolutions de 100 nm et arbitraires caractéristiques nanométriques tels que les cercles concentriques et des places contiguës et des triangles ont été atteints. La microscopie à fluorescence a confirmé que le bFGF et VEGF ont ensuite été immobilisée sur les microparticules de polymère et nanoschémas.
D'origine Naturelle Matrice Du Myocarde Comme Injectable échafaudage Pour L'ingénierie Du Tissu Cardiaque
Tissu myocardique n'a pas la capacité de se régénérer de façon significative à la suite d'un infarctus du myocarde, ainsi stratégies de génie tissulaire sont nécessaires à la réparation. Plusieurs matériaux injectables ont été examinés pour l'ingénierie tissulaire cardiaque, mais aucun n'a été spécifiquement conçu pour imiter le myocarde. L'objectif de cette étude était d'enquêter sur la propriétés in vitro et in vivo dans le potentiel d'une matrice injectable du myocarde conçu pour imiter l'environnement naturel du myocarde extracellulaire. Porcine myocarde tissu a été décellularisée et traité pour former une matrice du myocarde avec la capacité de gel d'au moins 37 degrés vitro et in vivo C lors de l'injection dans le myocarde des rats. La matrice résultante du myocarde a maintenu une composition complexe, y compris le contenu des glycosaminoglycanes, et était capable de s'auto-assembler pour former une structure nanofibrous. Les cellules endothéliales et les cellules musculaires lisses ont été présentés à migrer vers la matrice du myocarde à la fois in vitro et in vivo, avec une augmentation significative de la formation artériole moins 11 jours après l'injection. La matrice a également été poussé avec succès par le biais d'un cathéter utilisé cliniquement, ce qui démontre son potentiel pour la thérapie minimalement invasive. Ainsi, nous avons démontré la faisabilité et le potentiel initial d'une matrice d'origine naturelle du myocarde comme un échafaudage injectable pour l'ingénierie tissulaire cardiaque.
Injectable Matrice Du Myocarde Comme Un échafaudage Pour Le Génie Tissulaire Du Myocarde
Actuelles des matériaux injectables utilisés en génie tissulaire du myocarde ont été empruntés à d'autres applications d'ingénierie tissulaire et n'ont pas été spécifiquement conçu pour le myocarde. Nous avons récemment testé la faisabilité d'utiliser une forme injectable de la matrice extracellulaire du myocarde qui fournirait des indices cardiaques matrice spécifiques ainsi que se prêter à la prestation de mini-invasive. Nous avons démontré que ce matériau s'auto-assemble in vivo pour former une nanofibrous échafaud, qui soutient l'infiltration de néovascularisation. Nous avons également démontré que ce matériau peut être livré très peu invasive par un cathéter.
Restauration De La Géométrie Ventriculaire Gauche Et L'amélioration De La Fonction Ventriculaire Gauche Dans Un Modèle Rongeur De La Cardiomyopathie Ischémique Chronique
Diverses approches à la reconstruction du myocarde ont été développés pour le traitement de l'insuffisance cardiaque congestive résultant de cardiomyopathie ischémique.
Positionnement De Multiples Protéines à L'échelle Nanométrique Par Faisceau D'électrons Polymères Réticulés Fonctionnels
La construction de structures de protéines multicomposants qui correspondent à la complexité de ceux trouvés dans la nature est essentiel pour la prochaine génération de matériel médical. Dans ce rapport, une méthode polyvalente pour organiser précisément nanoschémas protéines multicomposants en deux dimensions à une seule couche ou en trois dimensions en utilisant des formats multicouches lithographie par faisceau d'électrons est décrit. Huit bras poly (éthylène glycol) s (PEG) ont été modifiées à la chaîne se termine par deux biotine, maléimide, aminooxy, ou l'acide nitrilotriacétique. L'analyse par spectroscopie RMN 1H a révélé que les réactions ont été efficaces et que les conversions de fin de groupe étaient 91-100%. Les polymères ont ensuite été réticulé sur les surfaces de Si en utilisant des faisceaux d'électrons pour former l'ordre du micromètre motifs des groupes fonctionnels. Les protéines ayant des sites de liaison de biotine, une cystéine libre, un N-terminal alpha-oxoamide, et une étiquette histidine, respectivement, ont ensuite été incubées avec le substrat dans des solutions aqueuses, sans l'ajout d'autres réactifs. Par des expériences de microscopie de fluorescence, il a été déterminé que les protéines ont réagi site spécifiquement avec les groupes exposés fonctionnels pour former micropatterns. Modèles Multicomposants protéines nanométriques ont ensuite été fabriqués. PEG différentes réactivités avec orthogonales ont été successivement modelé sur la même puce. Ensemble simultanée de deux protéines différentes à partir d'un mélange des biomolécules formé des composants multiples motifs bidimensionnels. Microscopie à force atomique a démontré que l'échelle du nanomètre motifs polymères ont été formés, et la microscopie à fluorescence a démontré que side-by-side motifs des différentes protéines ont été obtenues. En outre, la fabrication de PEG multicouche produite motifs micrométriques et nanométriques d'un groupe fonctionnel sur le dessus de l'autre. Tridimensionnelle précise des arrangements de différentes protéines ont ensuite été réalisé.
Conception Et Caractérisation D'un Gel De Matrice Péricardique Injectable: Un échafaudage Potentiellement Autologue Pour Le Génie Tissulaire Cardiaque
Après une lésion ischémique dans le cœur, peu ou pas de réparation se produit, entraînant une dégénérescence progressive de la fonction cardiaque qui conduit à une insuffisance cardiaque congestive. Cardiaques stratégies de génie tissulaire ont mis l'accent sur la conception d'une variété d'échafaudages injectables qui vont dans la composition de matériaux à un seul composant à la matrice extracellulaire complexe (ECM)-matériaux dérivés. Dans cette étude, l'ECM péricardique, un biomatériau couramment utilisé, a été étudié pour être utilisé comme un produit injectable échafaudage pour la réparation cardiaque. Il a été déterminé que sous une forme solubilisée de décellularisé porcine péricarde pourrait être injecté et amené à un gel in vivo, ce qui incite enquête péricarde humaine, qui a l'avantage a décidé d'offrir une thérapie autologue. Caractérisation a montré que les gels de la matrice retenue composants de la maternelle ECM péricardique, avec des protéines existant et le contenu glycosaminoglycane identifié. Les résultats d'une migration in vitro indiquent que le dosage porcine péricardique matrice est un fort facteur chimiotactique pour les types de cellules pertinentes, mais les résultats in vivo ont montré que les deux matériaux causé quantités statistiquement similaires de la néovascularisation, la démonstration de faisabilité en tant que traitements injectables. Potentiel de mobilisation de cellules souches a été soutenue par la présence de c-Kit + cellules dans les régions d'injection de la matrice. Avec ce travail, le péricarde est identifié comme une source nouvelle pour une autogreffe échafaudage pour le traitement de l'infarctus du myocarde.
Matériaux Injectables Pour Le Traitement De L'infarctus Du Myocarde Et Insuffisance Cardiaque: La Promesse De Matrices Décellularisées
Les maladies cardiovasculaires continue d'être la principale cause de décès, ce qui suggère que de nouvelles thérapies sont nécessaires pour traiter la progression de l'insuffisance cardiaque post-infarctus du myocarde. Comme le tissu cardiaque a une capacité limitée à se régénérer, thérapies expérimentales biomatériaux ont porté sur le remplacement des cardiomyocytes nécrosés et de réparation de la matrice extracellulaire endommagée. Alors que acellulaires et cellulaires patchs cardiaques sont appliquées chirurgicalement à la surface épicardique du coeur, des matériaux injectables offrent l'avantage potentiel de la livraison mini-invasive directement dans le myocarde soit de remplacer la matrice extracellulaire endommagée ou d'agir comme un échafaudage pour la livraison de cellules. Cardiaque matrices spécifiques décellularisées offrent en outre l'avantage d'être biomimétique de la composition de la matrice biochimique et structurale d'origine, ainsi que le potentiel d'être des thérapies autologues. Cet examen portera sur les exigences d'un idéal échafaudage pour base de cathéter de livraison ainsi que mettre en évidence la promesse de matrices décellularisées que les matériaux injectables pour la réparation cardiaque.
Modélisation De Surface Pour La Génération De Matrices Définies Nanoscale
Alors que les cellules souches en culture ont été essentiellement contrôlé par l'ajout de facteurs solubles dans les médias, l'impact de la matrice extracellulaire sur le renouvellement des cellules souches et différenciation a récemment porté à l'avant-garde. In vivo, les cellules adhérer et de répondre à des signaux qui sont à l'échelle nanométrique, ainsi la présentation des éléments de la matrice extracellulaire à cette échelle est essentielle pour mimer l'environnement in vivo. Nous avons développé une technique nanostructuration hautement flexible, protéines et peptides employant des polymères réactifs et de la lithographie par faisceau d'électrons, qui peut être utilisé pour étudier les effets de matrice sur le renouvellement des cellules souches et différenciation.
Simple Et Haute Méthode Donnant Pour La Préparation Des Tissus Spécifiques Revêtements De La Matrice Extracellulaire De La Culture Cellulaire
La matrice natif extracellulaire (ECM) est constitué d'une grande complexité, spécifique d'un tissu réseau de protéines et les polysaccharides, qui aident à réguler plusieurs fonctions cellulaires. Malgré la nature complexe de l'ECM, in vitro basés sur les cellules des études traditionnellement évaluer le comportement des cellules sur des substrats simples composants ECM, qui ne tiennent pas suffisamment imitent l'in vivo milieu extracellulaire.
Hydrogel Injectable D'échafaudage De Décellularisé Humaines Lipoaspirate
Comblement des tissus mous gagnent rapidement en popularité pour les améliorations esthétiques ou de réparation des déficits du tissu adipeux. Plusieurs biopolymères injectables ont été étudiés à cet effet, mais présentent souvent une résorption rapide ou adipogenèse limitée et ne doivent pas imiter les tissus adipeux natif de la matrice extracellulaire (ECM). Nous avons généré un produit injectable adipeux matrice échafaud par éliminer efficacement à la fois les contenus cellulaires et des lipides de lipoaspirate humaine. Le matériau retenu décellularisé la composition complexe de peptides et les glycosaminoglycanes présents dans ECM adipeux natif. Cette matrice peut encore être traitées par la solubilisation de la ECM extrait de générer un hydrogel sensible à la chaleur que l'auto-injection sous-cutanée sur assemble. Cet hydrogel prend également en charge la croissance et la survie des patients des cellules adipeuses dérivés correspondent souches in vitro. Le développement d'un hydrogel injectable de lipoaspirate humaine représente une option mini-invasive pour l'ingénierie du tissu adipeux en termes de la collecte de matériel source et la livraison de l'échafaud.
Nanoschémas Protéines Par La Formation De Liaisons Oxime
Protéines de structuration à l'échelle nanométrique est important pour les applications en biologie et en médecine. Comme les tailles métrages sont réduites, il est essentiel que les stratégies d'immobilisation de fournir un site spécifique de fixation des biomolécules. Dans cette étude, la chimie-oxime a été exploitée à conjuguer protéines sur l'échelle du nanomètre caractéristiques. Poly (Boc-amino-oxy tétra (éthylène glycol) méthacrylate) a été synthétisé par polymérisation radicalaire. Le polymère a été modelée sur des plaquettes de silicium en utilisant un écrivain faisceau d'électrons. Élimination de l'acide trifluoroacétique des groupes Boc à condition que la fonctionnalité aminooxy désiré. De cette manière, les modèles de carrés concentriques et des formes bowtie contigus ont été fabriqués avec de 150 à 170 nm de large caractéristiques. Ubiquitine modifié à l'extrémité N-terminale avec un groupe α-cétoamide et N (ε)-lévulinyle lysine-modification albumine de sérum bovin sont ultérieurement conjugués à l'nanomotifs polymère. L'immobilisation des protéines a été confirmée par microscopie à fluorescence. Des études de contrôle sur les surfaces protégées et en utilisant des protéines présaturé avec O-méthoxyamine a indiqué que l'attachement a eu lieu par l'intermédiaire d'une formation de liaison oxime.
Cardiomyogenesis Humaines Et De La Nécessité D'une Analyse De Biologie Des Systèmes
Les maladies cardiovasculaires demeurent la principale cause de décès dans le monde occidental et l'infarctus du myocarde est l'une des facettes principales de cette maladie. La naturelle limitée auto-renouvellement des blessures musculaires qui suit cardiaque et l'offre restreinte de transplantations cardiaques a encouragé les chercheurs à étudier d'autres moyens pour stimuler la régénération de myocarde lésé. La plasticité des cellules souches vers multiples lignées offre la possibilité de réparer le cœur suite à une blessure. Les cellules souches embryonnaires ont été largement étudiés pour leur capacité à se différencier en cardiomyocytes début, cependant, la voie n'a été que partiellement définies et l'efficacité insuffisante limite leur applicabilité clinique. Certaines études ont montré cardiomyogenesis de cellules souches mésenchymateuses adultes, à partir de la moelle osseuse à la fois et le tissu adipeux, mais leur voie de différenciation reste très peu détaillée et ces résultats restent controversés. Malgré des résultats prometteurs en utilisant des cellules souches dans des modèles animaux de lésions cardiaques, les mécanismes d'entraînement derrière leur différenciation vers le bas une voie cardiomyogénique n'ont pas encore été déterminée. Actuellement, il ya un manque d'informations concernant cardiomyogenesis sur le plan systémique. Tige résultats de la différenciation de cellules provenant de plusieurs paramètres de signalisation d'exploitation dans un modèle strictement réglementée spatio-temporelle. Enquêter ce phénomène à partir d'un point de vue biologie des systèmes pourrait dévoiler les mécanismes abscons de contrôle cardiomyogenesis qui nécessiterait autrement vaste de tests in vitro.
Modulation Des Propriétés Des Matériaux D'un échafaudage Décellularisé Myocarde Matrice
Matériaux injectables offrent un potentiel de traitement minimalement invasive pour l'infarctus du myocarde (MI), soit comme un échafaudage ou acellulaire comme véhicule de livraison cellule. Un hydrogel matrice récemment mis au point du myocarde, provenant de tissus de décellularisé ventriculaire porcine, a le potentiel pour aider à la réparation cardiaque après un IM. Ici, nous avons décidé d'étudier les effets de la réticulation de la rigidité hydrogel cardiaque, propriétés de dégradation, la migration cellulaire, et injectabilité cathéter in vitro. Réticulation rigidité accrue, tout en ralentissant la dégradation et la migration cellulaire à travers les gels. En outre, le matériau réticulé a été poussé à travers un cathéter cliniquement pertinente. Ces résultats démontrent que les propriétés du matériau de la matrice du myocarde peut être réglée via la réticulation, tout en conservant une viscosité appropriée pour injectabilité cathéter.
Patient-patient Variabilité Autologues échafaudages Matrice Péricardiques Pour La Réparation Cardiaque
La poursuite des thérapies alternatives pour le stade terminal d'insuffisance cardiaque post-infarctus du myocarde a conduit à l'élaboration d'une variété de matériaux dans les gélifiants in situ pour être utilisé comme échafaudages cellulaires ou acellulaires pour la réparation cardiaque. Précédemment, un protocole a été établi pour decellularize péricardique humain et porcin et traiter la matrice extracellulaire (ECM) en une forme injectable. Les gels obtenus ont été trouvés à retenir les composants de la matrice extracellulaire native; infiltration de cellules a été facilitée in vivo, et la néovascularisation a été observé par 2 semaines. Cependant, l'affirmation selon laquelle une forme injectable de tissu péricardique humaine pourrait être un échafaudage potentiellement autologue pour l'ingénierie tissulaire du myocarde nécessite une évaluation de la variabilité du patient à patient. Avec ce travail, sept péricarde humain à des fins démographiques pertinentes sur le patient sont transformés en matériaux de matrice injectables que le gel lorsqu'elle est amenée à des conditions physiologiques. Les matériaux obtenus sont comparés en ce qui concerne leur composition de protéines, la teneur en glycosaminoglycane, dégradation in vitro, in vivo dans la gélification, et microstructure. Il est observé que la teneur en collagène diminuée dans un sous-ensemble d'échantillons empêche la gélification in vitro, mais pas dans la gélification in vivo à des concentrations inférieures ECM. La structure est similaire fibreux et poreux à travers tous les échantillons, ce qui implique l'infiltration de cellules peut être de la même facilité. La composition biochimique caractérisé par spectrométrie de masse tandem est comparable; de base des composants ECM sont conservées dans tous les échantillons, et la présence d'une grande variété de protéines de la MEC et des glycoprotéines de démontrer le maintien de la complexité biochimique post-traitement. Il est conclu que la variabilité au sein de l'homme des échantillons de tissus péricardiques ne les empêche pas d'être transformé en échafaudages injectables, par conséquent, le tissu péricardique offre une source prometteuse comme un autologue, injectable échafaudage biomatériau.
Augmentation De L'infarctus épaisseur De La Paroi Par Un Matériau Bio-inerte Est Insuffisante Pour éviter Les Effets Négatifs Remodelage Ventriculaire Gauche Après Infarctus Du Myocarde
Plusieurs matériaux injectables ont été montré à préserver ou à améliorer la fonction cardiaque ainsi que de prévenir ou de ralentir ventriculaire gauche (VG) post-infarctus du myocarde (MI). Toutefois, il n'est pas clair quant à savoir si il est le support structurel ou de la bioactivité de ces polymères qui conduisent à des effets bénéfiques. Ici, nous examinons comment passive amélioration structurelle de la paroi LV par une augmentation de l'épaisseur de paroi affecte la fonction cardiaque post-infarctus en utilisant un bio-inerte, non-dégradable polymère synthétique dans un effort pour mieux comprendre les mécanismes par lesquels les matériaux injectables affectent le remodelage du VG .
Matrice Décellularisé Cerveau De Porc Pour La Culture Cellulaire Et échafaudages Génie Tissulaire
La matrice extracellulaire (MEC) joue un rôle important en influençant le comportement cellulaire comme l'attachement, la différenciation et la prolifération. Cependant, dans la culture classique et les stratégies d'ingénierie tissulaire, les protéines individuelles sont fréquemment utilisés, qui ne reproduit pas le microenvironnement complexe extracellulaire observés in vivo. Dans cette étude nous présentons une méthode pour decellularize tissu cérébral en utilisant des détergents. Cette matrice est le cerveau décellularisé riche en glycosaminoglycanes et contient du collagène I, collagène de type III, le collagène IV, collagène V, du collagène VI, perlecan, et de la laminine. Par traitement ultérieur du matériau en une forme liquide, la matrice cerveau peut être utilisé comme un revêtement de culture cellulaire. Les neurones dérivés de l'homme cellules souches pluripotentes induites étalées sur les marqueurs cérébraux express matrice neuronales et d'assumer la morphologie neuronale. En outre, le même matériau peut potentiellement être utilisé comme un échafaudage pour l'ingénierie tissulaire comme il remonter lors de l'injection in vivo pour former un gel. Ainsi, notre travail démontre la capacité du cerveau à utiliser ECM décellularisé pour la culture cellulaire et les applications d'ingénierie tissulaire.
Propriétés Des Matériaux De Couture D'une Matrice Extracellulaire Hydrogel Nanofibrous Dérivé
Dans le tissu natif, l'interaction entre les cellules et la matrice extracellulaire (ECM) est essentiel pour la migration cellulaire, la prolifération, la différenciation, la stabilité mécanique, et la signalisation. Il a été démontré que les ECM décellularisées peuvent être traitées dans des formulations injectables, ce qui permet pour la livraison mini-invasive. Lors de l'injection et l'augmentation de la température, ces matériaux s'auto-assemblent en des gels poreux formant un réseau complexe de fibres ayant une structure nanométrique. Dans cette étude nous avons cherché à examiner et à adapter les propriétés matérielles d'un hydrogel auto-assemblage ECM dérivé de porc du myocarde tissus, ce qui a été développé comme un tissu spécifique injectable échafaudage pour l'ingénierie tissulaire cardiaque. L'impact des paramètres de gélification sur ECM hydrogels n'a pas été explorée auparavant. Nous avons examiné comment le pH de modulation, température, force ionique et la concentration de l'architecture affectée échelle nanométrique, les propriétés mécaniques, et la cinétique de gélification. Ces caractéristiques matérielles ont été évaluées en utilisant la microscopie électronique à balayage, rhéométrie, et spectrophotométrie, respectivement. Depuis la principale composante de la matrice du myocarde est le collagène, de nombreuses similitudes entre l'hydrogel ECM et des gels de collagène ont été observées en termes de la structure nanofibrous et modulation des propriétés en modifiant la force ionique. Cependant, la variation à partir de gels de collagène a été noté pour la température de gélification avec temps variées et de taux de gélification. Ces écarts par rapport aux collagène sont probablement dues à la présence de composants ECM autres dans l'hydrogel ECM décellularisé base. Ces résultats montrent comment les propriétés des matériaux d'hydrogels ECM pourrait être adapté pour l'avenir in vitro et in vivo applications.
Biomatériaux Pour Le Traitement Des Infarctus Du Myocarde Une Mise à Jour De 5 Ans
Le premier examen sur les biomatériaux pour le traitement de l'infarctus du myocarde (MI) a été écrit en 2006. Au cours des 5 dernières années, les approches générales pour le traitement de l'IM et biomatériau après remodelage ventriculaire gauche restent les mêmes, à savoir, les restrictions du ventricule gauche, patchs épicardiques et des thérapies injectables. Néanmoins, il ya eu des développements importants dans ce domaine, y compris l'avancement des thérapies de biomatériaux à grands animaux études pré-cliniques et, plus récemment, aux essais cliniques. Cette revue se concentre sur les progrès réalisés dans le domaine des traitements cardiaques biomatériaux pour l'IM au cours des 5 dernières années.
Antibactérien Et Cell-adhésive Polypeptide Et Poly (éthylène Glycol) Hydrogel Comme Un Potentiel D'échafaudage Pour La Guérison Des Plaies
L'idéal cicatrisation échafaudage doit fournir les propriétés physiques et mécaniques appropriées pour empêcher une infection secondaire, ainsi que d'un environnement physiologique excellente pour faciliter l'adhérence cellulaire, la prolifération et / ou la différenciation. Par conséquent, nous avons développé une synthèse de cellules-adhésif hydrogel polypeptide ayant une activité antibactérienne intrinsèque. Une série de polypeptides, les poly (Lys) (x) (Ala) (y) (x + y = 100), avec hydrophobicité variée par l'intermédiaire d'un métal libre par ouverture de cycle de polymérisation de NCA-Lys (Boc) et NCA-Ala monomères ( NCA = N-carboxylique l'anhydride) médiée par l'hexaméthyldisilazane (HMDS) ont été synthétisés. Ces polypeptides sont réticulés avec du polyéthylène glycol 6-bras (PEG)-amide d'succinimidyle glutarate (SSG) (M (p) = 10K) pour former des hydrogels avec un temps de gélification de cinq minutes et un module de stockage (G ') de 1400 -3000 Pa tel que caractérisé par rhéométrie. L'hydrogel formé par réticulation d'un poly (Lys) (60) (Ala) (40) (5 en poids.%) Et la 6-bras PEG-SSG (16 en poids.%) (Gel-III) exposée adhérence cellulaire et de la cellule des activités de prolifération supérieures à d'autres hydrogels polypeptide. En outre, Gel-III affiche une activité antibactérienne significative contre Escherichia coli JM109 et Staphylococcus aureus ATCC25923. Ainsi, nous avons développé un roman, une cellule-adhésif hydrogel avec une activité antibactérienne intrinsèque comme un potentiel d'échafaudage pour la cicatrisation cutanée.
