Ein Hydrogel Konstruieren und Fibrin-basierte Kleber Umgangs Therapeutics in einem murinen Myokardinfarkt Modell liefern.

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein therapeutisches Hydrogel-Pflaster auf die Oberfläche des Herzens aufzubringen, um die Schäden nach einem Myokardinfarkt zu minimieren. Dies wird erreicht, indem zunächst durch eine Thorakotomie die Herzoberfläche freigelegt wird. Im zweiten Schritt wird ein kleiner Nahtknoten an der Arteria coronaria sinistra angebracht, um einen Myokardinfarkt auszulösen.

Anschließend wird das therapeutische Hydrogel-Pflaster mit Fibrinkleber auf der Oberfläche des Herzens befestigt und die Brusthöhle wird verschlossen. Abschließend erfolgen histologische Analysen und die Echokardiographie an Kleintieren, um die strukturellen und funktionellen Veränderungen des Herzens mit und ohne diese interventionellen Techniken zu bewerten. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Stammzellingenieurtechnik zu klären, beispielsweise welche Zellanzahl und Applikationsmethoden notwendig sind, um die Herzfunktion zu verbessern.

Nach einem Myokardinfarkt dient diese Methode zwar dazu, Einblicke in Therapien bei Myokardinfarkten zu gewinnen. Sie kann jedoch auch für andere Gewebeengineering- und Revascularisierungsmodelle verwendet werden, wie beispielsweise das Modell der Hintergliedmaßen-Ischämie. Beginnen Sie damit, eine gesunde, anästhesierte Maus auf dem Intubationsständer zu platzieren und richten Sie eine Lichtquelle auf den Brustkorb des Tieres.

Verwenden Sie anschließend eine Pinzette, um die laryngeale Fläche zurückzuziehen und die Stimmbänder freizulegen. Führen Sie dann vorsichtig einen 20-Gauge-Angiokatheter zwischen die Stimmbänder und gleichmäßig in die Luftröhre ein.

Verbinden Sie den Katheter mit einem Kleintierbeatmungsgerät und bewegen Sie den Brustraum ein Mal mechanisch, um die korrekte Positionierung des Katheters zu bestätigen. Danach wird das Tier in Rückenlage auf einer Heizplatte platziert, um einer Hypothermie vorzubeugen. Entfernen Sie mit einer Enthaarungscreme das Haar von der Operationsstelle, gefolgt von drei abwechselnden Desinfektionsanwendungen mit Betadine und 75 %igem Ethanol.

Tragen Sie Augensalbe auf die Augen des Tieres auf, um Austrocknung während des Eingriffs zu verhindern, und decken Sie anschließend den Operationsbereich ab. Beginnen Sie nun den chirurgischen Eingriff, indem Sie einen Hautschnitt etwa einen Zentimeter links vom Brustbein vornehmen und diesen über die gesamte Länge des Brustbeins führen. Suchen Sie die Begrenzungslinie des Musculus pectoralis major und heben Sie den Muskel mit einer Pinzette leicht an, um ihn vom darunterliegenden Musculus obliquus externus zu lösen.

Zurückziehen des Muskels nach medial. Lösen Sie den Musculus obliquus externus in gleicher Weise von dem darunterliegenden Rippenkorb, jedoch mit einer lateralen Retraktion, um eine freie Sicht auf die zweite, dritte und vierte Rippe zu erhalten.

Heben Sie vorsichtig den vierten Rippenbogen an und öffnen Sie mit einem Elektrokauter den Brustkorb zwischen der dritten und vierten Rippe. Setzen Sie dann Hakenrettrakatoren ein, um die Kavität weiter zu öffnen, exponieren Sie das Herz mit einer Pinzette, durchtrennen Sie das Perikard und ligieren Sie die linke Koronararterie mit einer monofilen Nylonnaht (8-0) etwa vier Millimeter vom Herzapex entfernt direkt unterhalb der unteren Spitze des linken Vorhofs. Bei korrekter Platzierung der Naht wird eine Aufhellung des ventrikulären Myokards sowie eine Vergrößerung des linken Vorhofs beobachtet.

Um das Pflaster zu platzieren, verwenden Sie einen flachen Spatel, um das Hydrogel vorsichtig auf der Oberfläche des Herzens an der Stelle der Infarktion zu positionieren. Halten Sie mit dem Spatel das Pflaster leicht an Ort und Stelle, während ein Assistent etwa eine Minute lang den Klebstoff schnell mischt. Sobald der Klebstoff die gewünschte Viskosität erreicht hat, übertragen Sie umgehend etwa 10 Mikroliter auf die Oberfläche des Pflasters.

Verwenden Sie anschließend drei bis vier einzelne unterbrochene Sechser-Monofilament-Nylon-Nähte, um die Rippenhaut zu verschließen. Bevor die interkostale Schicht verschlossen wird, wird eine PE-10-Kanüle in den Einschnitt eingeführt. Danach werden die Brustmuskeln mit drei bis vier einzelnen unterbrochenen Nähten verschlossen.

Verschließen Sie die Hautschicht mit einer kontinuierlichen Naht und befestigen Sie eine Ein-Milliliter-Spritze am Ende der Kanüle. Schließlich evakuieren Sie den Brustkorb, verabreichen Sie sechs bis acht Stunden nach der Naht eine postoperative Analgesie, überwachen Sie das Tier, bis es vollständig erholt ist, und führen Sie die modus-geänderte Echokardiographie-Messungen bereits zwei Tage nach der Infarktinduktion durch, wobei das Aussetzen der Bewegung der linken Wand auf den Muskelaufbau hinweist. Qualitative Berechnungen anhand der Daten zeigen eine Abnahme der Ejektionsfraktion und des Schlagvolumens in den infarzierten Herzen.

Die histologische Analyse gesunder und infarzierter Herzen zeigt die Dilatation des linken Ventrikels und die Verdünnung der linken ventrikulären Wand, die im infarzierten Myokard beobachtet werden. Beide Anzeichen für Gewebereorganisation und Ablagerung von Narbengewebe machen die Applikation des Pflasters somit zu einer nützlichen therapeutischen Strategie zur Behandlung des Infarkts, da der Fibrinkleber das Myokard nicht schädigt. Tatsächlich werden weder Gewebereorganisation noch eine Verdünnung des Ventrikels am Applikationsort beobachtet, und die Kardiomyozyten bleiben intakt, trotz der Zugabe sowohl des kardialen Pflasters als auch des zugehörigen Klebers.

Außerdem bestätigt die Vitalitätstestung, dass die Applikation des Klebstoffs auf die äußere Oberfläche des hydrogelförmigen, Zellen einschließenden Pflasters die Zellüberlebensfähigkeit innerhalb des Pflasters nicht beeinträchtigt. Sobald die Technik beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung in 30 bis 40 Minuten durchgeführt werden. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, den Zeitpunkt der Applikation des Fibrinklebers genau zu dosieren, um eine ordnungsgemäße Haftung des Pflasters auf der harten Oberfläche sicherzustellen.