-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

HE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

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

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

he_IL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Bioengineering
מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר
מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר
JoVE Journal
Bioengineering
This content is Free Access.
JoVE Journal Bioengineering
An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

מולקולריים Hydrogel זריקות וטעוני תרופות להזרקה מקומית צנתר לתוך לב החזיר

Full Text
18,042 Views
10:28 min
June 7, 2015

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

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

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.

Key Study Components

Area of Science

  • Cardiovascular research
  • Drug delivery systems
  • Hydrogel technology

Background

  • Supramolecular hydrogelators based on ureido-pyrimidinones.
  • Importance of pH in controlling gel properties and sol-gel behavior.
  • Challenges in existing percutaneous approaches for myocardial infarction treatment.
  • Need for localized drug delivery methods.

Purpose of Study

  • To develop a catheter-based delivery system for hydrogel injections.
  • To investigate the effectiveness of sustained local drug delivery.
  • To assess the advantages of injecting a mechanically supporting material.

Methods Used

  • Preparation of a 10% weight/volume hydrogel formulation.
  • Electromechanical mapping of the pig's left ventricle.
  • Injection of drug-loaded hydrogel into targeted myocardial areas.
  • Monitoring and adjusting catheter positioning for optimal delivery.

Main Results

  • Successful formulation and injection of the hydrogel in a pig model.
  • Identification of hibernating myocardium for targeted treatment.
  • Demonstrated potential for improved myocardial infarction therapies.
  • Highlighted the importance of catheter stability and precision in injections.

Conclusions

  • The catheter-based hydrogel delivery system shows promise for localized treatment.
  • Further studies are needed to evaluate long-term effects and efficacy.
  • This method may pave the way for new therapeutic strategies in cardiac care.

Frequently Asked Questions

What are supramolecular hydrogelators?
Supramolecular hydrogelators are compounds that can form hydrogels through non-covalent interactions, allowing for tunable properties.
How is the hydrogel injected into the heart?
The hydrogel is injected using a catheter delivery system that allows for precise targeting of the infarcted area.
What is the significance of pH in this study?
pH is crucial for controlling the gel properties and sol-gel transition of the hydrogel used for drug delivery.
What are the potential benefits of this method?
This method may improve localized drug delivery and support myocardial tissue, potentially enhancing recovery after infarction.
Who conducted the demonstration of this technique?
The procedure was demonstrated by Dr. Ton, an interventional cardiologist.
What challenges are associated with this technique?
The technique requires practical skills for catheter manipulation and monitoring of stability parameters during injection.

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.

Explore More Videos

ביו-הנדסה גיליון 100 פולימרים מולקולריים הידרוג'ל הזרקת קטטר משלוח סמים switchability pH מודל חזיר

Related Videos

ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב

11:32

ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב

Related Videos

15.6K Views

הזרקה תוך ורידית מבוססת צנתר של חומרים ניסיוניים: טכניקה להעברת חומרים ניסיוניים תוך ורידי דרך וריד הצוואר במודל עכבר

02:57

הזרקה תוך ורידית מבוססת צנתר של חומרים ניסיוניים: טכניקה להעברת חומרים ניסיוניים תוך ורידי דרך וריד הצוואר במודל עכבר

Related Videos

7.2K Views

הזרקת Transthoracic Intramyocardial אולטרסאונד מונחה בעכברים

08:22

הזרקת Transthoracic Intramyocardial אולטרסאונד מונחה בעכברים

Related Videos

15.9K Views

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

06:15

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

Related Videos

9.4K Views

כל 3D-לב בדיקת רקמות שריר הלב

06:53

כל 3D-לב בדיקת רקמות שריר הלב

Related Videos

9.4K Views

הזרקת Intramyocardial מונחה אקוקרדיוגרפיה ניגודיות מלעורית ואספקה תא בדגם פרה גדולה

14:24

הזרקת Intramyocardial מונחה אקוקרדיוגרפיה ניגודיות מלעורית ואספקה תא בדגם פרה גדולה

Related Videos

12.3K Views

רומן פרעורית הגישה לפריסה של 3D הודפס שתלים היצרות כלילית בתוך מודלים החזירים של מחלת לב איסכמי

06:39

רומן פרעורית הגישה לפריסה של 3D הודפס שתלים היצרות כלילית בתוך מודלים החזירים של מחלת לב איסכמי

Related Videos

7.3K Views

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

09:19

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

Related Videos

4.9K Views

הידרוג'ל פולימר-ננו-חלקיקי להזרקה עבור יישומי אספקת תאים ותרופות

09:39

הידרוג'ל פולימר-ננו-חלקיקי להזרקה עבור יישומי אספקת תאים ותרופות

Related Videos

9K Views

מתן טיפולים קרדיואקטיביים במודל אוטם שריר הלב חזירי

07:20

מתן טיפולים קרדיואקטיביים במודל אוטם שריר הלב חזירי

Related Videos

1.8K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code