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可注射药物加载超分子凝胶局部导管注入猪心
可注射药物加载超分子凝胶局部导管注入猪心
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JoVE Journal Bioengineering
An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

可注射药物加载超分子凝胶局部导管注入猪心

Full Text
18,038 Views
10:28 min
June 7, 2015

DOI: 10.3791/52450-v

A. C. H. Pape*1, Maarten H. Bakker*1, Cheyenne C. S. Tseng2, Maartje M. C. Bastings1, Stefan Koudstaal2, Pierfrancesco Agostoni2, Steven A. J. Chamuleau2, Patricia Y. W. Dankers1

1Institute for Complex Molecular Systems, Department of Biomedical Engineering, Laboratory of Chemical Biology,Eindhoven University of Technology, 2Department of Cardiology, Division Heart and Lungs, Interuniversity Cardiology Institute of the Netherlands (ICIN),University Medical Center Utrecht

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

基于脲基嘧啶酮的水凝胶超分子允许完全控制宏观凝胶特性和使用pH值溶胶 - 凝胶开关行为。在这里,我们提出了一个协议,通过直接局部递送相关领域中的猪心脏的导管输送系统制定和注射这种超分子水凝胶。

该程序的总体目标是使用长而灵活的导管将载药的超分子水凝胶注射到梗塞的猪心脏中。这是通过首先准备水凝胶制剂,然后准备所需的药物来实现的。第二步是研究水凝胶的性质和体外环境中的药物释放速率。

然后在心肌梗死 4 周后,使用从心内膜表面采集的数据点制作猪左心室的机电图。然后,所谓的冬眠心肌被靶向用载药的水凝胶进行局部注射。这种方便的配方和应用程序可以发现心肌梗死等的新疗法。

与现有的经皮入路(如冠状动脉内积液)相比,该技术的主要优点是一,水凝胶的导管应用,二是治疗计划的可能性,这使我们能够将导管引导到感兴趣的区域。这种方法可以帮助回答心肌梗死研究和治疗中的关键问题,例如注射机械支撑材料的潜在优势和持续局部药物递送的有效性。这项技术的影响延伸到我们的治疗和心肌梗塞,因为机电标测可以识别梗塞区域,随后引导的部位特异性注射水凝胶可以进行局部药物输送。

一般来说,个人知道这种方法会很困难,因为这种技术需要实用技能,在监测稳定性参数的同时,需要导管的细微运动。该方法的目视演示至关重要,因为两种制剂都是载药 IDE 凝胶。通过导管进行反注射是具有挑战性的程序,如果没有经验就很难执行 在准备中配制 10% 重量比的水凝胶毫升。

首先将 100 毫克水凝胶溶解在 pH 值为 11.7 的 900 微升 PBS 中。如果水凝胶是为注射到动物体内而配制的,则所有步骤都应戴手套进行。然后将水凝胶在 70 摄氏度的 PBS 中搅拌一小时。

溶液冷却后,检查 pH 值。应该是 9 点左右。该解决方案可有效保存几天。

现在将感兴趣的药物或分子移液到溶液中,让它搅拌 10 分钟,以防水凝胶被注射到动物体内。通过对溶液进行紫外线消毒一小时来完成制备。文本协议回顾了如何分析水凝胶。

首先,为 24 孔板准备一个塑料悬挂的细胞培养小室,用香水覆盖其底部以防止泄漏。然后将 100 微升制备好的粘性溶液转移到插件中,并立即加入 1.4 微升 1 摩尔盐酸。pH 值将降至中性值,30 分钟后水凝胶将固化。

现在去除对位膜并将插入物放入孔板中,在 pH 值为 7.4 的 800 微升 PBS 中,用 PBS 加载空孔,并用封口密封板以减少蒸发。然后让板在 37 摄氏度下轻轻搅拌孵育。定期刷新 PBS 并通过水凝胶侵蚀和药物释放分析去除的 PBS 中释放的化合物。

演示该程序的将是来自 urich 的 Dr.Ton,他是一名介入心脏病专家。诱发心肌梗死 4 周后,计划机电标测程序并在导管室中设置系统。首先将外部参考贴片放在麻醉猪的背部,然后通过标准方案确保通过股动脉的血管通路。

要构建 LV 心内膜表面的机电图,请使用超低磁场能量源和传感器尖端导管。接下来,使用动力注射器在 25 度右前斜和 40 度左前斜视图中获得双平面左心室血管造影。使用这些视图来估计 lv 的大小。

现在给动物每公斤肝素 75 单位。然后在透视引导下将 8 号 French 标测导管通过降主动脉、主动脉弓和主动脉瓣推进到左心室。导管可以有 D 或 F 曲线。

然后将导管尖端对准左心室的顶点。要获取第一个数据,请继续收集流出道、外侧和后点的数据,以形成 3D 轮廓,定义心室的边界。接下来,将标测导管拖到心内膜上并依次拖动。

获取尖端与心内膜接触时的位置。最终,从所有心内膜节段收集数据。然后使用数据取出标测导管。

定义目标区域。这是电活动接近正常且机械运动受损的地方。用于心肌内注射的所谓冬眠心肌。

计划在 8 号法国导管中使用由 27 号针头和核心腔组成的注射导管来输送特定量。莲花注射器中加入大约 1 毫升的水凝胶溶液,并将其放入注射泵中,以确保心肌壁不被针头刺穿。根据近期超声心动图测量的心室最小壁厚进行调整。

将针伸长度调整为零度和 90 度。然后用水凝胶溶液填充系统中的死腔。接下来,将注射导管尖端穿过主动脉瓣并进入目标区域,以满足第一个注射标准。

即导管与 LV 壁的垂直度。其次,它必须具有由 EMM 系统计算的出色回路稳定性。第三,目标区域必须具有至少 6.9 毫伏的底层电压。

如果满足这些标准,则将针头推进心肌。现在,检查第四个标准。必须有左心室的室性早搏。

在满足所有标准的情况下,以恒定速率注射 0.1 至 0.3 毫升水凝胶。在 6 到 10 个不同的位置重复注射,这些位置尽可能分散,以便水凝胶起到药物输送系统的作用。侵蚀必须发生,逐渐释放出小药吡非尼酮和荧光蛋白,并研究了红宝石二。

在体外,小药在一天内释放,而像 M 红宝石 2 这样的大分子在一周内释放。没有明显的大分子爆发释放来定位药物注射的目标区域。实时 3D 心肌标测用于创建左心室的重建。

它在渐变色标上连续显示为电压电位,然后将其调整到选定的阈值。局部线性缩短或 LLS 函数通过获得收缩期和舒张末期样本部位与相邻点之间距离的平均变化来量化局部室壁运动。然后为每个段计算这些值并显示在极坐标图中。

梗塞区域的特征是机械敏感性受损或 LLS 值低于 4%,并且它们的特征是异常或低单极电位,小于 6 毫伏一旦掌握,这项技术可以在一个半到两个小时内完成 在执行此程序时。正确计划并让经验丰富的团队遵循此程序非常重要。可以实施治疗的变化来回答其他问题,例如最佳水凝胶配方、所需的药物释放速率和不同类型药物的有效性。

看完这个视频,你应该对如何配制载药的超分子水凝胶以及如何仔细计划和执行机电标测和心肌间注射程序有一个很好的了解。不要忘记,与猪等实验动物一起工作需要实验委员会的批准,并应根据当地的福利法规进行。

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生物工程 100期 超分子聚合物 凝胶 注射导管 药物传输 pH值switchability 猪模型

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