Name: Un supramolecular hidrogel inyectable de Drogas y cargadas para Inyección local catéter en el corazón de cerdo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: Aprende a inyectar un hidrogel supramolecular cargado con fármacos en corazones infartados de cerdo mediante catéter flexible. Este método permite la liberación local sostenida de medicamentos y ofrece nuevas posibilidades terapéuticas para el tratamiento del infarto de miocardio.

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Este trabajo fue financiado por el Ministerio de Educación, Cultura y Ciencia (programa Gravedad 024.001.035), la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO), el Consejo Europeo de Investigación (FP7 / 2007-2013) Acuerdo de subvención del CEI 308.045 y llevado a cabo dentro de la marco LSH TKI. Esta investigación forma parte del proyecto P1.03 PENT del programa de investigación de la Biomédica Materiales instituto, co-financiado por el Ministerio de Economía holandés. Este proyecto fue apoyado por ICIN - Instituto Holandés corazón ( <a href="www.icin.nl">www.icin.nl</a> ) y el &quot;Wijnand M. Pom Stichting&quot;. Los autores desean agradecer a Henk Janssen y Joris Peters para la síntesis de la UPY-hydrogelator y Remco Artes para la prestación del mRuby2. Damos las gracias a Bert Meijer, Tonny Bosman, Roxanne Kieltyka, Stijn Kramer, Joost Sluijter, Imo Hoefer y Frebus van Slochteren por las muchas discusiones útiles y Marlijn Jansen, Joyce Visser, Grace Croft y Martijn van Nieuwburg de teasistencia té cn ica.

NOTA: Todos los experimentos in vivo se realizaron de conformidad con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio por el Instituto de Recursos Animales de Laboratorio. Los experimentos fueron aprobados por el Comité de Experimentación Animal de la Facultad de Medicina de la Universidad de Utrecht, Países Bajos. 1. Formulación del hidrogel <ol><li> Para preparar 1 ml del gel 10% en peso, disolver 100 mg de la UPY-hydrogelator en un vial en 900 l de PBS pH 11,7 por agitación a 70 ° C durante 1 h usando un agitador magnético. Después enfriar la solución viscosa a temperatura ambiente. La solución debe ahora tener un pH de aproximadamente 9,0. Esta solución se puede almacenar durante varios días. </li><li> Pipetear la cantidad apropiada de fármaco o biomolécula que se disuelve en PBS neutral en la solución viscosa y se agita durante 10 min para alcanzar una distribución uniforme. Si la solución se vuelve demasiado viscoso, poco se caliente con agua caliente. </li><li> Coloque la solución durante 1 h bajo una lámpara de UV para esterilizar. </li></ol> 2. Análisis de hidrogel <ol><li> Evaluación reológica de la solución <ol><li> Antes de cargar el gel, montar la geometría de placa-placa de 25 mm en el reómetro, ajustar la temperatura a 20 ° C y cargar la placa con agua para evitar la evaporación del gel durante la medición. </li><li> Pipetear 300 l de la solución sobre una geometría de placa-placa de 25 mm en un reómetro se mantuvo a 20 ° C e inferior de las placas para obtener una distancia de separación 0,5 mm. </li><li> Viscosidad de cizallamiento Record como función de la tensión de cizallamiento de 0,1 a 500 Pa con 10 puntos por década. </li></ol></li><li> Evaluación reológicas del gel <ol><li> Pipetear 300 l de la solución sobre la placa y la pipeta un total de 4,2 l de HCl 1 M en diferentes lugares en la solución para inducir la formación de gel. </li><li> Bajar las placas a una distancia de separación de 0,5 mm y dejar que el gel curado durante aproximadamente 30 min. Durante este proceso de curado, medir el almacenamiento y módulos de pérdidas a baja frecuencia y la tensión, por ejemplo, respectivamente, 1 rad / sec y 0,5%. </li><li> Después de que el gel se haya curado (después de aproximadamente 30 min), el almacenamiento de registros y de pérdida de módulos como función de la frecuencia (0,1-100 rad / seg) y, posteriormente, como función de la deformación (0,1-1.000%). </li></ol></li></ol> 3. Erosión y la versión Experimentos <ol><li> Transferir 100 l de la solución viscosa que contiene el fármaco o biomolécula en un poli (tereftalato de etileno) que cuelgan inserto de cultivo celular para 24-pocillos de la placa con tamaño de poro 8,0 micras. Para evitar la fuga de la solución de polímero mientras que en la fase líquida, cubrir el fondo de los insertos con Parafilm (Figura 2A). </li><li> Inmediatamente después de la pipeta 1,4 l de HCl 1 M en la parte superior de la solución viscosa para reducir el pH a aproximadamente 7,0-7,2 y permiten la cura gel interior de la inserción durante aproximadamente 30 min. </li><li> Retire el Parafilm from los insertos, colocar el inserto en una placa de 24 pocillos y llenar el pozo con 800 l de PBS pH 7,4. Incubar la placa a 37 ° C con balanceo lento o movimiento de agitación. Para evitar la evaporación del disolvente, llenar restante pocillos vacíos con PBS y sellar la placa de 24 pocillos con Parafilm (Figura 2B). </li><li> Periódicamente refrescar la PBS y analizar la PBS eliminado lanzado producto de la erosión UPY o fármaco / biomolécula. <ol><li> Cuantificar productos de erosión UPY o pirfenidona midiendo la absorbancia UV a 265 nm o 320 nm, respectivamente. Por proteína fluorescente mRuby2 emisión de fluorescencia medida en 587 nm después de la excitación a 559 nm. </li><li> Traducir los valores de absorción / emisión medidos a través de las concentraciones de las curvas de calibración predeterminados. <ol><li> Preparar las curvas de calibración de disolución una serie de concentraciones conocidas del analito en tampón y se mide la absorbancia UV o emisión fluorescente de estas muestras. Interpolar los datos mediante una función lineal a detARMIÑO la concentración de las muestras desconocidas. Para las proteínas no fluorescentes utilizar la detección ELISA 6. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Inyección local a través de un catéter <ol><li> La inducción de infarto de miocardio <ol><li> Después de 12 h de ayuno, excluyendo el agua, sedar al cerdo en su estable mediante la inyección de midazolam 0,4 mg / kg, la ketamina 10 mg / kg de atropina y 0.014 mg / kg por vía intramuscular. </li><li> Administrar tiopental de sodio 5 mg / kg por vía intravenosa para inducir la anestesia y intubar al cerdo con un tubo endotraqueal. Realizar globo de ventilación a una velocidad de 12 / min si es necesario, mientras que el transporte de los animales a la sala de operaciones. </li><li> A la llegada a la sala de operaciones comenzar inmediatamente la ventilación con presión positiva mecánica con FiO2 0,50, 10 ml / kg de volumen corriente, y una frecuencia de 12 / min bajo capnografía continua. Use ungüento veterinario en los ojos para evitar la sequedad. </li><li> Iniciar anestesia equilibrada por intraven continuaous infusión de midazolam 0,5 mg / kg / h, sufentanilo 2,5 mg / kg / hr y bromuro de pancuronio 0,1 mg / kg / h. Para asegurar la anestesia adecuadas monitorean continuamente ECG, presión arterial, temperatura y capnografía. </li><li> Por vía intravenosa infundir 4,3 mg / kg amiodarona y colocar el catéter desfibrilación intracardiaca en el ventrículo derecho mediante el Sheeth venosa 18. </li><li> Ocluir el distal izquierda descendente anterior (LAD) a la segunda rama diagonal por la oclusión con balón intracoronario, durante 90 minutos, de acuerdo con el protocolo descrito previamente 18. </li></ol></li><li> Mapeo electromecánico <ol><li> A las cuatro semanas después de un infarto de miocardio, planificar el procedimiento de asignación. Prepare el sistema (Figura 4) en el laboratorio de cateterismo para el mapeo electromecánico 3D (EMM) del ventrículo izquierdo. Con este sistema de miocardio viable, hibernación y infartado se puede identificar sin guía fluoroscópica. Para construir una EM-mapa como adquirir una seRies de puntos en varias ubicaciones en la superficie endocárdica LV mediante el uso de una fuente de energía de campo magnético ultrabaja y un catéter con punta de sensor 19,20. </li><li> Anestesiar el cerdo, siguiendo el protocolo pasos 4.1.1-4.1.4. </li><li> Coloque el parche de referencia externo en la parte posterior del cerdo. </li><li> Asegurar el acceso vascular (arteria femoral) según el protocolo 18. </li><li> Después de obtener un biplano izquierda angiografía ventricular en el 25 ° oblicua anterior derecha (RAO) y 40 ° izquierda oblicua anterior (LA) vista para estimar el tamaño del ventrículo izquierdo, dar 75 U / kg de heparina. </li><li> Avanzar un 8 Francés-mapping (D o curva F) bajo guía fluoroscópica catéter a la aorta descendente, arco aórtico y a través de la válvula aórtica en el ventrículo izquierdo (LV). </li><li> Orientar la punta del catéter hasta el ápice de la LV para adquirir los primeros datos, seguido de tracto de salida, lateral y puntos posteriores para formar una silueta 3D, la definición de las fronteras de la Ventricle. </li><li> Obtener puntos subsiguientes hasta que todos los segmentos endocárdicos se han muestreado arrastrando el catéter de mapeo sobre el endocardio y de forma secuencial la adquisición de la localización de la punta mientras está en contacto con el endocardio 21,22. </li><li> Definir la zona de destino, que es donde la actividad eléctrica es (casi) deteriora el movimiento normal y mecánica, denominada miocardio hibernado (Figura 6). </li></ol></li><li> Inyección intramiocárdica <ol><li> Sustituir el catéter de mapeo por el catéter de inyección intramiocárdica que se compone de una aguja de calibre 27 y un lumen de núcleo dentro de un catéter francés 8 (Figura 5A y B). Para entregar cantidades específicas, cargar una jeringa graduada de volumen con aproximadamente 2 ml de la solución de hidrogel y colocarlo en una bomba de jeringa. </li><li> Ajustar la extensión de la aguja a 0 ° y 90 ° de flexión y colocar 0,1 ml de la solución de hidrogel para llenar el espacio muerto de la aguja. Luego, coloque elpunta del catéter de inyección a través de la válvula aórtica y en la zona de destino. </li><li> Conozca a los siguientes criterios para una posición de inyección dentro de la zona de destino determinado en 4.2.9: (1) la posición perpendicular del catéter a la pared del VI; (2) una excelente estabilidad de bucle (&lt;4 mm) calculado por el sistema-EMM; y (3) la tensión subyacente&gt; 6,9 mV 21. <ol><li> Avanzar la aguja en el miocardio, (4) confirmada por una contracción ventricular prematura de la LV, e inyectar 0,1-0,3 ml del hidrogel en un bolo a una velocidad constante de aproximadamente 0,4-0,5 ml / min utilizando la bomba de jeringa. Repita esto en 6-10 posiciones diferentes como difuso posible. El pH natural del tejido va a neutralizar la solución después de la inyección, sobre la que se forma el hidrogel. </li></ol></li></ol></li><li> Sacrificio <ol><li> Después de la cirugía, con humanidad sacrifica el animal por desangramiento. Cortar la vena cava inferior y eliminar la sangre con un dispositivo de succión. Inducir ventricularfibrilación mediante la colocación de una batería de 9 V en el ápice. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Levy, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-Term+Trends+in+the+Incidence+of+and+Survival+with+Heart+Failure%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Long-Term Trends in the Incidence of and Survival with Heart Failure.</a> The New England Journal of Medicine. 347 (18), 1397-1402 (2002).</li>
<li>Roger, V. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics%E2%80%942012+update%3A+a+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics—2012 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 120 (1), 2-220 (2012).</li>
<li>Peppas, N. A., Huang, Y., Torres-Lugo, M., Ward, J. H., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physicochemical+foundations+and+structural+design+of+hydrogels+in+medicine+and+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Physicochemical foundations and structural design of hydrogels in medicine and biology.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 2 (1), 9-29 (2000).</li>
<li>Olsen, B. D., Kornfield, J. A., Tirrell, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Yielding+Behavior+in+Injectable+Hydrogels+from+Telechelic+Proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Yielding Behavior in Injectable Hydrogels from Telechelic Proteins.</a> Macromolecules. 43 (21), 9094-9099 (2010).</li>
<li>Guvendiren, M., Lu, H. D., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shear-thinning+hydrogels+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Shear-thinning hydrogels for biomedical applications.</a> Soft Matter. 8 (2), 260(2012).</li>
<li>Bastings, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Fast+pH-Switchable+and+Self-Healing+Supramolecular+Hydrogel+Carrier+for+Guided%2C+Local+Catheter+Injection+in+the+Infarcted+Myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">A Fast pH-Switchable and Self-Healing Supramolecular Hydrogel Carrier for Guided, Local Catheter Injection in the Infarcted Myocardium.</a> Advanced Healthcare Materials. 3 (1), 70-78 (2014).</li>
<li>Pawar, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+Hydrogels+from+Segmented+PEG-Bisurea+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Injectable Hydrogels from Segmented PEG-Bisurea Copolymers.</a> Biomacromolecules. 13 (12), 3966-3976 (2012).</li>
<li>Yoon, H. -J., Jang, W. -D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymeric+supramolecular+systems+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Polymeric supramolecular systems for drug delivery.</a> Journal of Materials Chemistry. 20 (2), 211-222 (2009).</li>
<li>Christman, K. L., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+for+the+treatment+of+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Biomaterials for the treatment of myocardial infarction.</a> Journal of the American College of Cardiology. 48 (5), 907-913 (2006).</li>
<li>Yu, L., Ding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+hydrogels+as+unique+biomedical+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Injectable hydrogels as unique biomedical materials.</a> Chemical Society Reviews. 37 (8), 1473-1481 (2008).</li>
<li>Krieg, E., Rybtchinski, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncovalent+Water-Based+Materials%3A+Robust+yet+Adaptive%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+%E2%80%93+A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">Noncovalent Water-Based Materials: Robust yet Adaptive.</a> Chemistry – A European Journal. 17 (33), 9016-9026 (2011).</li>
<li>Davis, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+self-assembling+peptide+nanofibers+create+intramyocardial+microenvironments+for+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells.</a> Circulation. 111 (4), 442-450 (2005).</li>
<li>Li, J., Ni, X., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+drug-delivery+systems+based+on+supramolecular+hydrogels+formed+by+poly%28ethylene+oxide%29s+and+alpha-cyclodextrin%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Injectable drug-delivery systems based on supramolecular hydrogels formed by poly(ethylene oxide)s and alpha-cyclodextrin.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 65 (2), 196-202 (2003).</li>
<li>Dankers, P. Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+formation+of+supramolecular+transient+networks+in+water%3A+a+modular+injectable+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+materials%22%5BJournal%5D)">Hierarchical formation of supramolecular transient networks in water: a modular injectable delivery system.</a> Advanced materials. 24 (20), 2703-2709 (2012).</li>
<li>Dankers, P. Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+in-vivo+characterization+of+supramolecular+hydrogels+for+intrarenal+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Development and in-vivo characterization of supramolecular hydrogels for intrarenal drug delivery.</a> Biomaterials. 33 (20), 5144-5155 (2012).</li>
<li>Kieltyka, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscale+modulation+of+supramolecular+ureidopyrimidinone-based+poly%28ethylene+glycol%29+transient+networks+in+water%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Mesoscale modulation of supramolecular ureidopyrimidinone-based poly(ethylene glycol) transient networks in water.</a> Journal of the American Chemical Society. 135 (30), 11159-11164 (2013).</li>
<li>Vrijsen, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiomyocyte+progenitor+cell-derived+exosomes+stimulate+migration+of+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cellular+and+Molecular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cardiomyocyte progenitor cell-derived exosomes stimulate migration of endothelial cells.</a> Journal of Cellular and Molecular Medicine. 14 (5), 1064-1070 (2010).</li>
<li>Koudstaal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+infarction+and+functional+outcome+assessment+in+pigs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs.</a> Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).</li>
<li>Koudstaal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+delivery+of+insulin-like+growth+factor-1%2Fhepatocyte+growth+factor+stimulates+endogenous+cardiac+repair+in+the+chronic+infarcted+pig+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Translational+Research%22%5BJournal%5D)">Sustained delivery of insulin-like growth factor-1/hepatocyte growth factor stimulates endogenous cardiac repair in the chronic infarcted pig heart.</a> Journal of Cardiovascular Translational Research. 7 (2), 232-241 (2014).</li>
<li>Spoel, T. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-surgical+stem+cell+delivery+strategies+and+in+vivo+cell+tracking+to+injured+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Non-surgical stem cell delivery strategies and in vivo cell tracking to injured myocardium.</a> International Journal of Cardiovascular Imaging. 27 (3), 367-383 (2011).</li>
<li>Gepstein, L., Hayam, G., Shpun, S., Ben-Haim, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+evaluation+of+the+heart+with+a+nonfluoroscopic+electromechanical+mapping+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic evaluation of the heart with a nonfluoroscopic electromechanical mapping technique.</a> Circulation. 96 (10), 3672-3680 (1997).</li>
<li>Gyöngyösi, M., Dib, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+and+prognostic+value+of+3D+NOGA+mapping+in+ischemic+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Diagnostic and prognostic value of 3D NOGA mapping in ischemic heart disease.</a> Nature Reviews Cardiology. 8 (7), 393-404 (2011).</li>
<li>Siepmann, J., Siepmann, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+of+diffusion+controlled+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release+Official+Journal+of+the+Controlled+Release+Society%22%5BJournal%5D)">Modeling of diffusion controlled drug delivery.</a> Journal of Controlled Release Official Journal of the Controlled Release Society. 161 (2), 351-362 (2012).</li>
<li>Kim, H., Fassihi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+binary+polymer+system+in+drug+release+rate+modulation.+2.+Influence+of+formulation+variables+and+hydrodynamic+conditions+on+release+kinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Application of binary polymer system in drug release rate modulation. 2. Influence of formulation variables and hydrodynamic conditions on release kinetics.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 86 (3), 323-328 (1997).</li>
<li>Pape, A. C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscale+characterization+of+supramolecular+transient+networks+using+SAXS+and+rheology%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+Of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Mesoscale characterization of supramolecular transient networks using SAXS and rheology.</a> International Journal Of Molecular Sciences. 15 (1), 1096-1111 (2014).</li>
<li>Lee, B. H., Vernon, B. In Situ-Gelling, Erodible N-Isopropylacrylamide Copolymers. Macromolecular Bioscience. 5 (7), 629-635 (2005).</li>
<li>Annabi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((25th+Anniversary+Article%3A+Rational+Design+and+Applications+of+Hydrogels+in+Regenerative+Medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">25th Anniversary Article: Rational Design and Applications of Hydrogels in Regenerative Medicine.</a> Advanced Materials. 26 (1), 85-124 (2014).</li>
<li>Asai, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+polymer+hydrogels+by+in+situ%2C+rapid+and+reversible+self-gelation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Protein polymer hydrogels by in situ, rapid and reversible self-gelation.</a> Biomaterials. 33 (21), 5451-5458 (2012).</li>
<li>Peppas, N. A., Hilt, J. Z., Khademhosseini, A., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+in+Biology+and+Medicine%3A+From+Molecular+Principles+to+Bionanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Hydrogels in Biology and Medicine: From Molecular Principles to Bionanotechnology.</a> Advanced Materials. 18 (11), (2006).</li>
<li>Lutolf, M. P., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+biomaterials+as+instructive+extracellular+microenvironments+for+morphogenesis+in+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Synthetic biomaterials as instructive extracellular microenvironments for morphogenesis in tissue engineering.</a> Nature Biotechnology. 23 (1), 47-55 (2005).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Un desafío clave es obtener una solución que es inyectable a través de un catéter de largo mientras se mantiene la solución compatible con los compuestos bioactivos. Aunque el pH se debe aumentar para aumentar inyectabilidad, compuestos bioactivos, tales como factores de crecimiento son moléculas frágiles que deben ser manejados con cuidado. Monitoreamos el pH de la solución cuidadosamente utilizando un medidor de pH después de añadir el hydrogelator para confirmar que es pH 9,0 antes de agregar cualquier componentes bioactivos. Inicialmente, varias rondas de ajustar el pH inicial de la PBS eran necesarias para acabar con el pH adecuado. Además, debido a que usamos soluciones relativamente viscosos y un catéter largo y delgado, una gran caída de presión está presente (en el orden de 0,5 MPa, dependiendo de la velocidad de la inyección). Por lo tanto, la atención especial se debe tomar en la selección de las conexiones adecuadas entre la jeringa y el catéter. Una inyección de soportes de la bomba de jeringa controlada, ya que la aplicación de dichas fuerzas a mano es un reto. Porque en vitro experimentos, la solución se gelifica mediante la neutralización de la solución con HCl, mientras que in vivo esto se hace por el pH natural del tejido. Por lo tanto, es importante añadir la cantidad correcta de HCl para evitar un sobreimpulso en el pH. La difusión de este ácido es probablemente el factor limitante en la gelificación del hidrogel en experimentos in vitro; sin embargo, en vivo el líquido tendría un área de superficie de alta el contacto con la neutralización de los tejidos, lo que se traducirá probablemente en un más rápido y de manera más uniforme en comparación con la gelificación gota a gota adición de ácido concentrado. Por otra parte, la conmutación gel es mucho más rápido con este procedimiento leve en comparación con los métodos utilizados anteriormente (0,5 vs hr 2 hr 25). Usando pH natural del cuerpo para la conmutación de las propiedades del material es muy atractiva desde la transición es rápida, reversible, no puede ocurrir en el interior del catéter y es in vivo totalmente automático. Estas propiedades dan ventajas sobre por ejemplo swit térmicaChable geles 26, donde el riesgo de gelificación en un catéter debido a los cambios de temperatura está presente, geles que requieren polimerización fotoinducida, que es un reto debido a la penetración de la luz y la limitada formación de radicales 27, o geles que requieren co-inyección de un iniciador de polimerización o aceleradora 28. El éxito de la liberación de un fármaco desde el hidrogel depende en gran medida el tamaño de la droga. Como se muestra, el fármaco de molécula pequeña se libera inmediatamente, mientras que la liberación gradual de la proteína modelo más de 1 semana muestra la promesa de estos hidrogeles como sistemas de administración para factores de crecimiento. En general, los hidrogeles son más prometedores como herramienta de entrega para los objetos más grandes, tales como proteínas, exosomas y células 29,30. El procedimiento de asignación y la inyección electromecánico 3-D ofrece un enfoque de entrega basado en catéter clínicamente validado por diversas terapias regenerativas del miocardio, como hidrogeles. El Added valor de esta tecnología en comparación con otras técnicas de administración no quirúrgico es la planificación del tratamiento, por lo que es posible diferenciar lo normal, infartado y miocardio hibernado y guiar terapias en el área de interés. Los inconvenientes de este enfoque se refieren a los conocimientos técnicos necesarios y el tiempo y procedimiento caro 20. En el modelo porcino presentado de mapeo electromecánico infarto de miocardio fue seguido por inyecciones intramiocárdicos guiadas con el supramolecular bioactivo UPY-hidrogel. Otras combinaciones con terapias regenerativas tienen que ser probados in vitro e in vivo para ganar más éxito en este campo emergente. Por otra parte, la optimización de los procedimientos de inyectabilidad y esterilización tienes que estar realizado de traducir con éxito este método para un entorno clínico.

Aunque el tratamiento del infarto agudo de miocardio ha mejorado significativamente las tasas de supervivencia, la insuficiencia cardíaca isquémica crónica es un problema importante de salud pública que progresa con el envejecimiento de la población. Hay aproximadamente 6 millones de pacientes con insuficiencia cardiaca en los EE.UU. con un estimado de 25% de aumento en la prevalencia en 2030 1,2. Pérdida inicial de tejido miocárdico conduce a la remodelación cardiaca y eventualmente causa la insuficiencia cardíaca crónica. Excepto para el trasplante de corazón, no existe un tratamiento real para este grupo de pacientes. La creciente deficiencia de corazones de donantes hace hincapié en la necesidad de desarrollar nuevas terapias disponibles para revertir este proceso de remodelación. Por lo tanto, un objetivo para futuras terapias es la regeneración de miocardio perdido. Los hidrogeles son materiales interesantes en el campo de la medicina regenerativa debido a su biocompatibilidad, y su sensibilidad a los factores desencadenantes externos 3. Hidrogeles inyectables ofrecen adventajas más de hidrogeles no inyectables en su uso en cirugía mínimamente invasiva 4. Estos hidrogeles inyectables pueden ser aplicados a través de una jeringa a causa de su alterna distintas dentro de condiciones fisiológicas 5, y, en principio, permiten la inyección con catéter enfoques 6. Diferentes estrategias se han utilizado para materiales inyectables, que van desde la reticulación química después de la inyección de la reticulación física por cualquiera de temperatura, pH y comportamiento 4,7,8 reofluidificante. Aunque varios sistemas han demostrado fácil inyectabilidad a través de una jeringa de 9,10, con el catéter plena compatibilidad no se ha demostrado a menudo 6. Los hidrogeles preparados a partir de polímeros supramoleculares se forman por interacciones no covalentes que se puede cambiar convenientemente de un gel a un estado de solución, y viceversa utilizando los desencadenantes del medio ambiente 11. Además, los precursores de bajo peso molecular permiten una fácil procesabilidad 12,13 </sup&gt;. Las condiciones suaves requeridas para la conmutación permite la adición de varios componentes activos biológicos tales como a menudo difícil de manejar factores de crecimiento. Redes transitorios supramoleculares en agua a base de poli (etilenglicol) (PEG), modificados en sus extremos con ureido-pirimidinona (UPY) restos 14 han demostrado los beneficios de interacciones no covalentes en combinación con aplicaciones biomédicas y se han utilizado como sistema de administración de fármacos en el corazón y 6 bajo la cápsula renal 15. Estas redes se forman por la dimerización de los UPY-grupos blindados desde el entorno acuoso por espaciadores alquilo que forman un bolsillo hidrofóbico. Enlaces de hidrógeno Urea facilita la posterior apilamiento de estos dímeros en nanofibras. Debido a la interacción reversible del dímero UPY-UPY, disparadores, tales como el pH y la temperatura se pueden utilizar para cambiar a partir de soluciones a los geles. El uso de un motivo sintética permite para el diseño de las propiedades de moléculas y de gel para el examen porlongitud tuning ple de las cadenas de PEG y espaciadores alquilo 14,16. Por otra parte, varios componentes bioactivos pueden incorporarse simplemente mezclando la solución hydrogelator supramolecular antes de la inyección, con las drogas o especies bioactivas, tales como factores de crecimiento o exosomas, respectivamente. Los exosomas son pequeñas vesículas de membrana que contienen derivados citosólicas. Ellos son secretadas por muchas células y están implicadas en la comunicación intercelular. Los exosomas derivados de células progenitoras de cardiomiocitos se sugieren para desempeñar un papel en la protección cardiaca 17. Aquí se describe el protocolo de formulación, y en el infarto de inyección in vivo de un hidrogel supramolecular tales bioactivo. Experimentos in vitro que se describen en dar golpe de derecha una indicación de la estabilidad de gel y la liberación del fármaco, lo que permite realizar un ajuste del gel y liberar propiedades antes aplicación in vivo.

<table><tbody><tr><td>1 M HCl</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 M NaOH</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Poliestireno Placa de 24 pocillos</td><td>Falcon</td><td>353047</td><td></td></tr><tr><td>Amiodarona</td><td>Cordaron I.V. (Sanofini)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anton Paar Physica MCR501</td><td>Anton Paar GmbH</td><td></td><td>Equipado con una geometría de placa paralela (25 mm)</td></tr><tr><td>Atropina</td><td>PCH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ventilador</td><td></td><td></td><td></td>de balón</tr><tr><td>Cary 50 Scan Espectrofotómetro UV-Visible</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cary Eclipse Espectrofotómetro de fluorescencia</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parches de</td><td></td><td></td><td></td>desfibrilación</tr><tr><td>DMSO</td><td>Biosolve</td><td>44705</td><td></td></tr><tr><td>Tubo endotraqueal</td><td>Covidien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparina</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Narketan 10 V&eacute; catéter de mapeo de toquinol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>115&nbsp; cm</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midazolam</td><td>Actavis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MilliQ</td><td>MD Milipore MilliQ Sistema</td><td></td><td></td>Integral de Purificación de Agua</tr><tr><td>mRuby2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaCl 0.9% 500&nbsp; cc</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NOGA guiado catéter de inyección Myostar</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NOGA-RefStar EFO-patch</td><td>Biosense Webster</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bromuro de</td><td></td><td></td><td></td>pancuronio</tr><tr><td>Parafilm</td><td>VWR</td><td>IKAA3801100</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P4417&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PET millicel</td><td>Millipore</td><td>PIEP12R48</td><td></td></tr><tr><td>Pirfenidona</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P2116</td><td>Usado desde 100&nbsp; mM stock en DMSO</td></tr><tr><td>Sodiumthiopental</td><td>Inresa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sufentanilo</td><td>Sufentanil-Hameln</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tegaderm</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>UPy-PEG10k</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV-Lamp</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vet ungüento</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Visipaque contrastefluid 100&nbsp; Cc</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

un supramolecular hidrogel inyectable de drogas y cargadas para inyección local catéter en el corazón de cerdo

An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

La regeneración del miocardio perdido es un objetivo importante para las futuras terapias debido a la creciente aparición de insuficiencia cardíaca isquémica crónica y el limitado acceso a los corazones de donantes. Un ejemplo de un tratamiento para recuperar la función del corazón consiste en la administración local de fármacos y compuestos bioactivos a partir de un hidrogel. En este trabajo se presenta un método para formular e inyectar un hidrogel cargado con la droga de forma no invasiva y en el corazón de cerdo usando un catéter largo y flexible específica a lado. El uso de 3-D mapeo electromecánico y la inyección a través de un catéter permite un tratamiento específico del lado del miocardio. Para proporcionar un hidrogel compatible con este catéter, un hidrogel supramolecular se utiliza debido a la conmutación conveniente de un gel a un estado de solución utilizando los desencadenantes ambientales. Poli A pH básico este ureido-pirimidinona modificado (etilenglicol) actúa como un fluido newtoniano que se puede inyectar fácilmente, pero a pH fisiológico la solución cambia rápidamente enun gel. Estas condiciones de conmutación suaves permiten la incorporación de fármacos bioactivos y especies bioactivas, tales como factores de crecimiento y exosomas como se presenta aquí en tanto in vitro como en experimentos in vivo. Los experimentos in vitro dan una indicación sobre golpe de derecha de la estabilidad del gel y la liberación del fármaco, lo que permite realizar un ajuste del gel y suelte propiedades antes de la posterior aplicación in vivo. Esta combinación permite la sintonización óptima del gel a los compuestos bioactivos utilizados y especies, y el sistema de inyección.

Los resultados típicos obtenidos a partir de las mediciones reológicas oscilatorias tanto en la solución y el gel se muestran en la Figura 1. Para la inyección a través de un catéter de largo, con un fluido newtoniano de baja viscosidad es deseable. La viscosidad se midió como función de la velocidad de cizallamiento, mostrando que a pH 8,5 la solución es el adelgazamiento de cizalladura pero a pH 9.0 y 9.5 las soluciones se comportan como fluidos newtonianos como se evidencia por la viscosidad constante de 0,54 y 0,36 Pa · seg, respectivamente (Figura 1A) . Después de neutralizar las muestras, las muestras muestran una respuesta de tipo sólido observado por un módulo de almacenamiento G &#39;que es mayor que el módulo de pérdida G &quot;y por lo tanto un tanδ = G&#39; / G &#39;&lt;1 (Figura 1B). El gel obtiene su resistencia final dentro de los 30 minutos. Mediciones reológicas oscilatorias muestran una respuesta sólida como típico con G &#39;casi independiente de la frec angularuidez y G &#39;&gt; G &quot;para todas las frecuencias medidas (Figura 1C). Esencial para el uso como sistema de administración de fármacos es la erosión del hidrogel en el tiempo. Las interacciones supramoleculares son inherentemente dinámico y permiten una lenta erosión del gel in vitro. Erosión y liberación experimentos se realizaron a 37 ° C utilizando insertos así porosos (Figura 2A y B). Al ajustar la longitud del bloque hidrófobo e hidrófilo 14, un gel que se erosiona durante un período de varias semanas puede ser obtenido (Figura 3A). El gel se erosiona 25% en 2 semanas con una erosión inicial de 10% en el primer día, presumiblemente debido a la hinchazón inicial del hidrogel. Como ejemplo, se estudió tanto la liberación de un fármaco de molécula pequeña (pirfenidona), y la liberación de una proteína modelo fluorescente (mRuby2). Una proteína fluorescente modelo permite una lectura fácil; Sin embargo, in vitro </em&gt; Experimentos de liberación también se pueden realizar en otras proteínas usando ELISA para la cuantificación 6. El fármaco de molécula pequeña es liberado dentro de un día, mientras que las moléculas más grandes como las proteínas se liberan gradualmente durante 1 semana (Figura 3B). Montaje del perfil de liberación de mRuby2 hasta 60% de liberación con el modelo Korsmeyer-Peppas semi-empírica indica la liberación debido a la difusión (n = 0,44) 23. La ausencia de un desplazamiento en el (adaptado) modelo Korsmeyer-Peppas muestra que no hay liberación de ráfaga presente para mRuby2 24. Debido a la limitada cantidad de puntos de datos con un comunicado inferior al 60% de pirfenidona, ningún ajuste se realizó en este perfil de liberación. El sistema de navegación del catéter consta de una consola unidad de comunicación, una estación de trabajo (Figura 4), ​​una almohadilla de localización triangular (la generación de un campo magnético bajo) con un parche de referencia externo, y dos catéteres, el mapeo sensor de punta y la injection catéter (Figura 5). Después de un análisis post-procesamiento se ha filtrado puntos inestables la reconstrucción 3D del endocardio del VI se actualiza en tiempo real con la adquisición de cada nuevo punto de datos y se muestra de forma continua como potenciales de tensión unipolares y bipolares en una escala graduada de color (Figura 6A). La función de acortamiento lineal local (LLS) cuantifica la motilidad regional mediante la obtención de la variación media de la distancia entre el sitio de la muestra y puntos adyacentes al final de la sístole y al final de la diástole. Los valores de tensión media y LLS se calculan para cada segmento y se muestran en el mapa polar. (Figura 6B). La presencia de un potencial anormal o baja unipolar (≤6 mV) y la actividad mecánica alterada (LLS ≤4%) caracteriza las zonas infartadas 22. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig1highres.jpg"width = &quot;700&quot; /&gt; Figura 1 :. evaluación reológica de las soluciones y geles. (A) Viscosidad como una función de la velocidad de cizallamiento para las soluciones a diferentes pH. Para la muestra a pH 8,5 dilución por cizallamiento se observa pero para las muestras a pH 9,0 y 9,5 se obtienen viscosidades constantes, que muestra el comportamiento newtoniano de estas soluciones. De curado (B) Gel seguido por el trazado de tan δ como una función del tiempo. Barrido (C) Frecuencia para una muestra neutralizada después del curado de 2 horas. Las barras de error muestran las desviaciones estándar de 3 mediciones independientes, lo que indica un error típico experimental. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig2highres.jpg" width="600" /> Figura 2:. De configuración para la degradación y liberación de experimentos (A) poli (tereftalato de etileno) así inserto cubiertos con Parafilm para evitar fugas during preparación. (B) 24-pocillos de la placa con inserciones, envuelto con Parafilm para evitar la evaporación del disolvente. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig3highres.jpg" width="700" /> Figura 3:. La erosión y la liberación (A) La erosión del hidrogel en el tiempo. Se observa la erosión gradual del gel durante al menos 2 semanas. (B) La liberación de un fármaco de molécula pequeña y una proteína modelo. Mientras que la pequeña molécula es liberada dentro de un día, la proteína modelo se libera gradualmente a lo largo de una semana sin una liberación significativa de ráfaga. La línea muestra el ajuste del modelo Korsmeyer-Peppas a la etapa inicial de la liberación. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig4highres.jpg" width="600" /> Figura 4: El sistema de navegación del catéter. </strong&gt; consola de unidad de comunicación con NOGA XP sistema de navegación cardiaca. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig5highres.jpg" width="700" /> Figura 5: (A) El catéter de inyección intramiocárdica con jeringa unida. (B) Detalle de la aguja de inyección. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig6highres.jpg" width="700" /> Figura 6: tensión Unipolar y mapa de LLS. (A) mapa Unipolar, OAI (arriba) y ojo de buey (abajo). El color rojo indica valores de tensión unipolares bajas en la base de miocardio (normal) con pérdida de actividad posterolateral eléctrica. El color azul indica miocardio normal, mientras que los colores verde y amarillo indican disminuyeron la viabilidad. (B) Mapa de LLS, OAI (arriba) y ojo de buey (abajo). Indica el color rojotes acinesia de la pared posterolateral, verde y amarillo indican disminución de movimiento de la pared. Los puntos de mapeo se muestran con puntos blancos. La línea blanca dibujada muestra el área de interés, que se caracteriza por tensiones unipolares disminuido y los movimientos de la pared con discapacidad. Puntos marrones representan los puntos de inyección.

Hydrogelators supramoleculares basados ​​en ureido-pirimidinonas permiten un control total sobre las propiedades macroscópicas de gel y el comportamiento de conmutación de sol-gel utilizando pH. A continuación, presentamos un protocolo para la formulación y la inyección de un hydrogelator tales supramolecular a través de un sistema de suministro de catéter para la entrega local directamente en áreas relevantes en el corazón de cerdo.

Un supramolecular hidrogel inyectable de Drogas y cargadas para Inyección local catéter en el corazón de cerdo

Regeneration of lost myocardium is an important goal for future therapies because of the increasing occurrence of chronic ischemic heart failure and the ...

El objetivo general de este procedimiento es inyectar de forma mínimamente invasiva un hidrogel supramolecular cargado con fármaco en un corazón de cerdo infartado, utilizando un catéter largo y flexible. Esto se logra primero preparando una formulación del hidrogel y el fármaco deseado. El segundo paso consiste en investigar las propiedades del hidrogel y la tasa de liberación del fármaco en un entorno in vitro.Luego, cuatro semanas después del infarto de miocardio, se realiza un mapa electromecánico del ventrículo izquierdo del cerdo utilizando puntos de datos tomados de la superficie endocárdica. A continuación, se dirigen inyecciones locales con hidrogel cargado de fármaco hacia el denominado miocardio hibernante. Esta formulación y procedimiento de aplicación convenientes pueden conducir al descubrimiento de nuevas terapias para el infarto de miocardio y demás.La principal ventaja de esta técnica frente a los enfoques percutáneos existentes, como la infusión intracoronaria, es, en primer lugar, la aplicación del hidrogel mediante catéter, y en segundo lugar, la posibilidad de planificación del tratamiento, lo que nos permite guiar el catéter hacia la zona de interés. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el estudio y tratamiento del infarto de miocardio, como las ventajas potenciales de inyectar un material de soporte mecánico y la eficacia de la administración local sostenida de fármacos. Las implicaciones de esta técnica se extienden a nuestra terapia para el infarto de miocardio, ya que la caracterización electro-mecánica permite la identificación de la región infartada y, posteriormente, la inyección dirigida y específica de sitio del hidrogel posibilita la administración local de fármacos.Por lo general, las personas sabían que este método presentaría dificultades porque esta técnica requiere habilidades prácticas con movimientos sutiles del catéter mientras se monitorean los parámetros de estabilidad. La demostración visual de este método es fundamental tanto para la formulación de geles IDE con carga de fármaco. Las inyecciones anteriores mediante un catéter son procedimientos complicados y difíciles de realizar sin experiencia. Como preparación, formule un mililitro de hidrogel al 10% peso por volumen.Comience disolviendo 100 miligramos de hidrogel UP en 900 microlitros de PBS a pH 11,7. En caso de que los hidrogeles se formulen para inyección en animales, todos los pasos deben realizarse utilizando guantes. Luego, agite el hidrogel en el PBS a 70 grados Celsius durante una hora.Una vez que la solución se haya enfriado, verifique el pH. Debe estar alrededor de nueve. La solución es apta durante varios días.Ahora pipetee el fármaco o la molécula de interés en la solución y déjela agitar durante 10 minutos en caso de que el hidrogel vaya a inyectarse en un animal. Complete la preparación esterilizando la solución con luz UV durante una hora. El protocolo por escrito describe cómo se puede analizar el hidrogel.Primero, prepare un inserto plástico suspendido para cultivo celular para una placa de 24 pocillos cubriendo su fondo con parafina para evitar fugas. Luego transfiera 100 microlitros de la solución viscosa preparada al inserto e inmediatamente agregue 1,4 microlitros de ácido clorhídrico uno molar. El pH disminuirá hasta un valor neutro y en 30 minutos el hidrogel se curará.Ahora retire la película parafilm y coloque los insertos en una placa de pocillos, y con 800 microlitros de PBS a pH 7,4, cargue los pocillos vacíos con PBS y selle la placa con paraformo para reducir la evaporación. Luego, deje que las placas incuben con agitación suave a 37 grados Celsius. Renovar periódicamente el PBS y analizar el PBS eliminado en busca de compuestos liberados mediante la erosión del hidrogel y la liberación del fármaco.El procedimiento será demostrado por el Dr. Ton del urich, donde es cardiólogo intervencionista. Cuatro semanas después de inducir un infarto de miocardio, planifique el procedimiento de mapeo electromecánico y configure el sistema en el laboratorio de cateterismo. Primero coloque el parche de referencia externo en la espalda del cerdo anestesiado, luego asegure el acceso vascular a través de la arteria femoral siguiendo el protocolo estándar.Para construir el mapa electromecánico de la superficie endocárdica del VI, utilice una fuente de energía con campo magnético ultra bajo y un catéter con sensor en la punta. A continuación, utilice una inyectora de contraste para obtener un angiograma biplano del ventrículo izquierdo en las proyecciones oblicua anterior derecha de 25 grados y oblicua anterior izquierda de 40 grados. Utilice estas proyecciones para estimar el tamaño del VI.Ahora administre al animal 75 unidades por kilogramo de heparina. Luego avance un catéter de mapeo número ocho francés bajo guía fluoroscópica hacia el ventrículo izquierdo a través de la aorta descendente, el arco aórtico y la válvula aórtica. El catéter puede tener una curva en D o en F.Luego oriente la punta del catéter hacia el ápice del ventrículo izquierdo. Para obtener el primer dato, continúe recopilando datos en el tracto de salida, así como en los puntos lateral y posterior, para formar un contorno 3D que defina los bordes del ventrículo. A continuación, arrastre el catéter de mapeo sobre el endocardio de forma secuencial.Adquiera la ubicación de la punta mientras está en contacto con el endocardio. Finalmente, recolecte datos de todos los segmentos endocárdicos. Luego retire el catéter de mapeo utilizando los datos.Defina el área objetivo. Es donde la actividad eléctrica es casi normal y el movimiento mecánico está comprometido. El denominado miocardio hibernante para la inyección intra-miocardial.Planee utilizar un catéter de inyección compuesto por una aguja de calibre 27 y una luz central en un catéter de número ocho francés para administrar cantidades específicas. Use una jeringa tipo lotus con aproximadamente un mililitro de la solución de hidrogel, y colóquela en una bomba de jeringa para asegurar que la pared miocárdica no sea perforada por la aguja. Los ajustes se realizan según el grosor mínimo de la pared del ventrículo medido en un ecocardiograma reciente.Ajuste la extensión de la aguja a cero grados y luego a 90 grados. A continuación, llene el espacio muerto del sistema con la solución de hidrogel. Después, coloque la punta del catéter de inyección a través de la válvula aórtica y en el área objetivo para cumplir con los primeros criterios de inyección.Es decir, la perpendicularidad del catéter respecto a la pared del VI. En segundo lugar, debe tener una excelente estabilidad del bucle, según lo calculado por el sistema EMM. En tercer lugar, el área objetivo debe tener un voltaje subyacente de al menos 6,9 milivoltios.Si se cumplen estos criterios, avance la aguja hacia el miocardio. Ahora, verifique un cuarto criterio. Debe haber una contracción ventricular prematura del ventrículo izquierdo.Una vez cumplidos todos los criterios, inyecte de 0,1 a 0,3 mililitros del hidrogel a un ritmo constante. Repita la inyección en seis a diez posiciones diferentes, distribuidas lo más difusamente posible, para que el hidrogel funcione como un sistema de liberación de fármacos. Se estudió la erosión gradual que permite la liberación de un pequeño fármaco, pirfenidona, y una proteína fluorescente, así como rubí dos.In vitro, el fármaco pequeño se liberó en un día, mientras que moléculas más grandes como M ruby dos se liberaron durante una semana. No hubo una liberación brusca aparente de moléculas grandes para localizar la región diana para la inyección del fármaco. Se utilizó mapeo miocárdico 3D en tiempo real para crear una reconstrucción del ventrículo izquierdo.Muestra continuamente los potenciales de voltaje en una escala de colores graduada, tras lo cual se ajusta al umbral seleccionado. La función de acortamiento lineal local o LLS cuantifica el movimiento regional de la pared al obtener el cambio promedio en la distancia entre el sitio de muestra y los puntos adyacentes en sístole y diástole final. Luego, estos valores se calculan para cada segmento y se muestran en el mapa polar.Las áreas infartadas se caracterizan por una sensibilidad mecánica alterada o por presentar un valor de LLS inferior al 4 %, y están caracterizadas por potenciales unipolares anormales o bajos, menores a seis milivoltios. Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en una hora y media a dos horas. Es importante planificar adecuadamente este procedimiento y contar con un equipo de personas experimentadas. Siguiendo este procedimiento, pueden implementarse variaciones en el tratamiento para responder preguntas adicionales, como la formulación óptima del hidrogel, la velocidad deseada de liberación del fármaco y la eficacia de diferentes tipos de fármacos.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión sobre cómo formular un hidrogel supramolecular cargado con fármacos y cómo planificar y ejecutar cuidadosamente los procedimientos de mapeo electromecánico y de inyección intramiocárdica. No olvide que trabajar con animales de laboratorio, como los cerdos, requiere la aprobación del comité experimental y debe realizarse de acuerdo con las normativas locales de bienestar animal.

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Un hidrogel Construct y fibrina enfoque basado Pegamento para ofrecer Terapéutica en un infarto de miocardio modelo murino.

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Síntesis de termogelificante poli (N-isopropilacrilamida) compuestos de sulfato de condroitina-injertado con alginato micropartículas de Ingeniería de Tejidos

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Nuevas estrategias terapéuticas en medicina regenerativa cardiaca requieren extensos y detallados estudios en modelos animales preclínicos grandes antes que pueden ser considerados para el uso en seres humanos. Aquí, demostramos una técnica de inyección de contraste percutánea guiada por ecocardiografía intramiocárdica en conejos, que es valiosa para la hipótesis que prueba la eficacia de estas nuevas terapias.

Inyección de contraste percutánea guiada por ecocardiografía intramiocárdica y entrega de celular en un modelo preclínico grande

Describimos una técnica novedosa, rentable y eficiente para la entrega percutánea de implantes coronarios impresos tridimensionalmente para crear modelos porcinos de pecho cerrado de cardiopatía isquémica. Los implantes se fijaron en su lugar utilizando un catéter de extensión de madre e hijo con alta tasa de éxito.

Nuevo enfoque percutáneo para el despliegue de implantes de estenosis coronaria impresa en 3D en modelos porcinos de cardiopatía isquémica

La terapia basada en células madre ha surgido como una estrategia eficiente para reparar los tejidos cardíacos lesionados después del infarto de miocardio. Proporcionamos una aplicación in vivo óptima para el trasplante de células madre utilizando hidrogeles de gelatina que son capaces de ser enzimáticamente cruzados.

Trasplante intramiocardio de hidrogeles inyectables msc-loading después de infarto de miocardio en un modelo murino

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Hidrogeles de polímeros y nanopartículas supramoleculares inyectables para aplicaciones de administración de células y fármacos

El presente protocolo describe tres métodos de administración de agentes terapéuticos cardioactivos en un modelo porcino. Las hembras de cerdo criollo recibieron tratamiento mediante: (1) toracotomía e inyección transepicárdica, (2) inyección transendocárdica basada en catéter o (3) infusión intravenosa a través de una minibomba osmótica de la vena yugular.

Administración de terapias cardioactivas en un modelo de infarto de miocardio porcino

Este artículo detalla un protocolo optimizado para inyecciones intramiocárdicas guiadas por ecocardiografía en modelos de infarto de miocardio en ratas utilizando una aguja de 29 G x 88 mm. Esta técnica garantiza una administración robusta, precisa y reproducible de agentes terapéuticos directamente en la zona periinfarto.

Inyección guiada por ecocardiografía para la administración de células madre intramiocárdicas dirigida y confiable en un modelo de infarto de miocardio en ratas

Aprende a inyectar un hidrogel supramolecular cargado con fármacos en corazones infartados de cerdo mediante catéter flexible. Este método permite la liberación local sostenida de medicamentos y ofrece nuevas posibilidades terapéuticas para el tratamiento del infarto de miocardio.

Un supramolecular hidrogel inyectable de Drogas y cargadas para Inyección local catéter en el corazón de cerdo

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