Name: Magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-05T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: Erfahren Sie die magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben mit magnetisch reaktiven Silikon-Racks. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht präzise Studien zur Gewebereifung und Kraftentwicklung über lange Kulturzeiträume.

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Die Autoren danken Jutta Starbatty für ihre Unterstützung in der Gewebekulturarbeit, Axel Kirchhof für Fotografie, Alice Casagrande Cesconetto für die Schnittarbeit und ein besonderer Dank an Bülent Aksehirlioglu für die technische Unterstützung bei der Entwicklung dieses Gerätes. B.B. wurde von einem DZHK (German Centre for Cardiovascular Research) Scholar Grant, M.L.R. von einem Whitaker International Postdoctoral Scholar Grant und M.N.H. mit Mitteln der DZHK unterstützt.

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<li>Stenzig, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+methylation+in+an+engineered+heart+tissue+model+of+cardiac+hypertrophy%3A+common+signatures+and+effects+of+DNA+methylation+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">DNA methylation in an engineered heart tissue model of cardiac hypertrophy: common signatures and effects of DNA methylation inhibitors.</a> Basic Research in Cardiology. 111 (1), 9(2016).</li>
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</ol>

TE und MNH sind Mitbegründer der EHT Technologies GmbH. Alle anderen Autoren haben nichts zu verraten.

Das hier beschriebene Protokoll beschreibt eine neue Technik zur magnetischen Veränderung der Nachlast in technischen Herzgeweben. Diese Technik beruht auf der Verwendung einer piezoelektrischen Stufe, um eine Platte mit starken Magneten in Richtung und weg von magnetisch reagierenden Racks von Silikonpfosten zu übersetzen. Je näher die beiden Magnetsätze, desto stärker die Nachladung, die die EHTs auf ihnen kultiviert haben.
Es gibt mehrere Schritte, die für die erfolgreiche Produktion und Ve...

Nachladen ist die systolische Belastung des Ventrikels, nachdem er begonnen hat, Blut auszuwerfen1. Während der Herzentwicklung ist eine geeignete Nachbelastung von entscheidender Bedeutung für die Kardiomyozytenreifung2. Im Erwachsenenalter können niedrige Konzentrationen ventrikulärer Nachbelastungen (z. B. bei bettlägerigen Patienten mit hoher Rückenmarksverletzung3 oder in sehr speziellen Fällen wie Raumflug4)zu einer Hypotrophie des Herzens führen. Umgekehrt kann eine hohe Nachbelastung zu einer Herzhypertrophie führen5. Während Herzhypertrophie bei Ausdauersportlern oder schwangeren Frauen als vorteilhaft und physiologisch gilt, Hypertrophie im Zusammenhang mit langfristiger arterieller Hypertonie oder schwerer Aortenklappenstenose ist schädlich, da es eine prädisponiert herzherzherzige Herzrhythmusstörungen und Herzinsuffizienz6. Obwohl die 5-Jahres-Sterblichkeitsrate für Herzinsuffizienzpatienten von 70 % in den 1980er Jahrenum 6 % auf 40–50 %7 gesunken ist, besteht nach wie vor ein großer Bedarf an neuen therapeutischen Behandlungsmöglichkeiten für diesen weit verbreiteten Zustand (derzeit 2,2 % der Bevölkerung in der westlichen Welt)8.
Um die molekularen Mechanismen der pathologischen Herzhypertrophie zu untersuchen und präventive oder therapeutische Strategien zur Behandlung dieser Krankheit zu testen, wurden in vivo Modelle der Nachbelastungentwickelt 9,10,11,12. Diese Modelle bieten zwar positive Einblicke in die Auswirkungen der Nachbelastung auf die ventrikuläre Leistung, erlauben jedoch keine feine Kontrolle über die Nachlastgröße. Alternativ ermöglichen In-vitro-Studien mit Nachbelastungen an ausgeschnittenen Herzen und Muskelpräparaten eine feinere Kontrolle der Gewebebelastung, aber diese Modelle sind nicht förderlich für Längsstudien13,14,15.
Um diese Probleme zu überwinden, entwickelten wir ein In-vitro-Modell erhöhter Nachbelastung in technischen Herzgeweben (EHTs)16,17. Dieses Modell ist ein dreidimensionales Kulturformat für Rattenherzzellen, eingebettet in eine Fibrinmatrix, die zwischen flexiblen Hohlsilikonpfosten aufgehängt ist. Diese Gewebe schlagen spontan (gegen die Widerstandsfähigkeit der Silikonpfosten) und führen auxotonic Arbeit. Wir haben die Nachlast, die in früheren Experimenten auf EHTs angewendet wurde, um den Faktor 12 erhöht, indem wir eine Woche lang starre Metallstützen in die hohlen Silikonpfosten eingesetzt haben. Dies führte zu einer Vielzahl von Veränderungen, charakteristisch für pathologische Herzhypertrophie18,19,20: Kardiomyozytenhypertrophie, partielle Nekkropotose, ein Rückgang der kontraktilen Kraft, die Beeinträchtigung der Gewebeentspannung, Reaktivierung des fetalen Genprogramms, eine metabolische Verschiebung von der Fettsäureoxidation zu anaeroben Glykolyse, und eine Zunahme der Fibrose. Obwohl dieses Verfahren in mehreren Studien erfolgreich eingesetzt wurde17,21,22, hat es einige Nachteile. Es gibt nur zwei Zustände, niedrige oder sehr hohe (12-fache) Nachlast, und das Verfahren erfordert eine manuelle Handhabung der EHTs, die ihre zeitliche Flexibilität einschränkt und das Risiko einer Kontamination darstellt.
Vor kurzem, Leonard et al. verwendet eine ähnliche Technik, um Nachladung in EHTs kultiviert auf Silikonpfosten23zu modulieren. Zahnspangen unterschiedlicher Länge wurden um die Außenseite der Pfosten gelegt, um ihre Biegebewegung einzuschränken. Die Autoren dieser Studie berichteten, dass eine einzigartige kleine bis mittlere Erhöhung der Last verbesserte Kraftentwicklung und Reifung von menschlichen iPS-abgeleiteten EHTs, während höhere Belastungen zu einem pathologischen Zustand führten. Ähnlich wie unser eigenes System erlaubt diese Technik jedoch nur eine einmalige Erhöhung der Nachlast, deren Größe durch die Länge der Klammern diktiert wird. Daher sind feine Änderungen in der Nachlast, Änderungen der Nachlast im Zeitverlauf und präzise Ladeschemas mit diesen Techniken nicht möglich.
Hier stellen wir das Protokoll für ein System zur Verfügung, mit dem der Nachwiderstand moduliert werden kann, d.h. nach dem Abladen von EHTs magnetisch24. Diese Plattform erleichtert die Feinabstimmung von Afterload, ermöglicht benutzerdefinierte Nachlastschemas und sorgt für EHT-Sterilität.

<table><tbody><tr><td>Zylindrische Plattenmagnete</td><td>HKCM</td><td>9962-55184</td><td>h = 14 mm, d = 13 mm</td></tr><tr><td>Zylindrische Pfostenmagnete</td><td>HKCM</td><td>9962-63571</td><td>h = 2 mm, d = 0,5 mm</td></tr><tr><td>Dentaldraht</td><td>Ormco</td><td>266-1316</td><td>d = 0,016 Zoll (0,406 mm)</td></tr><tr><td>GraphPad</td><td>GraphPad Software, La Jolla, Kalifornien, USA</td><td>Version 6.00 für Windows</td><td></td></tr><tr><td>Bewegungssteuerungssoftware für Piezomotor</td><td>Micronix USA</td><td></td><td>kostenloser Download auf Herstellerhomepage</td></tr><tr><td>Motion Controller für Piezomotor</td><td>Micronix USA</td><td>MMC-100-01000</td><td></td></tr><tr><td>Optische Kontraktilitätsanalyseplattform</td><td>EHT technologies</td><td>A0001</td><td></td></tr><tr><td>Piezoelektrischer Linearmotor</td><td>Micronix USA</td><td>PPS-20-15206</td><td>ausgestattet mit linearem optischem Encoder, Inkubator-Umgebung kompatibler</td></tr><tr><td>Styrol Stab</td><td>Plastruct</td><td>MR-15</td><td>d = 0.015 Zoll (0.381 mm)</td></tr><tr><td>USB Kamera</td><td>Reichelt Elektronik</td><td>REFLECTA 66142</td><td></td></tr></tbody></table>

magnetische anpassung der nachbelastung in technischen herzgeweben

Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues

Afterload ist dafür bekannt, die Entwicklung von physiologischen und pathologischen Herzzuständen voranzutreiben. Daher könnte die Untersuchung der Ergebnisse veränderter Nachladezustände wichtige Einblicke in die Mechanismen liefern, die diese kritischen Prozesse steuern. Eine experimentelle Technik zur präzisen Feinabstimmung der Nachbelastung im Herzgewebe im Laufe der Zeit fehlt jedoch derzeit. Hier wird eine neu entwickelte magnetisch basierte Technik zur Erreichung dieser Kontrolle in technischen Herzgeweben (EHTs) beschrieben. Um magnetisch reagierende EHTs (MR-EHTs) herzustellen, werden die Gewebe auf hohlen Silikonpfosten montiert, von denen einige kleine Permanentmagnete enthalten. Ein zweiter Satz Permanentmagnete wird so in eine Acrylplatte eingelassen, dass sie mit der gleichen Polarität ausgerichtet und axial mit den Postmagneten ausgerichtet sind. Um die Nachlast einzustellen, wird diese Platte von Magneten in Richtung (höhere Nachlast) oder weg (niedrigere Nachlast) von den Postmagneten mit einer piezoelektrischen Stufe mit einem Encoder übersetzt. Die Bewegungssteuerungssoftware zur Einstellung der Bühnenpositionierung ermöglicht die Entwicklung benutzerdefinierter Nachlastschemas, während der Encoder sicherstellt, dass die Stufe alle Inkonsistenzen an seinem Standort korrigiert. Diese Arbeit beschreibt die Herstellung, Kalibrierung und Implementierung dieses Systems, um die Entwicklung ähnlicher Plattformen in anderen Labors auf der ganzen Welt zu ermöglichen. Repräsentative Ergebnisse aus zwei separaten Experimenten sind enthalten, um die Bandbreite der verschiedenen Studien zu veranschaulichen, die mit diesem System durchgeführt werden können.

Magnetpoststeifigkeit Quantifizierung Ein horizontal ausgerichteter magnetisch reagierender Silikonpfosten wurde in einer festen Position montiert und ein axial ausgerichteter Kalibriermagnet in mehreren definierten Abständen ("Magnetabstände") von diesem Pfosten platziert. Testladungen von bekanntem Gewicht wurden am Ende des Silikonpfostens aufgehängt, wodurch sich der Pfosten verbiegen musste. Diese Durchbiegung wurde optisch quantifiziert. Bei allen Magnetabständen wurde eine lineare Beziehung zwi...

Dieses Protokoll enthält detaillierte Methoden, die die Herstellung und Implementierung einer magnetisch basierten Afterload-Tuning-Plattform für technisches Herzgewebe beschreiben.

Magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben

Afterload is known to drive the development of both physiological and pathological cardiac states. As such, studying the outcomes of altered afterload ...

Dieses System kann verwendet werden, um technische Herzgewebe unterschiedlichen Schemata der Nachbelastung auszusetzen, um die Auswirkungen dieser Reize auf die Entwicklung von Gewebekraft, Umbau und Reifung zu untersuchen. Unsere Technik ermöglicht es, Schlaggewebe über längere Zeiträume der Kultur präzise einem breiten Spektrum anpassbarer Nachladeroutinen zu unterwerfen, ohne auch nur die Zellkulturplatte öffnen zu müssen. Unsere Methode könnte modifiziert werden, um Nachbelastung in anderen Muskelgewebe Kultursystem zu kontrollieren, wie Skelettmuskel, glatten Muskel oder zerfänglichen Papillarmuskel.Da unser Systemansatz ziemlich einzigartig ist und technische Aspekte aufweist, mit denen viele Wissenschaftler nicht vertraut sind, kann visuelle Demonstration bei der Nachbildung unseres Setups helfen. Zur Herstellung der magnetisch reaktionsfähigen Silikon-Racks, erwerben Sie die 24 Well-Platte kann Paddle Racks von Silikonpfosten im Textprotokoll beschrieben. Mit einer festen Polarität die Magnete mit Wasser schmieren und nacheinander in die äußersten Pfosten der Silikonträger einsetzen.Verwenden Sie ein gemischtes Stück Edelstahl-Zahndraht, um sie vorsichtig auf den Boden der Hohlpfostenhöhle zu schieben. An jedem Pfosten können bis zu fünf Magnete gestapelt werden. Verwenden Sie runde Nasenzange, um Edelstahl-Zahndraht in Zahnspangen zu biegen 11,25 Millimeter breit und 15 Millimeter lang.Um sicherzustellen, dass die richtigen Abmessungen erreicht werden, kann man eine selbst gemachte Vorrichtung verwenden, um bei der Drahtbiegung zu helfen, und dann Drahtschneider verwenden, um die Klammern und die Datei zu schneiden, um die Schnittfläche zu glätten. Schmieren Sie die Klammern oder Pfosten mit Wasser und legen Sie sie in das Silikon-Rack, fixieren Sie den zweiten und dritten an den äußersten Pfosten in den Prozess. Beginnen Sie mit der Vorbereitung der Nachladung der Tuning-Vorrichtung, wie im Textprotokoll beschrieben, befestigen Sie den Magnethalter an der piezoelektrischen Bühne mit einem nicht magnetischen Material, kann dies mit einem L-förmigen Stück Aluminium erreicht werden.Um eine visuelle Analyse des Gewebes zu ermöglichen, installieren Sie eine Lichtquelle innerhalb des Nachlade-Tuning-Geräts. Hier wurde eine Reihe von LEDs eingesetzt, um den Ingenieur von unten mit Herzgewebe nanzuleuchten. Um das Afterload-Tuning-System zu kalibrieren, montieren Sie eines der Silikon-Racks und vertikal mit nicht magnetischen Materialien, so dass die magnetisch reagierenden Silikonpfosten horizontal ausgerichtet sind.Montieren Sie nun einen der Plattenmagneten auf einer horizontal fahrenden linearen Stufe, so dass er axial mit dem magnetisch reagierenden Pfosten ausgerichtet ist. Positionieren Sie den Kalibriermagneten mit hilfe der horizontalen Stufe einen definierten Abstand vom magnetisch reagierenden Silikonpfosten. Platzieren Sie eine Kamera an der Seite dieses Setups, um die Pfostenablenkung unter dem Einfluss der Testlasten optisch aufzeichnen zu können.Stellen Sie sicher, dass unter dem Pfosten genügend Platz vorhanden ist, damit die angeschlossenen Lasten frei hängen. Nehmen Sie ein Bild des Beitrags in Ermangelung von Gewichtungen als Referenz für die Beiträge neutrale Position zu verwenden. Ohne die Perspektive der Kamera zu ändern, befestigen Sie eine der Lasten am Ende des Silikonpfostens, und machen Sie dann ein Bild von der Postbiegung unter dem Einfluss des Gewichts.Nun wird die Umlenkung des Silikonpfostens auf der x-Achse gegen die Gravitationskraft jedes Prüfgewichts auf der y-Achse dargestellt. Dies sollte zu einer linearen Beziehung zwischen Kraft und Ablenkung führen. Zeichnen Sie eine lineare Regressionsfunktion, die durch 00 und die Erfassungsdaten geht.Die Neigung dieser Funktion ist die Steifigkeit, k des magnetisch reagierenden Silikonpfostens am getesteten Magnetabstand. Wiederholen Sie diese Schritte in mehreren Abständen zwischen dmax und einem dmin. Hier wurden Verformungen an acht verschiedenen Magnetpositionen von etwa 31 Millimetern bis etwa fünf Millimeter n. Chr. analysiert.Viele Regressionsfunktionen durch diese Werte. Verwenden Sie z. B. die nichtlineare Anpassung, eine Phasenzerfallsfunktion in der Analysesoftware. Diese Regressionsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen Magnetabstand und Nachlast.Um das Nachlast-Tuning-Gerät für Experimente vorzubereiten, schließen Sie den piezoelektrischen Stufenmotor an den Motion Controller an und schließen Sie den Motion Controller an den Computer an. Stellen Sie sicher, dass der Motion Controller auch an eine Stromquelle angeschlossen ist. Starten Sie dann die Motion-Controller-Plattform-Software, verbinden Sie die Software mit dem Piezo-Bühnenmotor, indem Sie den Port auswählen, der während der Installation der Motion Control-Software als Bühnenplatine bezeichnet wird, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Öffnen des Ports".Gehen Sie zum Systemfenster, wählen Sie Open Loop im Dropdown-Menü der Schleife aus. Bewegen Sie die Magnetplatte manuell in ihre höchste Position, den nächsten möglichen Magnetabstand dmin. Die Magnetplatte sollte mit der Kulturplattenhalterung in Kontakt kommen.Gehen Sie nun zum Motion Panel, wie die Null-Taste, um die aktuelle Position der Piezo-Stufe auf null Millimeter zurückzusetzen. Bewegen Sie die Magnetklinge manuell in ihre niedrigstmögliche Position, notieren Sie die Geberposition, um den Bewegungsbereich für den piezoelektrischen Stufenmotor zu bestimmen. Legen Sie die Fahrgrenzen im Systembereich auf Werte innerhalb des im vorherigen Schritt festgelegten Bewegungsbereichs fest.Dadurch wird verhindert, dass die Magnetklinge in die Kulturklinge oder die Unterseite des Nachlade-Tuning-Geräts stößt. Bewegen Sie die Magnetklinge erneut in ihre höchste Position und klicken Sie auf die Null-Taste. Wechseln Sie zum Systemfenster, und ändern Sie den Feedback-Loop-Modus in eine geschlossene Schleife, wodurch sichergestellt wird, dass die Stufe alle Fehler in ihrer Positionierung korrigiert.Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern im Feld Speicherparameter, um diese Einstellungen im System zu speichern. Legen Sie nun die 24 Brunnenkulturplatte mit künstlichem Herzgewebe auf magnetisch reaktionsfähige Silikonregale auf die Kulturplatte. Um den Magnetabstand zu berechnen, der erforderlich ist, um eine gewünschte Nachlast zu erreichen, lösen Sie die nichtlineare Regressionsfunktion, die zuvor für d bestimmt wurde.Dmin vom berechneten Magnetabstand d subtrahieren. Das Ergebnis ist der Abstand, den die Magnetplatte von ihrer Nullposition aus zurücklegen muss, um die gewünschte Nachlast zu erreichen. Geben Sie diesen Wert in das Eingabefeld Zielposition ein im Bewegungsbedienfeld ein, und klicken Sie auf Gehe, um die Nachlast des technischen Herzgewebes an den berechneten Wert anzupassen.Kontrolle eines MREHTs, die aus Rattenherzen hergestellt wurden, wurde in Ermangelung magnetischer Nachladung kultiviert, bis ein Plateau in kontraktiler Kraft erreicht wurde. An diesem Tag hatten MREHTs und kontrollierte EHTs ähnliche mittlere Kräfte. In der nächsten Woche wurde die Nachlast, die auf MREHTs ausgeübt wurde, schrittweise von Punkt neun eins auf sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter erhöht, während die Nachlast zur Steuerung von EHTs konstant blieb.Die mittlere kontraktile Kraft erhöhte sich mit zunehmender Nachlast bis zu Punkt neun fünf Millinewton, was mehr als eine dreifache Erhöhung der Kraft im Vergleich zum Durchschnittswert für kontrollierte EHTs markiert. Die Post-Ablenkung hingegen verringerte sich im Vergleich zu Kontrollgeweben. Am letzten Kulturtag betrug die für MREHTs gemessene Hauptablenkung nur einen Millimeter, verglichen mit Punkt vier acht Millimetern für die Steuerung von EHT.Rad-EHTs auf magnetisch reagierenden Silikonpfosten wurden mit einer minimalen Nachlast von Punkt neun ein Millinewton pro Millimeter kultiviert, bis eine Plateau- und Kontraktilkraft erreicht war. Von diesem Tag an unterzog sich MREHTs einem siebentägigen Nachlastschema, das die EHTs Zyklen der Nachlast aussetzt, die sich zwischen Punkt neun eins und sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter abwechseln. Die Nachlast der Steuerung EHt es wurde konstant gehalten an Punkt sechs Null Millinewton pro Millimeter über die gesamte Dauer der Kultur.Die beobachteten Unterschiede waren statistisch nicht signifikant. In Kombination mit einer optischen Kontraktilitätsanalyse ermöglicht diese Methode die Echtzeitmessung der kurzfristigen kontraktilen Reaktion auf schwankende Größen der Nachlast, die für die Untersuchung physiologischer Muskeleigenschaften nützlich sein könnte. Starke Magnete können sich plötzlich aneinander klammern, was möglicherweise Zuverletzungen für den Benutzer verursacht und die Magnete selbst beschädigt, um dies zu vermeiden, den Magneten in einem sicheren Abstand zu trennen.

magnetic-adjustment-of-afterload-in-engineered-heart-tissues

Research

Forschung

JoVE Journal

Developmental Biology

Entwicklungsbiologie

Dieser Artikel beschreibt Verfahren zur Implantation eines neuartigen Hydrogel in Ermangelung Herzen und Quantifizierung ihrer Wirkung auf die linksventrikuläre Wandspannung und Funktion. Diese Verfahren wurden erfolgreich bei Hunden und Menschen angewendet.

Reduktion der linksventrikulären Wandspannung und Verbesserung der Funktion in Failing Herzen mit Algisyl-LVR

Herzinsuffizienz ist die Hauptursache für Krankenhausaufenthalte und eine der Haupttodesursachen. Ein Modell der permanenten Ligatur der linken anterioren absteigenden Koronararterie bei Mäusen wird angewendet, um den ventrikulären Umbau und die kardiale Dysfunktion nach einem Myokardinfarkt zu untersuchen. Die Technik der invasiven hämodynamischen Messungen an Mäusen wird vorgestellt.

Permanent Ligation des linken vorderen absteigenden Koronararterie bei Mäusen: Ein Modell der Post-Myokardinfarkt Umbau und Herzinsuffizienz

Dieser Artikel beschreibt die Messung der linksventrikulären Funktion von Mäusen mittels Druck-/Volumenanalyse bei verschiedenen Herzfrequenzen.

Herzkatheter in Mäuse, um den Druck Volumen Relationship Maßnahme: Untersuchung der Bowditch Effect

Hier zeigen wir die Herstellung von humanen konstruierte Herzgewebe aus induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSC) abgeleitetes Kardiomyozyten. Wir stellen eine Methode Kontraktionskraft und beispielhafte Veränderung der Kontraktionsmuster durch den hERG-Kanal-Hemmer E-4031 zu analysieren. Dieses Verfahren zeigt hohe Robustheit und die Eignung für das Herz Wirkstoff-Screening.

Automatische Kontraktions Analyse menschlicher Engineered Herzgewebe für Herz Drug Safety Screening

Hier beschreiben wir ein Schritt-für-Schritt-Protokoll der chirurgischen Aortendepaling im etablierten Mäusemodell der Aortenverengung. Dieses Verfahren ermöglicht es nicht nur, die Mechanismen zu untersuchen, die dem linksventrikulären Reverse Remodeling und der Regression von Hypertrophie zugrunde liegen, sondern auch neue therapeutische Optionen zu testen, die die Myokardregeneration beschleunigen könnten.

Untersuchung des linksventrikulären Reverse Remodeling durch Aortendefletieren bei Nagetieren

Hier beschreiben wir eine Herzdruck-Volumen-Schleifenanalyse unter steigenden Dosen von intravenös infundiertem Isoproterenol zur Bestimmung der intrinsischen Herzfunktion und der β-adrenergen Reserve bei Mäusen. Für die Druck-Volumen-Schleifenmessungen verwenden wir einen modifizierten Open-Chest-Ansatz, bei dem wir die Beatmung mit positivem endexspiratorischem Druck einbeziehen.

Kardiale Reaktion auf β-adrenerge Stimulation durch Druck-Volumen-Schleifenanalyse bestimmt

Dreidimensionale Herzgewebe, die mit aus Stammzellen gewonnenen Kardiomyozyten biotechnologisch hergestellt wurden, haben sich als vielversprechende Modelle für die Untersuchung von gesundem und krankem menschlichem Myokard in vitro erwiesen und gleichzeitig Schlüsselaspekte der nativen Herznische rekapituliert. Dieses Manuskript beschreibt ein Protokoll zur Herstellung und Analyse von High-Content-Kardiomyozyten, die aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen erzeugt werden.

Entwicklung eines Bioreaktors zur Verbesserung der Datenerfassung und des Modelldurchsatzes von künstlich hergestelltem Herzgewebe

Das Protokoll beschreibt ein porzines ex vivo Herzperfusionssystem, bei dem die direkte Belastung des linken Ventrikels als Beurteilungstechnik für die Gesundheit des Transplantats dienen kann und gleichzeitig eine ganzheitliche Bewertung der Transplantatfunktion ermöglicht. Es wird auch eine Diskussion des Systemdesigns und möglicher Bewertungsmetriken gegeben.

Kardiale Belastung mit passiver linksatrialer Druckbeaufschlagung und passiver Nachlast für die Transplantatbeurteilung

Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur mikrochirurgischen Transplantation einer magnetischen Perle in das sich entwickelnde Zebrafischherz, das die Manipulation mechanischer Kräfte in vivo ermöglicht und einen mechanisch stimulusabhängigen Kalziumeinstrom in Endokardzellen auslöst.

Mechanische Kräfte im sich entwickelnden Zebrafischherz mit Hilfe von Magnetkügelchen manipulieren

Wir präsentieren eine dynamische und reversible Steifigkeitsassay-Plattform, die aus einem ultraweichen Silikonelastomer (Polydimethylsiloxan, PDMS) mit eingebetteten Eisenpartikeln hergestellt wird. Dieser neuartige Assay eignet sich für die Untersuchung emergenter zeitabhängiger physikalischer Veränderungen in Zellphänotypen, einschließlich der Kontaktführung. Hier messen wir die Ausrichtung der Kardiomyozyten von neonatalen Ratten nach der Matrixversteifung mit Hilfe von Magneten.

Mikrostrukturierte magnetorheologische Elastomere zur Verbesserung der Kardiomyozytenausrichtung

Erfahren Sie die magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben mit magnetisch reaktiven Silikon-Racks. Diese nicht-invasive Methode ermöglicht präzise Studien zur Gewebereifung und Kraftentwicklung über lange Kulturzeiträume.

Magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben

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