RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
DOI: 10.3791/52450-v
A. C. H. Pape*1, Maarten H. Bakker*1, Cheyenne C. S. Tseng2, Maartje M. C. Bastings1, Stefan Koudstaal2, Pierfrancesco Agostoni2, Steven A. J. Chamuleau2, Patricia Y. W. Dankers1
1Institute for Complex Molecular Systems, Department of Biomedical Engineering, Laboratory of Chemical Biology,Eindhoven University of Technology, 2Department of Cardiology, Division Heart and Lungs, Interuniversity Cardiology Institute of the Netherlands (ICIN),University Medical Center Utrecht
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
This article presents a protocol for the minimal invasive injection of a drug-loaded supramolecular hydrogel into an infarcted pig heart using a catheter delivery system. The method allows for controlled local delivery and has potential implications for new therapies in myocardial infarction treatment.
hydrogelators מולקולריים המבוסס על ureido-pyrimidinones לאפשר שליטה מלאה על תכונות ג'ל מקרוסקופית והסול-ג'ל התנהגות המיתוג באמצעות pH. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לגיבוש והזרקת hydrogelator כגון מולקולריים באמצעות מערכת מסירת קטטר למסירה מקומית ישירות באזורים רלוונטיים בלב החזיר.
המטרה הכוללת של הליך זה היא להזריק הידרוג'ל על-מולקולרי טעון תרופה ללב חזיר עם אוטם באמצעות קטטר ארוך וגמיש. זה מושג על ידי הכנת תכשיר של הידרוג'ל מאוחר יותר והתרופה הרצויה. השלב השני הוא לחקור את תכונות ההידרוג'ל ואת קצב שחרור התרופה בסביבה חוץ גופית.
לאחר מכן, ארבעה שבועות לאחר אוטם שריר הלב, נוצרת מפה אלקטרומכנית של החדר השמאלי של החזיר באמצעות נקודות נתונים שנלקחו מהמשטח האנדוקרדיאלי. ואז מה שנקרא שריר הלב בתרדמת חורף מיועד להזרקות מקומיות עם הידרוג'ל עמוס בתרופות. הליך ניסוח ויישום נוח זה יכול להוביל לחשיפת טיפולים חדשים לאוטם שריר הלב וכן הלאה.
היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני גישות מלעוריות קיימות כמו תפליט תוך כלילי הוא אחד, יישום הצנתר של ההידרוג'ל, והשני, האפשרות לתכנון טיפול, המאפשר לנו להנחות את הצנתר לאזור העניין. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח במחקר ובטיפול באוטם שריר הלב, כגון יתרונות פוטנציאליים של הזרקת חומר תומך מכני ויעילות מתן תרופות מקומי מתמשך. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על הטיפול שלנו ואוטם שריר הלב מכיוון שהמיפוי האלקטרומכני מאפשר זיהוי של האזור האוטם ולאחר מכן הזרקה מודרכת ספציפית לאתר של הידרוג'ל מאפשרת מתן תרופות מקומי.
בדרך כלל, אנשים ידעו ששיטה זו תתקשה מכיוון שטכניקה זו דורשת מיומנויות מעשיות עם תנועות עדינות של הצנתר תוך ניטור פרמטרים של יציבות. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית הן כניסוח של ג'ל IDE עומס תרופות. אנטי הזרקה באמצעות קטטר הם פרוצדורות מאתגרות שקשה לבצע ללא ניסיון בהכנה לנסח מיליליטר של 10% משקל בנפח הידרוג'ל.
התחל בהמסת 100 מיליגרם של הידרוג'ל מאוחר יותר ב-900 מיקרוליטר PBS ב-pH 11.7. במקרה שההידרוג'לים מנוסחים להזרקה לבעלי חיים, יש לבצע את כל השלבים עם כפפות. לאחר מכן מערבבים את ההידרוג'ל לתוך ה- PBS בחום של 70 מעלות צלזיוס למשך שעה.
לאחר שהתמיסה התקררה, בדוק את ה-pH. זה אמור להיות בסביבות תשע. הפתרון טוב למספר ימים.
כעת הכניסו את התרופה או המולקולה המעניינת לתמיסה ותנו לה לערבב במשך 10 דקות למקרה שההידרוג'ל יוזרק לבעל חיים. השלם את ההכנה על ידי עיקור UV של התמיסה למשך שעה. פרוטוקול הטקסט סוקר כיצד ניתן לנתח את ההידרוג'ל.
ראשית, הכינו תוספת תרבית תאים תלויה מפלסטיק לצלחת 24 בארות על ידי כיסוי תחתיתה בבושם למניעת דליפה. לאחר מכן העבירו 100 מיקרוליטר מהתמיסה הצמיגה המוכנה לתוך התוספת, והוסיפו מיד 1.4 מיקרוליטר של חומצה הידרוכלורית מולרית אחת. ה-pH יירד לערך ניטרלי ותוך 30 דקות ההידרוג'ל יתרפא.
כעת הסר את סרט הפרה והניח את התוספות לצלחת באר, וב 800 מיקרוליטר PBS ב- pH 7.4, טען את הבארות הריקות ב- PBS ואטום את הצלחת בפרפורם כדי להפחית את האידוי. לאחר מכן הניחו לצלחות לדגור בתסיסה עדינה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. רענון תקופתי של ה-PBS וניתוח ה-PBS שהוסר עבור תרכובות משוחררות על ידי שחיקת הידרוג'ל ושחרור תרופות.
מי שידגים את ההליך יהיה ד"ר טון מבית החולים, שם הוא קרדיולוג התערבותי. ארבעה שבועות לאחר השראת אוטם שריר הלב, תכננו את הליך המיפוי האלקטרומכני והקימו את המערכת במעבדת הצנתורים. תחילה הנח את מדבקת הייחוס החיצונית על גב החזיר המורדם ולאחר מכן אבטח גישה לכלי הדם דרך עורק הירך על פי הפרוטוקול הסטנדרטי.
כדי לבנות את המפה האלקטרומכנית של המשטח האנדוקרדיאלי LV, השתמש במקור אנרגיה של שדה מגנטי נמוך במיוחד ובצנתר עם קצה חיישן. לאחר מכן, השתמש במזרק כוח כדי לקבל אנגיוגרמה של החדר השמאלי הדו-כנפי במבט אלכסוני קדמי ימני של 25 מעלות ו-40 מעלות שמאל אלכסוני קדמי. השתמש בתצוגות אלה כדי להעריך את גודל ה-lv.
כעת תנו לבעל החיים 75 יחידות לק"ג הפרין. לאחר מכן התקדם קטטר מיפוי צרפתי מספר שמונה בהנחיה פלואורוסקופית לחדר השמאלי דרך אבי העורקים היורד, קשת אבי העורקים ושסתום אבי העורקים. לצנתר יכולה להיות עקומת D או F.
לאחר מכן כוון את קצה הקטטר לקודקוד החדר השמאלי. כדי להשיג את הנתונים הראשונים, המשך לאסוף נתונים על דרכי הזרימה, הנקודות הצדדיות והאחוריות ליצירת צללית תלת מימדית, המגדירה את גבולות החדר. לאחר מכן, גרור את קטטר המיפוי מעל האנדוקרדיום וברצף.
רכוש את מיקום הקצה כשהוא במגע עם האנדוקרדיום. בסופו של דבר, אסוף נתונים מכל המקטעים האנדוקרדיאליים. לאחר מכן הסר את קטטר המיפוי באמצעות הנתונים.
הגדר את אזור היעד. זה המקום שבו הפעילות החשמלית קרובה לנורמה והתנועה המכנית נפגעת. מה שנקרא שריר הלב בתרדמת חורף להזרקה תוך שריר הלב.
תכנן להשתמש בצנתר הזרקה המורכב ממחט 27 ולומן ליבה בצנתר צרפתי מספר שמונה כדי לספק כמויות ספציפיות. מזרק לוטוס עם כמיליליטר אחד מתמיסת ההידרוג'ל, והנח אותו במשאבת מזרק כדי להבטיח שדופן שריר הלב לא ינוקבה על ידי המחט. ההתאמות נעשות על פי עובי דופן מינימלי של החדר שנמדד באקו-לב שנבדק לאחרונה.
כוונן את הארכת המחט לאפס מעלות ול-90 מעלות. לאחר מכן מלאו את החלל המת במערכת בתמיסת ההידרוג'ל. לאחר מכן, הנח את קצה צנתר ההזרקה על פני המסתם האאורטלי ולתוך אזור היעד כדי לעמוד בקריטריוני ההזרקה הראשונים.
כלומר בניצב של הצנתר לדופן ה-LV. שנית, עליו להיות בעל יציבות לולאה מצוינת כפי שחושב על ידי מערכת EMM. שלישית, אזור היעד חייב להיות בעל מתח בסיסי של לפחות 6.9 מילי-וולט.
אם קריטריונים אלה מתקיימים, יש לקדם את המחט לשריר הלב. כעת, בדוק קריטריון רביעי. חייבת להיות התכווצות מוקדמת של החדר השמאלי.
כאשר כל הקריטריונים מתקיימים, יש להזריק 0.1 עד 0.3 מיליליטר של ההידרוג'ל בקצב קבוע. חזור על ההזרקה בשישה עד 10 מצבים שונים הממוקמים בצורה מפוזרת ככל האפשר כדי שההידרוג'ל יתפקד כמערכת אספקת תרופות. שחיקה חייבת להתרחש שחרור הדרגתי של תרופה קטנה פירפנידון וחלבון פלואורסצנטי, ונחקרו אודם שניים.
במבחנה, התרופה הקטנה משתחררת תוך יום, בעוד שמולקולות גדולות יותר, כמו M, רובי שתיים, משתחררות במשך שבוע. לא היה שחרור פרץ של מולקולות גדולות כדי לאתר את אזור המטרה להזרקת התרופה. מיפוי שריר הלב התלת-ממדי בזמן אמת שימש ליצירת שחזור של החדר השמאלי.
הוא מוצג ברציפות כפוטנציאל מתח בסולם צבעים מדורג ולאחר מכן הוא מותאם לסף שנבחר. הקיצור הליניארי המקומי או פונקציית LLS מכמתת את תנועת הקיר האזורית על ידי השגת השינוי הממוצע במרחק בין אתר הדגימה לנקודות סמוכות בסיסטולה ובדיאסטולה הקצה. ערכים אלה מחושבים לאחר מכן עבור כל קטע ומוצגים במפת הקוטב.
אזורים עם אוטם מאופיינים ברגישות מכנית לקויה או בעלי ערך LLS מתחת ל -4% והם מאופיינים בפוטנציאלים חד קוטביים חריגים או נמוכים שהם פחות משישה מילי-וולט לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך שעה וחצי עד שעתיים תוך ביצוע הליך זה. חשוב לתכנן את זה כראוי ושיהיה צוות של אנשים מנוסים בעקבות הליך זה. ניתן ליישם וריאציות בטיפול כדי לענות על שאלות נוספות כגון ניסוח הידרוג'ל אופטימלי, קצב שחרור רצוי של תרופות ויעילות של סוגים שונים של תרופות.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לנסח הידרוג'ל סופר מולקולרי עמוס בתרופות וכיצד לתכנן ולבצע בקפידה את המיפוי האלקטרומכני ואת הליכי ההזרקה הבין-שריר הלב. אל תשכח שעבודה עם חיות מעבדה כמו חזירים דורשת אישור של ועדת הניסוי וצריכה להתבצע על פי תקנות הרווחה המקומיות.
Related Videos
11:32
Related Videos
15.6K Views
02:57
Related Videos
7.2K Views
08:22
Related Videos
15.9K Views
06:15
Related Videos
9.4K Views
06:53
Related Videos
9.4K Views
14:24
Related Videos
12.3K Views
06:39
Related Videos
7.3K Views
09:19
Related Videos
4.9K Views
09:39
Related Videos
9K Views
07:20
Related Videos
1.8K Views