Name: Un supramolecolare idrogel iniettabile and Drug-caricato per catetere iniezione locale nel cuore di maiale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: Scopri l'iniezione minimamente invasiva di un idrogel supramolecolare caricato con farmaci nel cuore infartuato di maiale mediante catetere flessibile. Questo metodo consente il rilascio localizzato sostenuto e offre nuove prospettive terapeutiche per il trattamento dell'infarto miocardico.

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Questo lavoro è stato finanziato dal Ministero dell&#39;Istruzione, della Cultura e della Scienza (programma Gravity 024.001.035), l&#39;Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO), il Consiglio europeo della ricerca (FP7 / 2007-2013), dell&#39;accordo di sovvenzione del CER 308045 e condotto all&#39;interno della quadro LSH TKI. Questo fa parte della ricerca del Progetto P1.03 PENT del programma di ricerca del materiali biomedici dell&#39;istituto, co-finanziato dal Ministero olandese degli Affari economici. Questo progetto è stato sostenuto da ICIN - Netherlands Heart Institute ( <a href="www.icin.nl">www.icin.nl</a> ) e la &quot;Wijnand M. Pom Stichting&quot;. Gli autori desiderano ringraziare Henk Janssen e Joris Peters per la sintesi del UpY-hydrogelator e Remco Arts per fornire il mRuby2. Ringraziamo Bert Meijer, Tonny Bosman, Roxanne Kieltyka, Stijn Kramer, Joost Sluijter, Imo Hoefer, e Frebus van Slochteren per le molte discussioni utili e Marlijn Jansen, Joyce Visser, Grazia Croft e Martijn van Nieuwburg per teassistenza stenza autorizzato.

NOTA: Tutte le esperimenti in vivo sono stati condotti in conformità con la guida per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio presso l&#39;Istituto di Laboratorio risorse animali. Gli esperimenti sono stati approvati dal Comitato Sperimentazione Animale della Facoltà di Medicina della Università di Utrecht, Paesi Bassi. 1. Formulazione del Hydrogel <ol><li> Per preparare 1 ml del gel 10% in peso, sciogliere 100 mg di UpY-hydrogelator in una fiala in 900 microlitri di PBS pH 11,7 da agitazione a 70 ° C per 1 ora con un agitatore magnetico. Successivamente raffreddare la soluzione viscosa fino a temperatura ambiente. La soluzione dovrebbe avere un pH di circa 9,0. Questa soluzione può essere conservata per diversi giorni. </li><li> Pipettare la quantità appropriata di farmaco o biomolecola che viene sciolto in PBS neutra nella soluzione viscosa e mescolare per 10 minuti per raggiungere una distribuzione uniforme. Se la soluzione diventa troppo viscoso, poco riscaldarlo con acqua calda. </li><li> Posizionare la soluzione per 1 ora sotto una lampada UV per sterilizzare. </li></ol> 2. Analisi di Hydrogel <ol><li> Valutazione reologiche della soluzione <ol><li> Prima di caricare il gel, montare la geometria piastra-piastra 25 mm reometro, impostare la temperatura a 20 ° C e caricare la piastra con acqua per evitare l&#39;evaporazione del gel durante la misurazione. </li><li> Pipettare 300 microlitri della soluzione su una geometria piastra-piastra 25 mm un reometro mantenuta a 20 ° C e abbassare le piastre di ottenere una distanza di spazio di 0,5 mm. </li><li> Viscosità di taglio Record in funzione della sollecitazione di taglio ,1-500 Pa con 10 punti per decennio. </li></ol></li><li> Valutazione reologica del gel <ol><li> Pipettare 300 microlitri della soluzione sulla piastra e pipetta un totale di 4,2 ml di 1 M HCl in punti diversi della soluzione di indurre la formazione di gel. </li><li> Abbassare le piastre ad una distanza gap di 0,5 mm e lasciare la cura gel per circa 30 min. Durante questo processo di polimerizzazione, misurare la conservazione e perdita moduli a bassa frequenza e tensione, per esempio, rispettivamente 1 rad / sec e 0,5%. </li><li> Dopo il gel è polimerizzato (dopo circa 30 min), memorizzazione di registrazioni e perdite moduli come funzione della frequenza (0,1-100 rad / sec) e successivamente come funzione della deformazione (0.1-1,000%). </li></ol></li></ol> 3. Erosione e Stampa Esperimenti <ol><li> Trasferire 100 microlitri della soluzione viscosa contenente il farmaco o biomolecola in un poli (etilene tereftalato) appesi inserto coltura cellulare per 24-pozzetti piastra con dimensione dei pori 8,0 micron. Per evitare perdite della soluzione di polimero, mentre in fase liquida, coprire il fondo degli inserti con parafilm (Figura 2A). </li><li> Subito dopo pipetta 1,4 ml di 1 M HCl in cima alla soluzione viscosa per ridurre il pH a circa 7.0-7.2 e lasciare la cura gel all&#39;interno dell&#39;inserto per circa 30 min. </li><li> Rimuovere il Parafilm from gli inserti, posizionare l&#39;inserto in una piastra da 24 pozzetti e riempire il pozzo con 800 l di PBS pH 7.4. Incubare la piastra a 37 ° C con lento dondolio o movimento agitazione. Per evitare l&#39;evaporazione del solvente, riempire pozzetti rimanenti vuote con PBS e sigillare la piastra da 24 pozzetti con parafilm (Figura 2B). </li><li> Periodicamente aggiornare la PBS e analizzare il PBS rimosso in seguito rilasciato prodotto erosione UpY o droga / biomolecole. <ol><li> Quantificare prodotti erosione UpY o pirfenidone misurando assorbimento UV a 265 nm o 320 nm, rispettivamente. Per proteina fluorescente mRuby2 emissione di misura la fluorescenza a 587 nm dopo eccitazione a 559 nm. </li><li> Tradurre i valori di assorbimento / emissione di misura a concentrazioni tramite curve di calibrazione predeterminati. <ol><li> Preparare curve di calibrazione dissoluzione una serie di concentrazioni note dell&#39;analita in tampone e misurare l&#39;assorbanza UV o emissione fluorescente di questi campioni. Interpolare i dati tramite una funzione lineare a detErmine la concentrazione dei campioni sconosciuti. Per le proteine ​​non fluorescenti utilizzare ELISA rilevamento 6. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Iniezione locale tramite un catetere <ol><li> Induzione di infarto miocardico <ol><li> Dopo 12 ore di digiuno, esclusa l&#39;acqua, sedare il maiale nel suo stabile iniettando midazolam 0,4 mg / kg, ketamina 10 mg / kg e atropina 0,014 mg / kg per via intramuscolare. </li><li> Amministrare tiopentale sodico 5 mg / kg per via endovenosa per indurre anestesia e intubare il maiale con un tubo endotracheale. Eseguire palloncino ventilazione ad una velocità di 12 / min, se necessario, durante il trasporto degli animali alla sala operatoria. </li><li> Al suo arrivo al teatro operazione avviare immediatamente la ventilazione meccanica a pressione positiva con FiO 2 0,50, 10 ml / kg volume corrente, e una frequenza di 12 / min sotto capnografia continua. Utilizzare veterinario pomata sugli occhi per prevenire la secchezza. </li><li> Inizia anestesia bilanciata da intraven continuoinfuso ous di midazolam 0,5 mg / kg / ora, sufentanil 2,5 mg / kg / ora e il bromuro di pancuronio 0.1 mg / kg / ora. Al fine di garantire l&#39;anestesia corretta monitorano continuamente l&#39;ECG, la pressione arteriosa, la temperatura e capnografia. </li><li> Per via endovenosa infondere 4.3 mg / kg di amiodarone e posizionare il catetere intracardiaco defibrillazione nel ventricolo destro utilizzando il sheeth venoso 18. </li><li> Occludere il distale sinistra discendente anteriore (LAD) al secondo ramo diagonale da intracoronarica palloncino di occlusione, per 90 min, in conformità al protocollo descritto in precedenza 18. </li></ol></li><li> Mappatura elettromeccanico <ol><li> A quattro settimane dopo infarto miocardico, pianificare la procedura di mappatura. Preparazione del sistema (figura 4) nel laboratorio di cateterizzazione per la mappatura elettromeccanico 3D (EMM) del ventricolo sinistro. Con questo sistema miocardio vitale, ibernato e infartuata possono essere identificati senza guida fluoroscopica. Per costruire un tale EM-map acquisire un serie di punti in più posizioni sulla superficie endocardica LV utilizzando una fonte energetica campo magnetico bassissimo e un catetere sensore con punta 19,20. </li><li> Anestetizzare il maiale, seguendo il protocollo passi 4.1.1-4.1.4. </li><li> Collocare il cerotto riferimento esterno sulla schiena del maiale. </li><li> Fissare l&#39;accesso vascolare (arteria femorale) secondo il protocollo 18. </li><li> Dopo aver ottenuto un biplano ventricolare sinistra angiogramma nel 25 ° a destra obliqua anteriore (RAO) e 40 ° a sinistra obliqua anteriore (LA) allo scopo di stimare sinistra dimensioni ventricolari, dare 75 U / kg di eparina. </li><li> Advance 8 French-mapping (D o curva F) catetere sotto guida fluoroscopica all&#39;aorta discendente, arco aortico e attraverso la valvola aortica nel ventricolo sinistro (LV). </li><li> Orientate la punta del catetere all&#39;apice del ventricolo sinistro per acquisire i primi dati, seguita dal tratto di efflusso, punti posteriori laterale e per formare una sagoma 3D, definire i confini del ventricle. </li><li> Ottenere punti successivi fino a che tutti i segmenti endocardici sono state campionate trascinando il catetere di mappatura sul endocardio e sequenzialmente acquisire la posizione della punta mentre è in contatto con l&#39;endocardio 21,22. </li><li> Definire l&#39;area di destinazione, cioè dove l&#39;attività elettrica è (quasi) il movimento normale e meccanico compromessa, i cosiddetti miocardio ibernato (Figura 6). </li></ol></li><li> Iniezione intramiocardica <ol><li> Sostituire il catetere mapping catetere iniezione intramiocardico che è composto di un ago calibro 27 e un lume nucleo all&#39;interno di un catetere 8 French (Figure 5A e B). Per offrire importi specifici, caricare una siringa volumi classificato con circa 2 ml di soluzione di idrogel e metterlo in una pompa a siringa. </li><li> Regolare l&#39;estensione dell&#39;ago a 0 ° e 90 ° di flessione e collocare 0,1 ml della soluzione di idrogel per riempire lo spazio morto dell&#39;ago. Quindi, posizionare iliniezione punta del catetere attraverso la valvola aortica e nella zona di destinazione. </li><li> Incontra i seguenti criteri per una posizione di iniezione all&#39;interno dell&#39;area di destinazione determinata a 4.2.9: (1) posizione perpendicolare del catetere alla parete BT; (2) eccellente stabilità del loop (&lt;4 mm) come calcolato dalla EMM sistema; e (3) la tensione di fondo&gt; 6.9 mV 21. <ol><li> Avanzare l&#39;ago nel miocardio, (4), confermata da una contrazione ventricolare prematura del LV, e iniettare 0.1-0.3 ml di idrogel in un bolo ad una velocità costante di circa 0,4-0,5 ml / min utilizzando la pompa a siringa. Ripetere questo a 6-10 posizioni diverse come diffusa possibile. Il pH naturale del tessuto sarà neutralizzare la soluzione dopo l&#39;iniezione, su cui si forma l&#39;idrogel. </li></ol></li></ol></li><li> Sacrificio <ol><li> Post-procedura, umanamente sacrificare l&#39;animale per dissanguamento. Tagliare la vena cava inferiore e rimuovere il sangue con un dispositivo di aspirazione. Indurre ventricolare fibrillazione posizionando una batteria 9 V sul vertice. </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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Una sfida fondamentale è quello di ottenere una soluzione che è iniettabile attraverso un lungo catetere mantenendo la soluzione compatibile con i composti bioattivi. Anche se il pH dovrebbe essere aumentata per aumentare iniettabilità, composti bioattivi, come i fattori di crescita sono molecole fragili che devono essere maneggiati con cura. Monitoriamo il pH della soluzione strettamente con un pHmetro dopo aver aggiunto il hydrogelator per confermare che è pH 9,0 prima di aggiungere componenti bioattivi. Inizialmente, vari cicli di regolazione del pH iniziale del PBS sono stati necessari per terminare con il pH giusto. Inoltre, perché usiamo soluzioni relativamente viscose e un catetere lungo e sottile, una grande caduta di pressione è presente (dell&#39;ordine di 0,5 MPa, a seconda della velocità di iniezione). Pertanto, particolare attenzione dovrebbe essere presa nella scelta dei giusti collegamenti tra la siringa e il catetere. Una iniezione di supporti pompa siringa controllata, come l&#39;applicazione di tali forze a mano è difficile. Per in vitro esperimenti, la soluzione è stata gelated neutralizzando la soluzione con HCl, mentre in vivo questo è fatto dal pH naturale del tessuto. Pertanto, è importante aggiungere la giusta quantità di HCl per impedire un superamento del pH. La diffusione di questo acido è probabilmente il fattore limitante nel gelificazione dell&#39;idrogel in esperimenti in vitro; tuttavia, in vivo il liquido avrebbe una elevata superficie di contatto con il tessuto neutralizzanti, che molto probabilmente una più veloce e più uniforme rispetto a gelificazione aggiunta goccia a goccia di acido concentrato. Inoltre, la commutazione gel è molto più veloce con questa procedura lieve rispetto ai metodi utilizzati in precedenza (0,5 ore vs 2 hr) 25. Utilizzando pH naturale del corpo per la commutazione delle proprietà del materiale è molto interessante poiché la transizione è rapida, reversibile, non può verificarsi all&#39;interno del catetere e in vivo è completamente automatico. Queste proprietà offrono vantaggi rispetto ad esempio swit termicochable gelifica 26, dove è presente il rischio di gelificazione in un catetere a causa di cambiamenti di temperatura, gel che richiedono fotoindotto polimerizzazione, che è difficile a causa della penetrazione limitata luce e la formazione di radicali 27, o gel che richiedono co-iniezione di un iniziatore di polimerizzazione o accelleratore 28. Rilascio di successo di un farmaco dal idrogel dipende in gran parte dalla dimensione del farmaco. Come mostrato, la piccola molecola di farmaco viene rilasciato immediatamente, mentre il rilascio graduale del modello proteine ​​oltre 1 settimana mostra la promessa di questi idrogel come sistemi di somministrazione di fattori di crescita. In generale, gli idrogel sono più promettenti come strumento di consegna per oggetti più grandi come proteine, exosomes e cellule 29,30. Il elettromeccanico procedura di mappatura e di iniezione 3-D fornisce un approccio di consegna catetere a base di clinicamente validato per varie terapie rigenerative del miocardio, come l&#39;idrogel. Il addevalore d di questa tecnologia rispetto ad altre tecniche di consegna non chirurgica è la pianificazione del trattamento, rendendo possibile differenziare miocardio normale, infartuato e ibernare e guidare terapie nella zona di interesse. Inconvenienti di questo approccio riguardano le competenze tecniche necessarie e il tempo e procedura costosa 20. Nel modello suino presentato di infarto miocardico mappatura elettromeccanico è stato seguito da iniezioni intramiocardici guidate con il bioattivo supramolecolare UpY-idrogel. Altre combinazioni con terapie rigenerative devono essere testati in vitro e in vivo per ottenere più successo in questo settore emergente. Inoltre, l&#39;ottimizzazione delle procedure di iniettabilità e sterilizzazione devono essere eseguite a tradurre con successo questo metodo per un ambiente clinico.

Anche se il trattamento dell&#39;infarto miocardico acuto ha migliorato in modo significativo i tassi di sopravvivenza, l&#39;insufficienza cardiaca ischemica cronica è un grave problema di salute pubblica che progredisce con l&#39;invecchiamento della popolazione. Ci sono circa 6 milioni di pazienti con insufficienza cardiaca negli Stati Uniti con una stima di aumento del 25% della prevalenza nel 2030 1,2. Perdita iniziale del tessuto miocardico porta a rimodellamento cardiaco e, infine, provoca insufficienza cardiaca cronica. Fatta eccezione per il trapianto di cuore, non vi è alcuna reale trattamento per questo gruppo di pazienti. Il difetto maggiore di cuori donatori sottolinea la necessità di sviluppare nuove terapie disponibili per invertire questo processo di rimodellamento. Pertanto, un obiettivo per future terapie è la rigenerazione di perdita miocardio. Gli idrogel sono materiali interessanti nel campo della medicina rigenerativa a causa della loro biocompatibilità, e la loro sensibilità ai trigger esterni 3. Idrogeli iniettabili offrono annunciovantaggi oltre idrogel non iniettabili nel loro uso in chirurgia mini-invasiva 4. Questi idrogel iniettabili possono essere applicati attraverso una siringa a causa della loro commutabilità entro condizioni fisiologiche 5, e in linea di consentire l&#39;iniezione tramite catetere approcci 6. Diverse strategie sono state utilizzate per i materiali iniettabili, che vanno dalla reticolazione chimica dopo l&#39;iniezione di reticolazione fisica da una temperatura, pH e shear-assottigliamento comportamento 4,7,8. Anche se diversi sistemi hanno dimostrato facile iniettabilità tramite una siringa 9,10, pieno catetere-compatibilità non è stata dimostrata spesso 6. Idrogel preparati da polimeri supramolecolari sono formati da interazioni non-covalenti che possono essere accesi convenientemente da un gel a uno stato soluzione, e viceversa utilizzando inneschi ambientale 11. Inoltre, i precursori basso peso molecolare consentono una facile lavorabilità 12,13 </sup&gt;. Le condizioni blande richieste per la commutazione permettono l&#39;aggiunta di vari componenti attivi biologici quali spesso difficile da gestire fattori di crescita. Reti transitori supramolecolari in acqua a base di poli (glicole etilenico) (PEG), end-modificati con ureido-pyrimidinone (UpY) porzioni 14 hanno mostrato i benefici di interazioni non covalenti in combinazione con applicazioni biomediche e sono stati utilizzati come sistema di rilascio di farmaci nel cuore 6 e sotto la capsula renale 15. Queste reti sono formate da dimerizzazione dei UpY gruppi schermati dall&#39;ambiente acquoso mediante distanziatori alchilici formano una tasca idrofoba. Legame Urea idrogeno facilita la successiva sovrapposizione di questi dimeri in nanofibre. A causa dell&#39;interazione reversibile del dimero UpY-UpY, trigger quali pH e la temperatura possono essere usati per commutare da soluzioni per gel. L&#39;uso di un motivo sintetico consente per la progettazione delle proprietà molecola e gel, ad esameLunghezza sintonia ple dei PEG-catene e distanziali alchil 14,16. Inoltre, diversi componenti bioattivi possono essere incorporati semplicemente miscelando la soluzione hydrogelator supramolecolare prima dell&#39;iniezione, con farmaci o specie bioattivi, come i fattori di crescita o esosomi, rispettivamente. Esosomi sono piccole vescicole di membrana che contengono derivati ​​citosoliche. Essi sono secreti dalle molte cellule e sono coinvolti nella comunicazione intercellulare. Esosomi derivati ​​da cellule progenitrici cardiomiociti si suggerisce di svolgere un ruolo nella protezione cardiaca 17. Qui, descriviamo il protocollo di formulazione, e in iniezione miocardica vivo di un idrogel supramolecolare tale bioattivo. Gli esperimenti in vitro sono descritti che danno sulla forehand un&#39;indicazione di stabilità gel e rilascio del farmaco, che consente una regolazione del gel e rilasciare proprietà prima applicazione 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>Polistirene Piastra a 24 pozzetti</td><td>Falcon</td><td>353047</td><td></td></tr><tr><td>Amiodarone</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>Dotato di una geometria della piastra parallela (25 mm)</td></tr><tr><td>Atropina</td><td>PCH</td><td></td><td></td></tr><tr>Ventilatore <td></td><td></td><td></td><td>a palloncino</td></tr><tr><td>Cary 50 Scan Spettrofotometro UV-visibile</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cary Eclipse Spettrofotometro a fluorescenza</td><td>Varian</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cerotti</td><td></td><td></td><td></td>per defibrillazione</tr><tr><td>DMSO</td><td>Biosolve</td><td>44705</td><td></td></tr><tr><td>Tubo endotracheale</td><td>Covidien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eparina</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Narketan 10 V&eacute; catetere per mappatura 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 di purificazione</td><td></td><td></td>dell'acqua integrale</tr><tr><td>mRuby2</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaCl 0,9% 500&nbsp; catetere per iniezione Myostar guidato cc</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NOGA</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>Pancuronio bromuro Parafilm</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></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>Pirfenidone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P2116</td><td>Usato da 100&nbsp; mM stock in DMSO</td></tr><tr><td>Sodiotiopentale</td><td>Inresa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sufentanil</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>Unguento veterinario</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Visipaque fluido di contrasto 100&nbsp; Cc</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

un supramolecolare idrogel iniettabile and drug-caricato per catetere iniezione locale nel cuore di maiale

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

La rigenerazione del miocardio perso è un obiettivo importante per le future terapie a causa della crescente incidenza di insufficienza cardiaca ischemica cronica e l&#39;accesso limitato ai cuori dei donatori. Un esempio di un trattamento per recuperare la funzione del cuore consiste nella fornitura locale di farmaci e bioattivi da un idrogel. In questo documento viene introdotto un metodo per formulare e iniettare un idrogel farmaco caricato in modo non invasivo e nel cuore di maiale con un lungo catetere flessibile specifico lato. L&#39;utilizzo di 3-D mapping elettromeccanico e iniezione attraverso un catetere consente trattamento specifico lato del miocardio. Per fornire un idrogel compatibili con questo catetere, un idrogel supramolecolare viene utilizzato a causa della commutazione conveniente da un gel a uno stato soluzione utilizzando fattori ambientali. Poly a pH basico questo ureido-pyrimidinone modificato (glicole etilenico) agisce come un fluido Newtoniano facilmente iniettato, ma a pH fisiologico la soluzione passa rapidamente inun gel. Queste condizioni blande commutazione consentono l&#39;incorporazione di farmaci bioattivi e specie bioattivi, come i fattori di crescita e exosomes mentre presentiamo qui sia in vitro ed in vivo. Gli esperimenti in vitro fornirà un&#39;indicazione sul dritto della stabilità gel e rilascio del farmaco, che consente una regolazione del gel e rilasciare proprietà prima della successiva applicazione in vivo. Questa combinazione consente la sintonizzazione ottimale del gel ai composti bioattivi utilizzati e specie, e il sistema di iniezione.

I risultati tipici ottenuti dalle misurazioni reologiche oscillatorie sia sulla soluzione e il gel sono mostrati in figura 1. Per l&#39;iniezione attraverso un lungo catetere, un fluido Newtoniano a bassa viscosità è desiderabile. Viscosità stata misurata come funzione della velocità di taglio, mostrando che a pH 8.5 soluzione è assottigliamento shear ma a pH 9.0 e 9.5 le soluzioni si comportano come fluidi newtoniani come evidenziato dalla viscosità costante di 0,54 e 0,36 Pa · sec, rispettivamente (Figura 1A) . Si neutralizza i campioni, i campioni mostrano una risposta simile a solido osservato da un modulo di stoccaggio G &#39;, che è più grande del modulo di perdita G &quot;e quindi un tanδ = G&quot; / G&#39; &lt;1 (Figura 1B). Il gel ottiene la sua forza finale entro 30 minuti. Oscillatorie misure reologiche mostrano una tipica risposta simile a solido con G &#39;quasi indipendente dalla frequenza angolareuency e G &#39;&gt; G &quot;per tutte le frequenze misurate (Figura 1C). Essenziale per l&#39;uso come sistema di rilascio di farmaci è l&#39;erosione del idrogel nel tempo. Le interazioni supramolecolari sono intrinsecamente dinamici e consentono una lenta erosione del gel in vitro. Erosione e rilasciare esperimenti vengono eseguiti a 37 ° C utilizzando inserti e porosi (Figura 2A e B). Accordando la lunghezza del blocco idrofobo e idrofilo 14, un gel che erode in un periodo di diverse settimane può essere ottenuto (Figura 3A). Il gel erode 25% in 2 settimane con una erosione iniziale del 10% nel primo giorno, presumibilmente a causa di gonfiore iniziale dell&#39;idrogel. Come esempio, sia il rilascio di un farmaco piccolo molecola (pirfenidone), e il rilascio di una proteina versione fluorescente (mRuby2) è stato studiato. Una proteina fluorescente modello consente una facile lettura; tuttavia, in vitro </em&gt; Esperimenti di rilascio possono essere eseguite anche su altre proteine ​​con ELISA per la quantificazione 6. La piccola molecola farmaco viene rilasciato entro un giorno, mentre le molecole più grandi come le proteine ​​vengono gradualmente rilasciate oltre 1 settimana (Figura 3B). Montaggio del profilo di rilascio di mRuby2 fino al 60% il rilascio con la semi-empirica modello Korsmeyer-Peppas indica rilascio a causa di diffusione (n = 0.44) 23. L&#39;assenza di un offset nel (adattato) modello Korsmeyer-Peppas dimostra che non vi è alcun scoppio rilascio presenti mRuby2 24. A causa del numero limitato di punti di dati con un rilascio inferiore al 60% per pirfenidone, senza raccordo è stata effettuata su questo profilo di rilascio. Il sistema di navigazione del catetere è costituito da una console dell&#39;unità di comunicazione, una stazione di lavoro (figura 4), ​​un tampone posizione triangolare (generazione di un campo magnetico a bassa) con una benda riferimento esterno, e due cateteri, la mappatura sensore a punta e la injection catetere (Figura 5). Dopo l&#39;analisi post-elaborazione ha filtrato punti instabili ricostruzione endocardica 3D del LV è aggiornato in tempo reale con l&#39;acquisizione di ogni nuovo punto di dati ed è continuamente visualizzato come potenziali di tensione unipolari e bipolari su una scala di colori graduata (figura 6A). La funzione di accorciamento lineare locale (LLS) quantifica il movimento della parete regionale ottenendo la variazione media distanza tra sito di esempio e punti adiacenti a fine sistole e telediastole. I valori di tensione media e LLS sono calcolati per ciascun segmento e visualizzati nella mappa polare. (Figura 6B). La presenza di un potenziale anormale o bassa unipolare (≤6 mV) e attività meccanica ridotta (LLS ≤4%) caratterizza aree infartuati 22. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig1highres.jpg"width = &quot;700&quot; /&gt; Figura 1 :. valutazione reologica delle soluzioni e gel. (A) Viscosità in funzione della velocità di taglio per le soluzioni a diverso pH. Per il campione a pH 8,5 shear assottigliamento è osservato, ma per i campioni a pH 9,0 e 9,5 viscosità costanti sono ottenuti, che mostra il comportamento newtoniano di queste soluzioni. Polimerizzazione (B) Gel seguita riportando δ tan in funzione del tempo. Sweep (C) di frequenza per un campione neutralizzato dopo indurimento 2 ore. Le barre di errore mostrano deviazioni standard di 3 misurazioni indipendenti, che indica un tipico errore sperimentale. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig2highres.jpg" width="600" /> Figura 2:. Setup per la degradazione e rilasciare esperimenti (A) di poli (etilene tereftalato) ben inserto ha coperto con Parafilm per evitare perdite during preparazione. (B) 24-pozzetti piastra con inserti, avvolto con Parafilm per evitare l&#39;evaporazione del solvente. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig3highres.jpg" width="700" /> Figura 3:. Erosione e di uscita (A) Erosione del idrogel nel corso del tempo. Erosione graduale del gel per almeno 2 settimane si osserva. (B) di uscita di una piccola molecola di droga e un modello della proteina. Mentre la piccola molecola viene rilasciato entro un giorno, la proteina modello è gradualmente rilasciato più di una settimana senza un significativo rilascio di scoppio. La linea mostra l&#39;adattamento del modello Korsmeyer-Peppas alla fase iniziale del rilascio. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig4highres.jpg" width="600" /> Figura 4: Il sistema di navigazione del catetere. </strong&gt; console Unità di comunicazione con NOGA XP cardiache Sistema di Navigazione. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig5highres.jpg" width="700" /> Figura 5: (A) Il catetere iniezione intramiocardico con la siringa attaccata. (B) Particolare di ago per iniezione. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/52450/52450fig6highres.jpg" width="700" /> Figura 6: tensione unipolare e LLS mappa. (A) map unipolare, vista LAO (in alto) e tori occhio (in basso). Il colore rosso indica i valori di bassa tensione unipolari alla base del miocardio (normale) con la perdita di attività postero elettrica. Il blu indica miocardio normale, mentre i colori verde e giallo indicano diminuzione della redditività. (B) map LLS, vista LAO (in alto) e tori occhio (in basso). Colore rosso indicaTES acinesia nella parete postero, verde e giallo indicano un diminuito movimento della parete. I punti di mappatura indicata da punti bianchi. La linea bianca disegnata mostra l&#39;area di interesse, caratterizzata da tensioni unipolari diminuite e mozioni parete deteriorati. Punti di Brown rappresentano i siti di iniezione.

Hydrogelators supramolecolari basati su ureido-pyrimidinones consentono il pieno controllo delle proprietà macroscopiche di gel e il comportamento di commutazione sol-gel con pH. Qui, vi presentiamo un protocollo per la formulazione e l&#39;iniezione di un hydrogelator tale supramolecolare tramite un sistema di posizionamento del catetere per la consegna locale direttamente in aree rilevanti nel cuore di maiale.

Un supramolecolare idrogel iniettabile and Drug-caricato per catetere iniezione locale nel cuore di maiale

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

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di iniettare in modo minimamente invasivo un idrogel supramolecolare caricato con un farmaco in un cuore di maiale infartuato, utilizzando un catetere lungo e flessibile. Questo viene realizzato innanzitutto preparando una formulazione di idrogel e del farmaco desiderato. Il secondo passaggio consiste nell'analizzare le proprietà dell'idrogel e la velocità di rilascio del farmaco in un contesto in vitro.Quindi, quattro settimane dopo l'infarto miocardico, viene realizzata una mappa elettromeccanica del ventricolo sinistro del maiale utilizzando punti dati prelevati dalla superficie endocardica. Successivamente, il cosiddetto miocardio ibernante viene bersagliato con iniezioni locali di idrogel caricato con farmaco. Questa formulazione e procedura di applicazione pratiche possono portare alla scoperta di nuove terapie per l'infarto miocardico e così via.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto agli attuali approcci percutanei, come l'effusione intracoronarica, è duplice: uno, l'applicazione del gel idrofilo mediante catetere, e due, la possibilità di pianificare il trattamento, che ci permette di guidare il catetere verso l'area di interesse. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nello studio e nel trattamento dell'infarto miocardico, come i potenziali vantaggi dell'iniezione di un materiale meccanicamente di supporto e l'efficacia della somministrazione locale prolungata di farmaci. Le implicazioni di questa tecnica riguardano la terapia dell'infarto miocardico poiché la mappatura elettromeccanica consente l'identificazione della regione infartuata e l'iniezione successiva, mirata e specifica per sito, di gel idrofilo permette la somministrazione locale di farmaci.Generalmente, le persone sapevano che questo metodo avrebbe presentato difficoltà, poiché questa tecnica richiede competenze pratiche con movimenti delicati del catetere mentre si monitorano i parametri di stabilità. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale sia per la formulazione dei gel IDE contenenti il farmaco. Le iniezioni antiattraverso un catetere sono procedure complesse e difficili da eseguire senza esperienza. In preparazione, formulare un millilitro di idrogel al 10% in peso per volume.Iniziare sciogliendo 100 milligrammi di idrogel in 900 microlitri di PBS a pH 11,7. Se gli idrogeli sono formulati per essere iniettati negli animali, tutti i passaggi devono essere eseguiti indossando guanti. Successivamente, agitare l'idrogel nel PBS a 70 gradi Celsius per un'ora.Dopo che la soluzione si è raffreddata, verificare il pH. Dovrebbe essere circa nove. La soluzione è utilizzabile per diversi giorni.Ora pipettare il farmaco o la molecola di interesse nella soluzione e lasciarla mescolare per 10 minuti, nel caso in cui l'idrogel debba essere iniettato in un animale. Completare la preparazione sterilizzando la soluzione con raggi UV per un'ora. Il protocollo testuale illustra come può essere analizzato l'idrogel.Per prima cosa, preparare un inserto di plastica sospeso per coltura cellulare per piastra a 24 pozzetti coprendone il fondo con parafilm per prevenire perdite. Successivamente, trasferire 100 microlitri della soluzione viscosa preparata nell'inserto e aggiungere immediatamente 1,4 microlitri di acido cloridrico uno molare. Il pH scenderà a un valore neutro e in 30 minuti l'idrogel si polimerizzerà.Ora rimuovere la pellicola di parafilm e posizionare gli inserti in una piastra a pozzetti; aggiungere 800 microlitri di PBS a pH 7,4, riempire i pozzetti vuoti con PBS e sigillare la piastra con parafilm per ridurre l'evaporazione. Quindi lasciare incubare le piastre con agitazione delicata a 37 gradi Celsius. Rinnovare periodicamente il PBS ed analizzare il PBS rimosso per individuare i composti rilasciati mediante l'idrogel erosion e il rilascio del farmaco.La procedura sarà dimostrata dal Dottor Ton dell'urich, dove lavora come cardiologo interventista. Quattro settimane dopo aver indotto un infarto miocardico, pianificare la procedura di mappatura elettromeccanica e configurare il sistema in sala cateterismo. Posizionare innanzitutto la patch di riferimento esterna sulla schiena del maiale anestetizzato, quindi garantire l'accesso vascolare attraverso l'arteria femorale seguendo il protocollo standard.Per costruire la mappa elettromeccanica della superficie endocardica del VS, utilizzare una sorgente di energia a campo magnetico ultra basso e un catetere con sensore in punta. Successivamente, utilizzare un iniettore automatico per ottenere un angiogramma ventricolare sinistro in proiezione obliqua anteriore destra a 25 gradi e obliqua anteriore sinistra a 40 gradi. Utilizzare queste proiezioni per stimare le dimensioni del VS.Ora somministrare all'animale 75 unità per chilogrammo di eparina. Quindi avanzare un catetere mappante di numero otto French, sotto guida fluoroscopica, nel ventricolo sinistro attraverso l'aorta discendente, l'arco aortico e la valvola aortica. Il catetere può avere una curvatura D o F.Quindi orientare la punta del catetere verso l&#39;apice del ventricolo sinistro. Per acquisire il primo dato, continuare a raccogliere dati sul tratto di efflusso, sui punti laterale e posteriore per formare una silhouette 3D, definendo i margini del ventricolo. Successivamente, trascinare il catetere di mappatura sull&#39;endocardio in modo sequenziale.Acquisire la posizione della punta mentre è a contatto con l'endocardio. Alla fine, raccogliere dati da tutti i segmenti endocardici. Quindi rimuovere il catetere di mappaggio utilizzando i dati.Definire l'area bersaglio. È la zona in cui l'attività elettrica è vicina alla norma ma il movimento meccanico è compromesso. Il cosiddetto miocardio ibernante per l'iniezione intramiocardica.Utilizzare un catetere di iniezione composto da un ago da 27 gauge e un lume centrale all'interno di un catetere di calibro otto franc per somministrare quantità specifiche. Riempire una siringa Lotus con circa un millilitro della soluzione di idrogel e posizionarla su una pompa per siringhe per assicurarsi che l'ago non perfori la parete miocardica. Le regolazioni vengono effettuate in base allo spessore minimo della parete del ventricolo misurato su un ecocardiogramma recente.Regolare l'estensione dell'ago a zero gradi e a 90 gradi. Successivamente, riempire lo spazio morto del sistema con la soluzione di idrogel. Quindi, posizionare la punta del catetere di iniezione oltre la valvola aortica e nell'area bersaglio per soddisfare i criteri della prima iniezione.Si tratta della perpendicolarità del catetere rispetto alla parete del ventricolo sinistro. In secondo luogo, deve presentare un'eccellente stabilità del loop, calcolata dal sistema EMM. In terzo luogo, l'area target deve avere una tensione sottostante di almeno 6,9 millivolt.Se questi criteri sono soddisfatti, avanzare l'ago nel miocardio. Ora, verificare un quarto criterio: deve essere presente una contrazione ventricolare prematura del ventricolo sinistro.Quando tutti i criteri sono soddisfatti, iniettare da 0,1 a 0,3 millilitri dell'idrogel a velocità costante. Ripetere l'iniezione in sei a dieci posizioni diverse, distribuite il più diffusamente possibile, affinché l'idrogel funzioni come sistema di somministrazione del farmaco. È stato studiato il rilascio graduale, mediante erosione, di un piccolo farmaco, la pirfenidone, e di una proteina fluorescente, e ruby due.Il farmaco di piccole dimensioni è stato rilasciato in vitro entro un giorno, mentre molecole più grandi come M ruby due si sono rilasciate nell'arco di una settimana. Non è stato osservato un rilascio iniziale improvviso delle molecole di grandi dimensioni per localizzare la regione bersaglio dell'iniezione del farmaco. È stata utilizzata una mappatura miocardica 3D in tempo reale per creare una ricostruzione del ventricolo sinistro.Viene visualizzato continuamente come potenziali di tensione su una scala cromatica graduata, per poi essere regolato sulla soglia selezionata. La funzione di accorciamento lineare locale, o LLS, quantifica il movimento regionale della parete calcolando la variazione media della distanza tra il sito campionato e i punti adiacenti in sistole e alla fine della diastole. Questi valori vengono quindi calcolati per ogni segmento e visualizzati nella mappa polare.Le aree infartuate sono caratterizzate da una sensibilità meccanica compromessa o da un valore LLS inferiore al 4% e presentano potenziali unipolari anomali o bassi, inferiori a sei millivolt. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in un'ora e mezza o due ore. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante pianificarla correttamente e disporre di un team di persone esperte. Seguendo questa procedura, possono essere implementate variazioni nel trattamento per rispondere a ulteriori domande, come la formulazione ottimale dell'idrogel, la velocità desiderata di rilascio del farmaco e l'efficacia di diversi tipi di farmaci.Dopo aver visionato questo video, dovreste avere una buona comprensione su come formulare un idrogel supramolecolare caricato con farmaco e su come pianificare attentamente ed eseguire le procedure di mappatura elettromeccanica e di iniezione intramiocardica. Non dimenticate che lavorare con animali da laboratorio come i suini richiede l'approvazione del comitato sperimentale e deve essere effettuato in conformità alle normative locali sul benessere animale.

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Nuovo approccio percutaneo per la distribuzione di impianti coronarici stampati in 3D in modelli suini di malattie cardiache ischemiche

La terapia a base di cellule staminali è emersa come una strategia efficiente per riparare i tessuti cardiaci feriti dopo l'infarto del miocardio. Forniamo un'applicazione in vivo ottimale per il trapianto di cellule staminali utilizzando idrogel di gelatina che possono essere enzimaticamente incrociati.

Trapianto intramiocardico di idrogel iniettabili a carico MSC dopo infarto del miocardio in un modello murino

Questo protocollo descrive la sintesi e la formulazione di biomateriali idrogel iniettabili, supramolecolari polimeri-nanoparticella (PNP). Vengono dimostrate le applicazioni di questi materiali per la somministrazione di farmaci, la stabilizzazione biofarmaceutica e l'incapsulamento e la consegna delle cellule.

Idrogel supramolecolari supramolecolari iniettabili per applicazioni di somministrazione di cellule e farmaci

Il presente protocollo descrive tre metodi di somministrazione di agenti terapeutici cardioattivi in un modello suino. Le femmine di suino autoctono hanno ricevuto un trattamento attraverso: (1) toracotomia e iniezione transepicardica, (2) iniezione transendocardica basata su catetere o (3) infusione endovenosa tramite minipompa osmotica della vena giugulare.

Somministrazione di terapie cardioattive in un modello di infarto miocardico suino

Questo articolo descrive in dettaglio un protocollo ottimizzato per le iniezioni intramiocardiche guidate dall'ecocardiografia in modelli di ratto di infarto miocardico utilizzando un ago da 29 G x 88 mm. Questa tecnica garantisce una somministrazione robusta, precisa e riproducibile di agenti terapeutici direttamente nella zona peri-infartuale.

Iniezione guidata da ecocardiografia per la somministrazione mirata e affidabile di cellule staminali intramiocardiche in un modello di infarto miocardico di ratto

Scopri l'iniezione minimamente invasiva di un idrogel supramolecolare caricato con farmaci nel cuore infartuato di maiale mediante catetere flessibile. Questo metodo consente il rilascio localizzato sostenuto e offre nuove prospettive terapeutiche per il trattamento dell'infarto miocardico.

Un supramolecolare idrogel iniettabile and Drug-caricato per catetere iniezione locale nel cuore di maiale

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