Summary
Här presenterar vi ett protokoll för Invivo validering av hydrogel-baserade cellterapi, illustrerad av exemplet av ötransplantation. h-Omental Matrix Islet fyllning (målsökande) implantation tillåter implantation av en cell-hydrogel blandning mellan omental skikten, nära blodkärl, att maximera engraftment i en ordentlig metabola miljö.
Abstract
Regenerativ medicin baserat på cellterapi representerar ett nytt hopp för att bota sjukdomen. Nuvarande hinder inkluderar korrekt i vivo validering av effektiviteten av behandlingen. För överföring till det mottagande organet behöver celler ofta kombineras med biomaterial, särskilt hydrogels. Validering av effekten av sådana ett transplantat kräver dock rätt miljö, den högra hydrogel och webbplatsen rätt mottagare. Omentum kanske sådan webbplats. Baserat på exemplet av ötransplantation utvecklat vi den målsökande (h-Omental Matrix Islet fyllning) teknik, som består av injektion av graften inuti vävnaden, mellan de omental lager för att förbättra holme implantation och överlevnad. För att uppnå detta, måste holmar vara inbäddade i en hydrogel med en viskositet som gör att dess injektion med en atraumatiska kanylen. Sprutor är laddade med en kombination av hydrogel och holmar. Flera injektioner utförs inuti den omental vävnaden på olika startpunkter och nedfall av Holmen/hydrogel blandningen görs längs en linje. Vi testade genomförbarheten av denna innovativa metod med dextran pärlor. Pärlor var väl spridda omental vävnad, i nära närhet till blodkärlen. För att testa effekten av transplantat, vi transplanteras holmar i diabetiska råttor och utför en metabolisk uppföljning över två månader. De transplanterade holmarna uppvisade en hög grad av re vaskularisering runt och släpper holmar och vände diabetes. Den målsökande tekniken kunna tillämpas för andra typer av hydrogel eller cell terapi, för celler med höga metaboliska aktiviteten.
Introduction
Cellterapi är ett hett ämne, eftersom det syftar till att bota sjukdomar baserat på den regenerativ medicinen. Biologiska material-assisted cellterapi har alltmer studerats under de senaste åren, särskilt eftersom cellen implantation ofta kräver en bärare för överföring av celler från kultur skålen till mottagaren. Biomaterial ställningar är potentiellt värdefulla cell bärare som uppfyller flera roller1. Behöriga bärare bör skydda celler från mekaniska spänningar och ge god tillväxt villkor, såsom viktiga tillväxtfaktorer, metaboliska avfall utsöndring, utbyte av näringsämnen och syre2.
Bland de olika typerna av biomaterial används i cellterapi, har hydrogeler många fördelar. De är biokompatibla, biologiskt nedbrytbar, enkel att hantera, och underlätta syre diffusion3. Dessutom tillåter dagens teknik användning av hydrogeler för att hjälpa cellerna överleva och engraft med, till exempel tillskott med tillväxtfaktorer eller extra-cellulära matrix proteiner4.
Hydrogel bärare som innehåller stamceller kan injiceras som behandlingar, e.g., bone regeneration5 och nervsystemet sjukdom6. Implantation av metaboliskt aktiva celler behövs. In vitro-validering av metoden är möjligt, återstår verktyg och tekniker för Invivo validering förfinas.
Cell- och hydrogel transplantation kan enkelt utföras genom subkutan injektion när biokompatibilitet tester utförs. Detta subkutan lokalisering är dock inte optimal, huvudsakligen i form av venös dränering7när ympade celler är tänkta att reglera systemisk faktorer av sin metaboliska verkan. Därför finns det inga aktuella verktyg för att snabbt, säkert och effektivt utvärdera de positiva effekterna av en hydrogel. Baserat på exemplet av ötransplantation, som kräver att hormoner att släppas in i blodomloppet från graften svar på blodsockernivåerna, utvecklat vi en ny metod för cell/hydrogel implantation Invivo.
Det första steget var att identifiera en acceptor transplantation webbplats, som kan acceptera en hydrogel med celler. Omentum erbjuder ett stort utrymme för implantation, är mycket plast, och dess täta vaskularisering kombinerat med inställningen intraperitoneal är intressant för att studera celler som har hög metabolisk aktivitet8. Vi behövde nästa upprätta en kirurgisk teknik som möjliggör överföring av cellerna och hydrogel i omentum. Inspirerad av den kroppseget fett används i plastikkirurgi9, vi utvecklat h-Omental Matrix Holmen fyllning (målsökande) tillvägagångssätt. Holmar inbäddade i hydrogel injiceras inuti omental vävnaden. Tekniken också syftar till att ge maximal engraftment genom att utnyttja flera nedfall av cellen och hydrogel blandningen i omental vävnaden, där det stora antalet blodkärl också förbättrar transplantat syresättning.
I föreliggande studie beskriver vi en enkel och innovativ teknik för holme implantation mellan omental ark, släpper fettvävnad närmast av blodkärlen. Denna består av mikro-invasiv kirurgi, som kunde slutföras under laparoskopi, med injektion av holmar som ingår i en hydrogel i fettvävnad. Denna teknik är enkelt tillämpas på alla kombinationer av hydrogel och cell som måste testas i en i en metaboliskt funktionell miljö.
Protocol
Alla djurförsök har utförts enligt riktlinjerna som National Institutes of Health, med tillståndsnummer: AL/60/67/02/13.
1. mottagarens förberedelse
-
Kemiskt framkalla diabetes hos mottagaren råttor.
- Injicera 75 mg/kg av streptozotocin (STZ, i sterila 0,1 M citratbuffert, pH 4) intraperitonealt till råttor10.
Obs: Transplantation i studierna användes 6 veckor gamla Lewis stam råttor, väger 150-190 g. - Kontrollera status för diabetes av dagliga blod glukos mätningar under de första fyra dagarna. Injicera långverkande insulin 6 U/dag subkutant när råttor uppvisar glycemia över 2 g/L för att förebygga diabeteskomplikationer och viktminskning, tills insulin pellet implantation.
- Inkludera råttor i kohorten när två åtgärder av svans ven blodglukos är > 4-5 g/L för 2 dagar, och C-peptid nivån är < 200 pM. Mäta glycemia med en Glukometer och C-peptidemia genom en enzymkopplad immunadsorberande analys (ELISA).
- Implantat under huden pellets på insulin (se 1.2).
Obs: Kronisk insulinbehandling tillåter bättre glycemia förordning och undviker diabeteskomplikationer (vilket förvärra oxidativ stress på webbplatsen transplantation)11. Dessutom bevarar terapin diabetiker staten tillsammans med en normal tillväxtkurva (utan vanliga viktminskning observerades hos en diabetiker djur). Detta kan resultera i en större omental fett pad, som är idealisk för att genomföra transplantation.
- Injicera 75 mg/kg av streptozotocin (STZ, i sterila 0,1 M citratbuffert, pH 4) intraperitonealt till råttor10.
-
Implantation av insulin pellets
- Söva den råtta som använder gas anestesi (3% isofluran i 500 mL/min O2) och placera råtta i liggande position.
- Kontrollera anestesi status genom att kontrollera avsaknad av reflex (paw klämmande). Rengöra halsen använder povidon jod, och raka området med ett rakblad. Applicera povidon jod igen och låt den stå i 3 min.
- Plats 1,5 insulin pellets (3 enheter (U) / 200 g råtta) i en 1:5 utspädda povidon-jodlösning att sterilisera pellets. Pierca nacken huden med hjälp av en 16 G troakaren och infoga pelleten med möblerad guide och mandrängen. Hämta guide och mandrängen och sy en enda punkt. Använd povidon jod för att rengöra sömmen.
Obs: Ingen postoperativ smärtlindring var nödvändigt eftersom ingripandet var jämförbar med en subkutan (SC). - Låt råttan återhämta sig från anestesi och säkerställa att råttor har tillgång till mat för att undvika hypoglykemi.
- Mäta effektiviteten i pellet genom att mäta glykemi minskning efter implantationen.
- Kontrollera pellet effektivitet genom att övervaka glycemia nivå varje vecka under 1 månad.
- Inkludera råttor i kohorten när ett mått på svansen ven C peptid i blodet upprätthålls under 200 pM 1 månad efter insulin pellet implantation.
Obs: Det är obligatoriskt att utvärdera djur vid baslinjen innan transplantation och att bekräfta deras diabetiska tillstånd att kontrollera C-peptid nivåer. Låg C-peptid regenerering alltid inträffar under uppföljning. Den lägsta C-peptidemia är indikativt för lägsta regenerering.
2. hOMING: Intra-omental Matrix Islet fyllning
-
Holme-matrix blandningsförberedelsen.
- Förbereda den trögflytande holme transportören i en LAF. Lös upp alginat pulver i steril fosfatbuffrad Koksaltlösning vid en koncentration på 1,5%. Sterilisera utarbetandet av passage genom ett 0,22 µm filter. Förbereda 400 µL per mottagare.
Obs: Någon form av hydrogel med en viskositet som är lämplig för injektion genom en 21 G nål kan användas. - Isolera holme från friska Lewis råttor (200-250 g) som tidigare beskrivits12.
- Räkna holme nummer i holme ekvivalenter (IEQ) (en IEQ anses motsvara en bukspottskörteln holme med en diameter på 150 µm)13.
- I en LAF, förbereda alikvoter av 7660-holme motsvarande (IEQ) i en 1,5 mL tub.
- Tvätta holmar portioner med 500 µL av CMRL (Connaught medicinska forskningslaboratorier) medium fritt fetalt bovint serum.
- Pellet holmar genom centrifugering (2 min vid 500 x g och 4 ° C). Kassera supernatanten.
- Tillsätt 150 µL av alginat hydrogel bärare över kobbar och skär, blanda omsorgsfullt genom pipettering upp och ned och placera mixen på is.
- Förbereda en atraumatiska 21 G nål och en 1 mL spruta utan död volym av lastning 150 µL av Tom alginat i sprutan.
- Fyll sprutan med blandningen av holmar och alginat (150 µL, totalvolym 300 µL). Håll sprutan på is.
- Förbereda den trögflytande holme transportören i en LAF. Lös upp alginat pulver i steril fosfatbuffrad Koksaltlösning vid en koncentration på 1,5%. Sterilisera utarbetandet av passage genom ett 0,22 µm filter. Förbereda 400 µL per mottagare.
-
Kirurgiskt ingrepp
- Sterilisera kirurgiska instrument med kall sterilisering (2% Steranios för 20 min).
- Söva råtta med isofluran anestesi och placera råtta i liggande position.
- Raka nacken med hjälp av ett rakblad och sterilisera området med povidon jod. Låt det jod som står för 3 min.
- Gör ett snitt med en skalpell och ta bort 1,5 insulin pellets med pincett. Nära huden med hjälp av en eller två enda söm punkter. Ta inte bort råttan från anestesi.
Obs: Efter 1 månad, kan pelleten vara spröda som några fibrotisk vävnad kan Linda som pelletar; Använd sax för att korrekt dissekera den. - Placera råtta i ryggläge. Raka och sterilisera (med povidon jod) peritoneal området. Låt det jod som står för 3 min.
- Skapa en 1,5 cm laparotomi strax under bröstbenet med en skalpell. Placera våt-steril gasbinda runt området anskäras.
- Identifiera de omentum som är fettet pad lokaliserade intill magen. Använd tången för att noggrant fånga omentum, dra försiktigt ut det ur i bukhålan och sprida det på gasväv.
Obs: Omental vävnaden sträcker sig från mjälte till tolvfingertarmen och fäster på dess mittpunkt till magen. Den normala omentum av diabetiska råttor som får insulinbehandling med är cirka 2 cm² när sprids på gasväv. - Hydrate omental vävnaden väl med 2 mL före värmde 37 ° C steril koksaltlösning. Använd små böjda pincetten för att manipulera vävnaden och penetrera omental kanten med nålen mellan omental lager. Stick in nålen helt.
- Starta injektionen holme preparatets långsamt och försiktigt flytta nålen bakåt för att injicera holmarna på flera ställen (som linjer). Innan drar nålen, se till att hydrogel har slutat spännande nålen för att undvika förlust av spridda kobbar och skär.
- Upprepa denna manipulation att injicera hela innehållet i sprutan med olika startpunkter för att distribuera holmarna i hela omental vävnaden.
Obs: Hos råttor behövs vanligtvis fyra till fem injektioner. - Kontrollera att holmar inte är grupperade i sprutan i slutet av injektionerna.
Obs: Om några holmar är fortfarande synliga, är det möjligt att ta ut nålen från sprutan och fyll sprutan direkt med 100 µL av Tom hydrogel återansluta nålen. En andra omgång injektion kan göras för att spola ut de återstående holmarna. - Använd steril koksaltlösning igen för att återfukta den omental vävnaden och väggen i laparotomi. Använd tången för att noggrant ersätta omentum i bukhålan.
- Injicera 2 mL före värmde steril koksaltlösning i bukhålan att rehydrera råtta.
- Stäng muskel väggen med en kontinuerlig tråd sutur. Sedan sy kutan lagret med enstaka stygn punkt (punkt-för-punkt).
- Injicera meloxikam (1,5 mg/kg) subkutant som ett smärtstillande medel för 5 dagar en gång om dagen.
- Placera råtta i en bur på en värmedyna tills återhämtning från anestesi. Upprepa proceduren för alla mottagare råttor.
- Mäta blodsockret efter transplantation varje dag. Om glycemia är > 2 g/L, injicera 6 U av långverkande insulin subkutant en gång dagligen.
- Bedöma transplantatfunktion glycemia och c-peptidemia övervakning över 1 eller 2 månader.
Obs: I fall av lyckade transplantationen, glycemia bör stabiliseras inom 2-5 dagar efter transplantation och råttor kan tas av insulin.
3. omental Graft Explantation
Obs: Detta förfarande kommer att tillåta bekräftelse av bra transplantatfunktion. Efter hämtning av en funktionell transplantat, bör råttor återvända till en diabetiker stat. Detta steg utförs efter 1 eller 2 månader av metabola uppföljning.
- Söva råtta med gas anestesi och placera den i ryggläge.
- Raka området peritoneal och sterilisera den med povidon jod för 3 min.
- Skapa en 1,5 cm laparotomi strax under bröstbenet med en skalpell. Placera våt-steril gasbinda runt området anskäras.
- Identifiera de omentum, som ligger intill magen. Använd tången för att försiktigt sprida det på gasväv.
- Använd sax för att punktskatt i omentum. Starta från den del som följer på bukspottskörteln svansen (bredvid mjälte). Om blödning uppstår, Använd torr steril gasbinda för att stoppa den.
- Fortsätta excision längs den delen kopplade till magen och hämta omentum.
Obs: På den här platsen, kan gastroepiploic artärer (figur 1) orsaka en stor mängd blödning om de skärs av misstag. Artär snitt är oundvikligt Hämta transplantat, men blödning kan hanteras med pincett och gasväv. Om en oavsiktlig skära händer, komprimera ordentligt med torr gasbinda och behålla kompressionen för minst 1 min. Blödningen ska sluta. Om inte, Använd klipp eller Använd en elektrisk bistoury för att bränna fartygen.
Figur 1: Omental artär distribution. För omentum transplantat explantation representeras det kritiska området består av gastroepiploic artärer i blått. Under resektion av denna del av omental vävnad måste uppmärksamhet ägnas till avsnittet höger gastroepiploic artär. Komprimering, ligatur eller bränning kan användas för att begränsa blödning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
- Kontrollera om någon blödning kvarstår. Om inte, injicera 2 mL före värmde koksaltlösning, stänga råtta och bearbeta enligt beskrivningen ovan.
Explanterad djur återgå till en diabetiker tillstånd. Insulininjektionen (6 U/SC/dag) är sedan obligatoriskt att garantera djurens välbefinnande. - Euthanize råtta 10 till 12 dagar efter explantation med en överdos av pentobarbital (182,2 mg/kg).
4. histologisk analys: Hematoxylin och Eosin färgning
- Fixa de Hämtad omenta använder 4% paraformaldehyd (PFA) och bädda in i paraffin.
- Skär avsnitt 4 µm i tjocklek och tillämpa hematoxylin och eosin fläcken för morfologisk utvärdering av transplantatet.
5. statistisk analys
- Bestämma statistisk signifikans med statistisk analysprogramvara och upprepade mätningar variansanalys (ANOVA) med Tukeys ärlig betydelse skillnaden test som en post hoc-test. Representera p värden som: *p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001.
Representative Results
Målsökande metoden tillåter att undvika intravaskulär implantation och förlossningen av holmar i en orgel. En maximal tid för 8-10 min krävs för hela holme implantation förfarandet, inbegripet anestesi, som en tidslinje som är jämförbar med klassiskt levertransplantation.
För att studera hur holmar är fördelade inuti omental vävnaden, transplanterades dextran pärlor målsökande metoden (figur 2). En dag efter implantation, råttor offrades och omental vävnader hämtades för histologisk analys. Hematoxylin och eosin färgning avslöjade en enhetlig fördelning av pärlor i hela vävnaden (figur 2längst ned till höger). Mycket ofta, pärlor var nära blodkärl och var väl implanterade i fettvävnad. Omedelbart efter implantation uppstår en inflammatorisk reaktion runt pärlorna, vilket resulterar i vävnad rearrangement att kapsla kobbar och skär i vävnaden.
Figur 2: Beskrivning av målsökande teknik och pärla distribution via omental vävnaden en dag efter implantation. (A) Illustration av den målsökande tekniken. Efter orgel exponering (en, vänster) injicerades holme-hydrogel mixen (ersattes här av blå-färgade dextran pärlor för bättre visualisering) noggrant i vävnaden med en atraumatiska kanylen (en, mitten). Pärlor som implanteras i vävnaden är synlig (A, höger). (B) Hematoxylin och eosin färgning av omentum explanterad 1 dag efter pärla injektion. Pärlor finns i vävnaden med en enhetlig fördelning. Skalstapeln = 100 mm. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.
För att validera denna teknik, vi utfört syngena studier med Lewis råttor (n = 8). Diabetiska råttor som fick holme transplantationer (7660 holme motsvarande, IEQ) per kg råtta kroppsvikt med hOMING övervakades under glycemia och C-peptidemia i två månader. Glycemia kontrollerades av implantation av insulin pellet (som intygar att den första nedgången i glycemia observerats i figur 3A). Transplantatfunktion återspeglades av glycemia av cirka 2 g/L och C-peptidemia > 500 pM. Före transplantationen, råttor var diabetiker (glykemi > 5 g/L och C-peptidemia < 200 pM). Efter transplantation och insulin pellet hämtning, glycemia underhåll och normalisering observerades bara 3 dagar efter hOMING transplantation och upprätthölls tills graften hämtning (p < 0,05 jämfört med före transplantation nivåer). Efter omental explantation, glycemia ökade igen till nivån före transplantationen, intygar att funktionaliteten i holmar som transplanterades av hOMING (figur 3A). C-peptidemia mönstret var exakt motsatsen, med låga till omätbara nivåer innan transplantat, följt av en ökning och underhåll på detta ökad nivå under hela studien (p < 0,05), och efter omental explantation, en minskning före transplantation nivåer (figur 3B). Analysen av de explanterad omentum med histologi visade mycket nytt simblåsa holmar, troligen till följd av deras närhet till blodkärl (figur 3 c).
Figur 3: två månaders metabola uppföljning av råttor som fick hOMING och transplantat bedömning. (A) Glycemia mätning och (B) C-peptid bedömning efter hOMING med alginat som en holme bärare (Tx: Transplantation och insulin pellet hämtning; Explantation: Explantation av omentum). Ympkvistar är funktionell, vilket framgår av underhåll av normoglycemia efter insulin pellet hämtning och ökning i C-peptidemia efter holme implantation. Grå skuggade områden representerar de minimum- och maximumvärde inspelade värdena vid varje tidpunkt. (C) Hematoxylin och eosin färgning av en omental avsnitt efter ö-transplantation med metoden målsökande. Holmarna är väl integrerad i vävnaden två månader efter implantation utan någon omgivande fibrotisk vävnad. Fartyg har vuxit runt och släpper holmar, som visas av pilarna, och således återställa helt holme funktion. Morfologi av holmarna verkar också väl bevarade. Skala barer = 50 µm. (n = 8) (*p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001 fastställs med hjälp av upprepade mätningar variansanalys (ANOVA) med Tukeys ärlig betydelse skillnaden test som en post hoc-test). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Discussion
Vissa kritiska steg kan lyftas fram i detta protokoll. Först, den person som utför operationen och manipulera vävnaderna måste delikat med fettvävnad, som den är bräcklig. Krossa eller skada omentum måste undvikas. Omentum, anrikas som en defensiv vävnad, i makrofager och andra leukocyter. Dessa immunceller kan aktiveras av överdriven manipulation och påverka negativt graften. För det andra är transplantat (holme-hydrogel blandning) lastning också kritisk. Den person som utför proceduren måste undvika döda volymer och måste ladda alla av hydrogel-holme blandningen in i injektion enheten. Omedelbart efter detta steg är en annan kritisk punkt själva injektionen. Injektionen måste utföras långsamt, med omsorg och varsamt. Sprutan måste blåsas genom den tomma hydrogel laddade från början för att hämta eventuella återstående holmar. För det tredje, suturering måste göras noggrant och i två steg. Muskulös planen bör vara sys först, utan för att suturera omentum med muskeln, och huden bör vara sys separat. Om explantation förfarandet för omental transplantat, bör särskild uppmärksamhet tas just nu när artärerna nära magen (gastroepiploic artärer) är anskäras. Det är viktigt att uppmärksamma eventuella blödningar som inträffar och stoppa dem före suturering djuret, eftersom någon ihållande blödning leder till djurs död inom några dagar.
Felsökning kan vara nödvändigt om mediet för att bära holmar; valet av hydrogel är upp till experimenter, så länge hydrogel är injicerbara. Användning av olika material kan resultera i variabel ympa funktion (med eller utan tillskott, till exempel). Den metod som beskrivs här har visat sin effektivitet för inert co stolpsättning material med en holme förhållandet 7660 IEQ/kg.
Denna metod kan begränsas av omental storlek och hydrogel boenden. För att använda en diabetiker gnagare modell, är insulinbehandling obligatoriskt före holme implantation att tillhandahålla tillräckliga ympning området. Diabetiker gnagare förlora en hel del vikt och fettmassa på grund av STZ-inducerad diabetes. Med tanke på de lilla väger djuren ingick i denna studie, är ympning i ett ännu mindre område inte möjligt.
Bevarande av ordentlig glycemia management (före transplantation med pellets och därefter använda långverkande insulin) är obligatoriskt. Här valde vi att bevara insulin pelleten fram till dagen för transplantation av flera skäl. Först, upprätthållandet av en god glykemisk kontroll avsevärt minskar oxidativ stress induceras av diabetes hos de mottagande organ, som kan vara skadliga för holme transplantat11 och tillåter fortsatt intensiv insulinbehandling och mottagaren beredning som observerats i kliniken12. För det andra, vi ville begränsa det maximala antalet anestesi förfaranden för råttorna. När det gäller genomförandet av insulinbehandling under metabola uppföljning med långverkande insulin, undvek systemet används massiva komplikationer på grund av glucotoxicity (som kan förstöra ympkvistar) och att bevara en ”riktig” glycemia värde.
För att övervaka transplantat effektivitet, är glycemia inte en relevant parameter i de första dagarna, om råttor får insulinbehandling med pellets. Det är därför kontrollera C-peptid nivån flera gånger tidigare att transplantera är obligatoriskt. Dessa tider finns i början av studien, att välja djur efter STZ injektion, och sedan bara före transplantation, för att säkerställa att råttor förblir diabetiker och att förnyelse är minimal.
Hydrogel är också viktig. Flytande hydrogel kommer att läcka ut från omental vävnad och högviskösa hydrogel kan inte injicerbara. Hydrogel viskositet och inmatningskapacitet har testas före användning, men det verkar nödvändigt att också testa materialet direkt genom utvärdering av holme eller en annan celler överlevnad in vitro. Här, kan holmar är mycket känsliga för syrebrist och användning av högviskösa bärare påverka syre diffusion.
När det gäller betydelsen av den metod som beskrivs här med avseende på befintliga metoder, har denna intra-vävnad transplantation teknik fördelar i termen av reproducerbarhet. Det är också atraumatiska för vävnaden och, på grund av dess extra vaskulär läge, undviker risker som blödning och trombos. Också, när man överväger ötransplantation, instant blod-medierad inflammatorisk reaktion är undvikas14. Dessutom tillåter hOMING omplantering holmar i en icke-vitala organ, till skillnad från transplantationen i levern, vilket innebär risker i form av leverfunktion15.
För att producera optimala prestanda, har en hydrogel kan anpassas till de celler som det kommer att fortsätta. Användning av tillväxtfaktorer eller specifika proteiner kan ha en positiv effekt på transplanterade celler16,17.
Avslutningsvis, kan denna teknik användas för Invivo validering av en hydrogel på olika celltyper, särskilt när en aktiva metaboliska miljö behövs, när det gäller holmar. Dessutom denna operationsteknik är tillämplig på flera program och kunde vara, i framtiden, snabbt överföras till människor, eftersom det enkelt kan utföras med laparoskopi.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete finansierades av Région Alsace, BioArtMAtrix-Pôle Alsace Biovalley-CQDM; 53/14/C1. Författarna är tacksam för att laget av Pr. Bruant-Rodier från Strasbourgs Hôpitaux Universitaires de hjälper till att utveckla denna innovativa teknik.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alginate (PRONOVA UP LMV) | Novamatrix | 4200206 | Hydrogel carrier |
| Atraumatic needle (Blunt) | B.Braun | 9180109 | |
| CMRL without FBS | Gibco | 11500576 | |
| C-peptide ELISA kit | Mercodia | 10-1172-01 | |
| Eosin | Leica Microsystems | 3801592E | |
| Ethilon 4/0 | Ethicon | F2414 | Surgical suture |
| Hematoxylin | Leica Microsystems | 3801562E | |
| Insulin pellets | Linshin | INS-B14 | |
| Isofluorane | Centravet | ISO007 | |
| Lantus (Insulin-Glargin) | Sanofi Adventis | Lantus SoloStar | Long acting insulin |
| Metacam | Boehringer Ingelheim | MET019 | Anti-inflammatory drug |
| NaCl (for saline 0.9%) | Sigma | 10112640 | |
| Needle 26 G | TERUMO | 050101B | |
| Oxygen | Linde | 2010152 | For isoflurane use |
| Sodium pentobarbital | Vetoquinol | Dolethal | For euthanasia |
| Steranios 2% | Anios | 11764046 | |
| Streptozotocin | Santa-Cruz | SC-200719A | |
| Syringe – Injekt-F | B.Braun | 9166017V | |
| Trocar & stylet (linshin) | Linshin | G12-SS | For pellet insertion |
References
- Bakhshandeh, B., et al. Tissue engineering; strategies, tissues, and biomaterials. Biotechnology & genetic engineering reviews. 33, 144-172 (2017).
- Lutolf, M. P., Gilbert, P. M., Blau, H. M. Designing materials to direct stem-cell fate. Nature. 462, 433-441 (2009).
- Slaughter, B. V., Khurshid, S. S., Fisher, O. Z., Khademhosseini, A., Peppas, N. A.
- Rice, J. J., et al. Engineering the regenerative microenvironment with biomaterials. Advanced healthcare materials. 2, 57-71 (2013).
- Bai, X., et al. Bioactive hydrogels for bone regeneration. Bioactive Materials. 3, 401-417 (2018).
- Allbright, K. O., et al. Delivery of adipose-derived stem cells in poloxamer hydrogel improves peripheral nerve regeneration. Muscle Nerve. , (2018).
- Van Der Windt, D. J., Echeverri, G. J., Ijzermans, J. N. M., Cooper, D. K. C. The Choice of Anatomical Site for Islet Transplantation. Cell transplantation. 17, 1005-1014 (2008).
- Zweifach, B. W., Lipowsky, H. H. Quantitative studies of microcirculatory structure and function. III. Microvascular hemodynamics of cat mesentery and rabbit omentum. Circ Res. 41, 380-390 (1977).
- Bruant-Rodier, C., Dissaux, C., Baratte, A., Francois Fiquet, C., Bodin, F.
- Schaschkow, A., et al. Extra-Hepatic Islet Transplantation: Validation of the h-Omental Matrix Islet filliNG (hOMING) Technique on a Rodent Model Using an Alginate Carrier. Cell transplantation. 27, 1289-1293 (2018).
- Schaschkow, A., et al. Impact of the Type of Continuous Insulin Administration on Metabolism in a Diabetic Rat Model. Journal of diabetes research. 2016, 8310516 (2016).
- Schaschkow, A., et al. Impact of an autologous oxygenating matrix culture system on rat islet transplantation outcome. Biomaterials. 52, 180-188 (2015).
- Kissler, H. J., et al. Validation of methodologies for quantifying isolated human islets: an Islet Cell Resources study. Clinical transplantation. 24, 236-242 (2010).
- Delaune, V., Berney, T., Lacotte, S., Toso, C. Intraportal islet transplantation: the impact of the liver microenvironment. Transplant international : official journal of the European Society for Organ Transplantation. 30, 227-238 (2017).
- Leitao, C. B., et al. Liver fat accumulation after islet transplantation and graft survival. Cell transplantation. 23, 1221-1227 (2014).
- Narang, A. S., Mahato, R. I. Biological and biomaterial approaches for improved islet transplantation. Pharmacological reviews. 58, 194-243 (2006).
- Alvarado-Velez, M., Pai, S. B., Bellamkonda, R. V. Hydrogels as carriers for stem cell transplantation. IEEE Trans Biomed Eng. 61, 1474-1481 (2014).
