Name: ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 32 s
Description: למד לייצר ג'לי מטריצה מרקמה מופרדת-תאית לשימוש כפיגום זריקה בשריר הלב. השיטה מדגימה יצירת סקפולד ספוגי עם חדירת תאים וספיגה בדגם חי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

מחקר זה מומן בחלקו על ידי ניו תוכנית המנהל של NIH ממציא פרס, במסגרת מפת הדרכים NIH למחקר רפואי, באמצעות מספר מענק 1-DP2-OD004309-01. SBS-N. רוצה להודות ה-NSF עבור מלגת מחקר לתארים מתקדמים.

<ol><li>Seif-Naraghi, S. B., Salvatore, M. A., Magoffin-Schup, P. J., Hu, D. P., Christman, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+characterization+of+an+injectable+pericardial+matrix+gel%3A+A+potentially+autologous+scaffold+for+cardiac+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%22%5BJournal%5D)">Design and characterization of an injectable pericardial matrix gel: A potentially autologous scaffold for cardiac tissue engineering.</a> Tissue Engineering. , (2009).</li>
<li>Freytes, D. O., Martin, J., Velankar, S. S., Lee, A. S., Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+rheological+characterization+of+a+gel+form+of+the+porcine+urinary+bladder+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Preparation and rheological characterization of a gel form of the porcine urinary bladder matrix.</a> Biomaterials. 29, 1630-1630 (2008).</li>
<li>Gilbert, T. W., Sellaro, T. L., Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decellularization+of+tissues+and+organs%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Decellularization of tissues and organs.</a> Biomaterials. 27, 3675-3675 (2006).</li>
<li>Liao, J., Joyce, E. M., Sacks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+decellularization+on+the+mechanical+and+structural+properties+of+the+porcine+aortic+valve+leaflet%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Effects of decellularization on the mechanical and structural properties of the porcine aortic valve leaflet.</a> Biomaterials. 29, 1065-1065 (2008).</li>
<li>Singelyn, J. M., DeQuach, J. A., Seif-Naraghi, S. B., Littlefield, R. B., Schup-Magoffin, P. J., Christman, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naturally+derived+myocardial+matrix+as+an+injectable+scaffold+for+cardiac+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Naturally derived myocardial matrix as an injectable scaffold for cardiac tissue engineering.</a> Biomaterials. 30, 5409-5409 (2009).</li>
<li>Christman, K. L., Vardanian, A. J., Fang, Q., Sievers, R. E., Fok, H. H., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+fibrin+scaffold+improves+cell+transplant+survival%2C+reduces+infarct+expansion%2C+and+induces+neovasculature+formation+in+ischemic+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Injectable fibrin scaffold improves cell transplant survival, reduces infarct expansion, and induces neovasculature formation in ischemic myocardium.</a> J Am Coll Cardiol. 44, 654-654 (2004).</li>
<li>Christman, K. L., Fok, H. H., Sievers, R. E., Fang, Q., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fibrin+glue+alone+and+skeletal+myoblasts+in+a+fibrin+scaffold+preserve+cardiac+function+after+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Fibrin glue alone and skeletal myoblasts in a fibrin scaffold preserve cardiac function after myocardial infarction.</a> Tissue Eng. 10, 403-410 (2004).</li>
<li>Huang, N. F., Sievers, R. E., Park, J. S., Fang, Q., Li, S., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+rodent+model+of+myocardial+infarction+for+testing+the+efficacy+of+cells+and+polymers+for+myocardial+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">A rodent model of myocardial infarction for testing the efficacy of cells and polymers for myocardial reconstruction.</a> Nat Protoc. (1), 1596-1609 (2006).</li>
<li>Ott, H. C., Matthiesen, T. S., Goh, S. K., Black, L. D., Kren, S. M., Netoff, T. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perfusion-decellularized+matrix%3A+using+nature%27s+platform+to+engineer+a+bioartificial+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart.</a> Nat Med. 14, 213-221 (2008).</li>
<li>Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extracellular+matrix+as+a+biologic+scaffold+material%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The extracellular matrix as a biologic scaffold material.</a> Biomaterials. 28, 3587-3593 (2007).</li>
</ol>

שימוש בבעלי חיים: כל הניסויים במחקר זה בוצעו בהתאם להנחיות שפורסמו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת השתמש באוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו ואת האגודה האמריקנית לטיפול בבעלי חיים ההסמכה של המעבדה.

שיטה זו מאפשרת לדור של פיגומים נגזר ביולוגי הניתן להזרקה לצורך הנדסת רקמות שריר הלב. אמנם בשיטות אלו פותחו בתחילה עבור ייצור ו בבדיקת vivo של ג&#39;ל מטריצה ​​שריר הלב המוצג כאן עם ג&#39;ל מטריצה ​​קרום הלב, בפרוטוקול זה יכול להיות מותאם לשימוש עם רקמה, בתנאי הרקמה ניתן decellularized כראוי. Decellularization יש לבצע ומאומת לפני השימוש בשיטות אלה, כמו נוכחות של דנ&quot;א בג&#39;ל המטריצה ​​עלול לגרום תגובה חיסונית לא רצויות. יש מגוון דרכים decellularize החומר, ביקורות טוב...

<table><tbody><tr><td>&lt;חזק&gt;ריאגנטים:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פפסין</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>p6887-1G</td><td>ליופיליזציה (מסוגג בקיפאון) </td></tr><tr><td>ביוטין</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>21217</td><td></td></tr><tr><td>Neutravidin-HRP</td><td>Thomas Scientific</td><td>21130</td><td></td></tr><tr><td>&lt;חזק&gt;ציוד:&lt;/strong&gt; </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wiley Mini Mill</td><td>Thomas Scientific</td><td>3383L10</td><td></td></tr><tr><td>מקפיא-מייבש (ליופיליזטור) של Labconco</td><td>Labconco Corp.</td><td>7670520</td><td></td></tr><tr><td>&lt;חזק&gt;ציוד כירורגי:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Betadine</td><td>Purdue Products L.P.</td><td>67618-154-16</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת רינגר לקטט</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>003966</td><td></td></tr><tr><td>KY Jelly</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>28658</td><td></td></tr><tr><td>לידוקאין, 2%</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>17767</td><td></td></tr><tr><td>בופרנורפין הידרוכלוריד</td><td>Reckitt Benckiser</td><td>12496-0757-1</td><td></td></tr><tr><td>משחת דמעות מלאכותיות</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9860843</td><td></td></tr><tr><td>משחת אנטיביוטיקה משולשת</td><td>Fisher Scientific</td><td>19082795</td><td></td></tr><tr><td>איסופלורן</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>60307-120-25</td><td></td></tr><tr><td>אוטוסקופ </td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>008699</td><td></td></tr><tr><td>עצור ברז</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>006245</td><td></td></tr><tr><td>חוט תפירה Vicryl במידה 3-0</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>J327H</td><td></td></tr><tr><td>חוט תפר פרולין 5-0</td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>s-1173</td><td></td></tr><tr><td>מחט חיתוך הפוכה (RC)</td><td>Ethicon Inc.</td><td>8684G</td><td></td></tr><tr><td>מיקרו-המוסטטים </td><td>Fine Science Tools</td><td>13013-14</td><td></td></tr><tr><td>פינצטות מיקרו לשיני חולדה</td><td>Fine Science Tools</td><td>11084-07</td><td></td></tr><tr><td>סכין מנתח מס' 10</td><td>Fine Science Tools</td><td>10110-01</td><td></td></tr><tr><td>מספריים בעלי קצוות קהים</td><td>Fine Science Tools</td><td>14108-09</td><td></td></tr><tr><td>מספריים קמורים חדים</td><td>Fine Science Tools</td><td>14085-08</td><td></td></tr><tr><td>פינצטה גדולה עם שיניים</td><td>Fine Science Tools</td><td>1106-12</td><td></td></tr><tr><td>צינור שאיבה PE160</td><td>BD Biosciences</td><td>427430</td><td></td></tr><tr><td>קוצצים </td><td>MWI Veterinary Supply</td><td>21608</td><td></td></tr><tr><td>מהדקי עור/מהדק עור </td><td>Ethicon Inc.</td><td>PRR35</td><td></td></tr><tr><td>&lt;חזק&gt;ציוד כללי:&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלטות ערבוב</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>0.1 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>10x PBS</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1x PBS</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>אתנול 70%</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מזרקים של 0.1 מ"ל</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מזרק 10 מ"ל</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מקלונים לבד (Q-tips)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>דבק כירורגי</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>סדין כירורגי</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>תפסני מגבת</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>שואב אבק ידני קטן </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב

Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

פרוטוקול זה מספק שיטות להכנת ג&#39;ל בזריקות תאית (ECM) מטריצה ​​עבור יישומי הנדסה רקמת שריר הלב. בקצרה, היא רקמה decellularized lyophilized, הסתובבו, מתעכל enzymatically, והביא אז pH פיזיולוגי. Lyophilization מסיר את כל התוכן מים מן הרקמה, וכתוצאה מכך ECM יבש שניתן האדמה לאבקה דקה עם מפעל קטן. לאחר טחינה, אבקת ECM מתעכל עם פפסין להקים מטריצה ​​להזרקה. לאחר תקנון ל-pH 7.4, חומר נוזלי מטריצה ​​יהיה ניתן להזריק לתוך שריר הלב. תוצאות של מבחני אפיון קודמים הראו כי המטריצה ​​ג&#39;לים המופק רקמות decellularized קרום הלב ואת שריר הלב לשמור רכיבים ECM הילידים, כולל חלבונים, פפטידים מגוונים glycosaminoglycans. לאור השימוש בחומר זה עבור הנדסת רקמות, באפיון vivo שימושית במיוחד; כאן, שיטה לביצוע זריקה עירונית לתוך החדר השמאלי (LV) קיר פנוי מוצג כאמצעי ניתוח התגובה לארח הג&#39;ל מטריקס מודל חיה קטנה. גישה חלל החזה הוא צבר דרך הסרעפת ואת הזריקה נעשית מעט מעל לשיא בקיר LV חינם. פיגום ביולוגי נגזר ניתן דמיינו ידי תיוג-ביוטין לפני הזריקה ולאחר מכן מכתים סעיפים רקמה עם צנון סוס peroxidase-מצומדות neutravidin באופן חזותי באמצעות מכתים (DAB) diaminobenzidine. ניתוח באזור ההזרקה יכולה להיעשות גם עם צביעה היסטולוגית ו immunohistochemical. בדרך זו, הג&#39;לים נבדק בעבר מטריצה ​​קרום הלב ואת שריר הלב הוצגו בצורה סיבי, רשתות נקבוביים לקדם היווצרות כלי בתוך האזור ההזרקה.

שיטות להכנת ג&#39;ל מטריצה ​​בזריקות מרקמות decellularized והזרקת אותו לתוך שריר הלב חולדה<em&gt; In vivo</em&gt; מתוארים.

פרוטוקול זה מספק שיטות להכנת ג'ל מטריצה חוץ-תאית (ECM) הניתן להזרקה עבור יישומים של הנדסת רקמות שריר הלב.

ג'לי מטריצה המופקים מרקמת פריקרד ומיוקרד שעברה דצולריזציה שומרים על רכיבי מטריצה חוץ-תאית טבעיים, כולל חלבונים, פפטידים וגליקוזאמינוגליקנים מגוונים. מטריצות רקמתיות אלו יכולות לשמש להנדסת רקמות. בסרטון זה, ג'לי מטריצה מיוצרים על ידי דצולריזציה של רקמת פריקרד כדי להפיק מטריצה חוץ-תאית שאינה תאית.לאחר מכן, המטריצה החוץ-תאית מעובדת כדי ליצור גרסה נוזלית מומסת. לאחר מכן, המטריצה המומסת נבדקת במודל של בעל חיים קטן כדי לקבוע את היתכנותה כפיגום להזרקה. ניתוח היסטולוגי ואימונוהיסטוכימי מדגימים כי במצב של in vivo, החומר המוזרק יוצר פיגום סיבי נקבובי המאפשר חדירה של תאי כלי דם.שלום, שמי סוניה זקי. אני סטודנטית לתואר מתקדם במעבדתה של ד"ר קרן כריסמן באוניברסיטת קליפורניה סן דייגו. היום נכין ECM מומס מרקמה שעברה דסלולריזציה ונבצע הדגמה של בדיקות in vivo ליישומים של הנדסת רקמות לבביות.טכניקות אלו חשובות לפיתוח טיפול באמצעות ביו-חומר להזרקה עבור טיפול באי-ספיקת לב. את ההליך הכירורגי לאחר אוטם שריר הלב תדגים פאם שוט מקפין, נוירוכירורגית וטרינרית במעבדה שלנו. אז בואו נתחיל.התחל את הפרוטוקול על ידי דצולריזציה של הרקמה כדי להותיר רק את המטריצה החוץ-תאית (ECM). ראשית, הנח פריקארד פוריני (porcine pericardium) בכלי כימי עם מים דה-יוניים ושטוף אותו באמצעות ערבוב במשך 30 דקות בטמפרטורת החדר. לאחר השטיפה,

fabrication-biologically-derived-injectable-materials-for-myocardial

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

הנה, אנחנו מדגימים ייצור של קולגן מבוסס, רקמה בונה המכיל myoblasts השלד. 3-D אלה בונה מהונדסים עשויים לשמש כדי להחליף או לתקן...

המצאה של Myogenic בונה רקמות מהונדסות

הדור של רקמת שריר לב מיושר הוא דרישת מפתח להתאמת ההתקדמות בביולוגיה של תאי גזע למטרות שימושיות מבחינה קלינית. להלן נתאר גישת הדפסת microcontact לשליטה המדויקת של צורת תא ותפקודו. שימוש באוכלוסיות מטוהרות מאוד של תאי גזע עובריים מופקים אבות לב, אז אנחנו מייצרים רקמת שריר לב מתפקד איזוטרופי.

דור של רקמות שריר לב פונקציונליות מזדהות באמצעות הדפסת microcontact

ליצירת מבנים מאורגנים מאוד של רקמה מורכבת, יש להרכיב מספר חומרים וסוגי תאים לכדי קומפוזיט משולב.  עיצוב קומבינטורי זה משלב יריעות תאים שכבתיות ספציפיות לאיבר עם שני חומרים נפרדים שמקורם ביולוגית המכילים בסיס מטריצה סיבי חזק, ותאי אנדותל לשיפור היווצרות כלי דם חדשים.

הנדסת רקמות: בנייה תאית 3D פיגום למשלוח גיליונות סלולריים שכבות

פרוטוקול זה נועד להקל על המגבלה של השתלת תאים לקויה לטיפול בתאי גזע באוטם שריר הלב באמצעות שימוש במערכת הידרוג'ל ודבק מבוסס פיברין. בגישה זו, ניתן לשמור על מגע בין תא לרקמה לאחר אוטם, מה שמגדיל את הפוטנציאל הטיפולי של גורמים מועילים באתר הפציעה.

Hydrogel לבנות והפיברין מבוסס גישת דבק כדי לספק Therapeutics באוטם שריר הלב דגם Murine.

כתב יד זה מתאר את היצירה של רקמות לב מהונדסות מוגדרות באמצעות ביטוי סמני פני השטח ומיון תאים. לאחר מכן ניתן להשתמש ברקמות המוגדרות בביו-ריאקטור רב-רקמתי כדי לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב על מנת לספק מערכת מודל פונקציונלית, אך מבוקרת, של הלב האנושי.

בניית רקמות לב Engineered האנושית תחם לחקור מנגנונים של טיפול בתאי לב

פרוטוקול זה מתאר את הזיוף של microcryogels אלסטית macroporous תלת-ממד על-ידי שילוב מיקרו-מלאכותית עם טכנולוגיית cryogelation. בעת טעינת עם תאים, נוצרים 3D microtissues, אשר יכול להיות מוזרק בקלות בתוך vivo כדי להקל על הטיפול משובי או לצרפן מערכים להקרנה תפוקה גבוהה סמים ' במבחנה .

Microtissues תלת-ממד עבור טיפול בזריקות רגנרטיבית ותפוקה גבוהה והתרופות הקרנה

פרוטוקול זה מתאר את decellularization מלא של שריר הלב האנושי תוך שמירה על מרכיביו מטריצה חוץ-תאית. עיבוד נוסף של התוצאות מטריצה חוץ-תאית בייצור של microparticles ו הידרוג וההספק עצמית של cytoprotective.

עיבוד של רקמת הלב האנושי כלפי עצמי בהרכבת הידרוג במבחנה ויישומים In Vivo מטריצה חוץ-תאית

פרוטוקול זה מתאר שיטה מבוססת-עובש נטו ליצירת רקמות לגרדום ללא לב תלת מימדי עם המבנית משביע רצון והתנהגות מכות סינכרוני.

שיטה המבוססת על עובש נטו הבריאה ברקמת הלב לגרדום ללא תלת מימדי

טיפול מבוסס תאי גזע התפתח כאסטרטגיה יעילה לתיקון רקמות לב פגועות לאחר אוטם שריר הלב. אנו מספקים יישום vivo אופטימלי להשתלת תאי גזע באמצעות הידרוג'לים ג'לטין המסוגלים להיות מקושרים אנזימטית.

השתלה תוך-שרירית של הידרוג'ל להזרקה בטעינת MSC לאחר אוטם שריר הלב במודל מורין

רקמות לב תלת-ממדיות שהונדסו ביולוגית באמצעות קרדיומיוציטים שמקורם בתאי גזע התגלו כמודלים מבטיחים לחקר שריר הלב האנושי הבריא והחולה במבחנה תוך שחזור היבטים מרכזיים של נישת הלב הטבעית. כתב יד זה מתאר פרוטוקול לייצור וניתוח רקמות לב מהונדסות בעלות תוכן גבוה שנוצרו מקרדיומיוציטים פלוריפוטנטיים המושרים על ידי תאי גזע המושרים על ידי בני אדם.

תכנון ביוריאקטור לשיפור איסוף הנתונים והפקת מודלים של רקמות לב מהונדסות

מוצגת שיטה הניתנת לשחזור ליצירת רקמות שריר הלב תלת מימדיות המשלבות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס (MEW), פיגומי פוליקפרולקטון (PCL) והידרוג'לים פיברין עם קרדיומיוציטים ופיברובלסטים שמקורם ב-hiPSC. טכניקה זו מציעה שליטה מדויקת על ארכיטקטורת הפיגומים וניתן ליישם אותה בבדיקות תרופות פרה-קליניות ובמודלים של מחלות לב.

יצירת רקמת שריר הלב האנושית בתלת מימד באמצעות כתיבה אלקטרו-ספינינג נמס של פיגומי פוליקפרולקטון ותאי לב שמקורם ב-hiPSC

למד לייצר ג'לי מטריצה מרקמה מופרדת-תאית לשימוש כפיגום זריקה בשריר הלב. השיטה מדגימה יצירת סקפולד ספוגי עם חדירת תאים וספיגה בדגם חי.

ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב

גלה סרטונים נוספים