Eine injizierbare and Drug belasteten supramolekulares Hydrogel für Lokale Catheter Injection in die Pig Herz

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein mit Wirkstoffen beladenes supramolekulares Hydrogel mit Hilfe eines langen, flexiblen Katheters minimalinvasiv in ein infarziertes Schweineherz zu injizieren. Dies wird erreicht, indem zunächst eine spätere Formulierung aus Hydrogel und das gewünschte Arzneimittel hergestellt werden. Der zweite Schritt besteht darin, die Eigenschaften des Hydrogels und die Geschwindigkeit der Wirkstofffreisetzung in einer In-vitro-Umgebung zu untersuchen.

Vier Wochen nach dem Myokardinfarkt wird dann eine elektromechanische Karte des linken Ventrikels des Schweins mit Hilfe von Datenpunkten erstellt, die von der Endokardoberfläche entnommen werden. Dann wird das sogenannte überwinternde Myokard gezielt mit medikamentenbeladenem Hydrogel lokal injiziert. Dieses praktische Formulierungs- und Anwendungsverfahren kann dazu führen, neue Therapien für Myokardinfarkt usw. aufzudecken.

Die Hauptvorteile dieser Technik gegenüber bestehenden perkutanen Ansätzen wie dem intrakoronaren Erguss sind erstens die Katheterapplikation des Hydrogels und zweitens die Möglichkeit der Behandlungsplanung, die es uns ermöglicht, den Katheter in den interessierenden Bereich zu führen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen bei der Erforschung und Behandlung von Myokardinfarkten zu beantworten, wie z. B. die potenziellen Vorteile der Injektion eines mechanisch unterstützenden Materials und die Wirksamkeit einer anhaltenden lokalen Wirkstoffabgabe. Die Implikationen dieser Technik erstrecken sich auf unsere Therapie und den Myokardinfarkt, da die elektromechanische Kartierung die Identifizierung der Infarktregion ermöglicht und die anschließende geführte ortsspezifische Injektion von Hydrogel eine lokale Wirkstoffabgabe ermöglicht.

Im Allgemeinen wussten die Einzelnen, dass diese Methode Schwierigkeiten haben würde, da diese Technik praktische Fähigkeiten mit subtilen Bewegungen des Katheters bei gleichzeitiger Überwachung der Stabilitätsparameter erfordert. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da sowohl die Formulierung von IDE-Gelen als auch die Wirkstoffbelastung ermöglicht. Anti-Injektion über einen Katheter sind herausfordernde Verfahren, die ohne Erfahrung schwer durchzuführen sind: Formulieren Sie einen Milliliter Hydrogel mit 10 Gew.-% zur Vorbereitung.

Beginnen Sie mit dem Auflösen von 100 Milligramm Up-Hydrogel später in 900 Mikrolitern PBS bei einem pH-Wert von 11,7. Falls die Hydrogele für die Injektion in Tiere formuliert sind, sollten alle Schritte mit Handschuhen durchgeführt werden. Rühren Sie dann das Hydrogel eine Stunde lang bei 70 Grad Celsius in das PBS ein.

Sobald die Lösung abgekühlt ist, überprüfen Sie den pH-Wert. Es sollte etwa neun sein. Die Lösung ist mehrere Tage lang gut.

Pipettieren Sie nun das Medikament oder Molekül von Interesse in die Lösung und lassen Sie es 10 Minuten lang rühren, falls das Hydrogel in ein Tier injiziert wird. Schließen Sie die Zubereitung ab, indem Sie die Lösung eine Stunde lang UV-sterilisieren. Das Textprotokoll überprüft, wie das Hydrogel analysiert werden kann.

Bereiten Sie zunächst einen hängenden Zellkultureinsatz aus Kunststoff für eine 24-Well-Platte vor, indem Sie den Boden mit Parfum bedecken, um ein Auslaufen zu verhindern. Übertragen Sie dann 100 Mikroliter der vorbereiteten viskosen Lösung in den Einsatz und fügen Sie sofort 1,4 Mikroliter eines molaren Salzsäures hinzu. Der pH-Wert sinkt auf einen neutralen Wert und in 30 Minuten härtet das Hydrogel aus.

Entfernen Sie nun die Para-Folie und legen Sie die Einsätze in eine Well-Platte, und beladen Sie bei 800 Mikrolitern PBS bei pH 7,4 die leeren Wells mit PBS und verschließen Sie die Platte mit Paraform, um die Verdunstung zu reduzieren. Lassen Sie die Platten dann unter leichtem Rühren bei 37 Grad Celsius inkubieren. Periodische Auffrischung des PBS und Analyse des entfernten PBS auf freigesetzte Verbindungen durch bis zur Hydrogelerosion und Wirkstofffreisetzung.

Das Verfahren wird von Dr. Ton aus dem Urich demonstriert, wo er als interventioneller Kardiologe tätig ist. Vier Wochen nach der Einleitung eines Herzinfarkts planen Sie das elektromechanische Mapping-Verfahren und richten das System im Katheterlabor ein. Legen Sie zunächst das externe Referenzpflaster auf den Rücken des anästhesierten Schweins, dann sichern Sie den Gefäßzugang über die Oberschenkelarterie nach dem Standardprotokoll.

Um die elektromechanische Karte der LV-Endokardoberfläche zu erstellen, verwenden Sie eine Energiequelle mit extrem niedrigem Magnetfeld und einen Katheter mit Sensorspitze. Verwenden Sie als Nächstes einen Power-Injektor, um ein biplanisches linksventrikuläres Angiogramm in der 25-Grad-Ansicht des rechten anterioren schrägen und eines 40-Grad-linken vorderen schrägen Blickwinkels zu erhalten. Verwenden Sie diese Ansichten, um die Größe der lv zu schätzen.

Geben Sie dem Tier nun 75 Einheiten pro Kilogramm Heparin. Dann schiebt man einen französischen Mapping-Katheter mit der Nummer acht unter fluoroskopischer Anleitung über die absteigende Aorta, den Aortenbogen und eine Aortenklappe in den linken Ventrikel vor. Der Katheter kann eine D- oder F-Kurve haben.

Richten Sie dann die Spitze des Katheters auf die Spitze des linken Ventrikels aus. Um die ersten Daten zu erhalten, sammeln Sie weiterhin Daten über den Ausflusstrakt, die lateralen und hinteren Punkte, um eine 3D-Silhouette zu bilden, die die Grenzen des Ventrikels definiert. Ziehen Sie anschließend den Mapping-Katheter nacheinander über das Endokard.

Ermitteln Sie die Position der Spitze, während sie mit dem Endokard in Kontakt kommt. Sammeln Sie letztendlich Daten aus allen endokardialen Segmenten. Entfernen Sie dann den Zuordnungskatheter anhand der Daten.

Definieren Sie den Zielbereich. Es ist der Ort, an dem die elektrische Aktivität nahezu normal ist und die mechanische Bewegung beeinträchtigt ist. Das sogenannte überwinternde Myokard für die intramyokardiale Injektion.

Planen Sie die Verwendung eines Injektionskatheters, der aus einer 27-Gauge-Nadel und einem Kernlumen in einem französischen Katheter mit der Nummer acht besteht, um bestimmte Mengen zu verabreichen. Lotusspritze mit etwa einem Milliliter der Hydrogellösung und legen Sie sie in eine Spritzenpumpe, um sicherzustellen, dass die Myokardwand nicht von der Nadel durchstochen wird. Die Anpassungen erfolgen entsprechend der minimalen Wandstärke des Ventrikels, die in einem kürzlich durchgeführten Echokardiogramm gemessen wurde.

Stellen Sie die Nadelverlängerung auf null Grad und auf 90 Grad ein. Füllen Sie dann den Totraum im System mit der Hydrogellösung. Platzieren Sie anschließend die Injektionskatheterspitze über die Aortenklappe und in den Zielbereich, um die ersten Injektionskriterien zu erfüllen.

Das ist die Rechtwinkligkeit des Katheters zur LV-Wand. Zweitens muss es eine ausgezeichnete Schleifenstabilität aufweisen, wie sie vom EMM-System berechnet wird. Drittens muss der Zielbereich eine Grundspannung von mindestens 6,9 Millivolt aufweisen.

Wenn diese Kriterien erfüllt sind, schieben Sie die Nadel in das Myokard vor. Überprüfen Sie nun ein viertes Kriterium. Es muss eine vorzeitige ventrikuläre Kontraktion des linken Ventrikels vorliegen.

Wenn alle Kriterien erfüllt sind, injizieren Sie 0,1 bis 0,3 Milliliter des Hydrogels mit einer konstanten Menge. Wiederholen Sie die Injektion an sechs bis 10 verschiedenen Positionen, die so diffus wie möglich positioniert sind, damit das Hydrogel als Wirkstoffabgabesystem fungieren kann. Die Erosion muss allmählich erfolgen, indem ein kleines Medikament Pirfenidon und ein fluoreszierendes Protein freigesetzt werden, und der zweite Rubin wurde untersucht.

In vitro wird das kleine Medikament innerhalb eines Tages freigesetzt, während größere Moleküle wie M, Ruby zwei, über eine Woche freigesetzt werden. Es gab keine offensichtliche Burst-Freisetzung großer Moleküle, um die Zielregion für die Medikamenteninjektion zu lokalisieren. Mittels Echtzeit-3D-Myokardkartierung wurde eine Rekonstruktion des linken Ventrikels erstellt.

Er wird kontinuierlich als Spannungspotentiale auf einer abgestuften Farbskala angezeigt und anschließend an den gewählten Schwellenwert angepasst. Die Funktion der lokalen linearen Verkürzung oder LLS quantifiziert die regionale Wandbewegung, indem sie die durchschnittliche Änderung des Abstands zwischen der Probenstelle und den angrenzenden Punkten an der Systole und der Enddiastole ermittelt. Diese Werte werden dann für jedes Segment berechnet und in der Polarkarte angezeigt.

Infarzierte Bereiche zeichnen sich durch eine beeinträchtigte mechanische Empfindlichkeit oder einen LLS-Wert unter 4% aus und sie zeichnen sich durch abnormale oder niedrige unipolare Potentiale aus, die weniger als sechs Millivolt betragen. Einmal gemeistert, kann diese Technik in eineinhalb bis zwei Stunden durchgeführt werden. Es ist wichtig, es richtig zu planen und ein Team von erfahrenen Leuten zu haben, die dieses Verfahren befolgen. Variationen in der Behandlung können implementiert werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, wie z. B. die optimale Hydrogelformulierung, die gewünschte Wirkstofffreisetzungsrate und die Wirksamkeit verschiedener Arten von Arzneimitteln.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man ein mit Medikamenten beladenes supermolekulares Hydrogel formuliert und wie man das elektromechanische Mapping und die intermyokardialen Injektionsverfahren sorgfältig plant und durchführt. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Versuchstieren wie Schweinen eine Genehmigung des Versuchsausschusses erfordert und gemäß den örtlichen Tierschutzbestimmungen durchgeführt werden sollte.