Un idrogel Costruire e fibrina-based Glue approccio per fornire Therapeutics in una murino Myocardial Infarction Model.

L'obiettivo generale di questa procedura è trasferire una patch terapeutica a base di idrogel sulla superficie del cuore al fine di ridurre al minimo i danni conseguenti a un'infarto miocardico. Questo viene realizzato esponendo innanzitutto la superficie cardiaca mediante toracotomia. Nel secondo passaggio, un piccolo nodo di sutura viene posizionato sull'arteria coronaria sinistra per indurre un infarto miocardico.

Successivamente, la patch terapeutica a base di idrogel viene fissata alla superficie del cuore mediante una colla di fibrina, quindi la cavità toracica viene chiusa. Infine, l'analisi istologica e l'ecocardiografia su piccoli animali vengono utilizzate per valutare i cambiamenti nella struttura e nella funzione cardiaca che si verificano in presenza e in assenza di queste tecniche interventistiche. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nel campo dell'ingegneria delle cellule staminali, ad esempio determinare quale numero di cellule e quali metodi di somministrazione siano necessari per migliorare la funzione cardiaca.

Dopo l'infarto miocardico, sebbene questo metodo venga utilizzato per ottenere informazioni sulle terapie per gli infarti miocardici, può essere impiegato anche in altri sistemi di ingegneria tissutale e di rivascolarizzazione, come il modello di ischemia dell'arto posteriore. Iniziare posizionando un topo sano anestetizzato sul supporto per intubazione e dirigendo una fonte luminosa verso la cavità toracica dell'animale.

Successivamente, utilizzare una pinzetta per retrarre la superficie laringea ed esporre le corde vocali. Quindi, guidare con attenzione un catetere angio da 20 gauge tra le corde vocali e inserirlo delicatamente nella trachea.

Collegare il catetere a un ventilatore per piccoli animali ed eseguire una singola movimentazione meccanica della cavità toracica per verificare la corretta posizione del catetere. Successivamente, posizionare l'animale in posizione supina su un tappetino riscaldante per prevenire l'ipotermia. Utilizzare una crema depilatoria per rimuovere il pelo dalla zona chirurgica, seguita da tre passaggi alternati di disinfezione con Betadine ed etanolo al 75%. Posizionare.

Applicare un unguento veterinario sugli occhi dell'animale per prevenire l'essiccazione durante l'intervento, quindi coprire il sito chirurgico con un campo sterile. Iniziare quindi la procedura chirurgica praticando un'incisione cutanea di circa un centimetro a sinistra e lungo tutta la lunghezza dello sterno. Individuare la linea di delimitazione che rappresenta il muscolo gran pettorale ed utilizzare una pinza per sollevare leggermente il muscolo, separandolo dal muscolo obliquo esterno sottostante.

Ritrarre il muscolo medialmente. Liberare il muscolo obliquo esterno dalla gabbia toracica sottostante nello stesso modo, ma con una retrazione laterale, al fine di ottenere una visione nitida della seconda, terza e quarta costola.

Sollevare delicatamente la quarta costola e utilizzare un cauterizzatore per aprire la cavità toracica tra la terza e la quarta costola. Quindi posizionare dei retrattori per ampliare ulteriormente la cavità, esporre il cuore con pinzette, rompere il pericardio e successivamente legare l'arteria coronaria sinistra con un filo di nylon monofilamento da otto zero, approssimativamente a quattro millimetri dall'apice del cuore, direttamente al di sotto dell'estremità inferiore dell'atrio sinistro. Se il filo è posizionato correttamente, si osserverà uno sbiancamento del miocardio ventricolare e un aumento delle dimensioni dell'atrio sinistro.

Per posizionare la toppa, utilizzare una spatola con estremità piatta per posizionare delicatamente l'idrogel sulla superficie del cuore nel sito dell'infarto. Con la spatola, tenere leggermente ferma la toppa mentre un assistente mescola rapidamente la colla per circa un minuto. Quando la colla raggiunge la viscosità desiderata, trasferire rapidamente circa 10 microlitri sulla superficie della toppa.

Quindi utilizzare da tre a quattro suture singole a filo continuo di nylon 6-0 per chiudere lo strato delle costole. Prima di chiudere lo strato intercostale, inserire una cannula PE 10 nell'incisione. Quindi chiudere i muscoli pettorali con da tre a quattro suture singole a filo continuo.

Chiudere il tessuto cutaneo con una sutura continua e collegare una siringa da un millilitro all'estremità della cannula. Infine, aspirare la cavità toracica, somministrare analgesia post-operatoria entro sei-otto ore dalla chiusura, monitorando l'animale fino al completo recupero; le misurazioni ecocardiografiche effettuate già due giorni dopo l'infarto mostrano l'arresto del movimento della parete sinistra, indicativo della ricostruzione muscolare. I calcoli qualitativi ottenuti dai dati dimostrano una riduzione della frazione di eiezione e del volume sistolico nei cuori infartuati.

L'analisi istologica di cuori sani e infartuati dimostra la dilatazione del ventricolo sinistro e l'assottigliamento della parete ventricolare sinistra osservati nel miocardio infartuato. Entrambi i segni di rimodellamento del tessuto e di deposizione di tessuto cicatriziale indicano che l'applicazione della toppa rappresenta un approccio terapeutico utile per il trattamento dell'infarto, poiché la colla di fibrina non danneggia il miocardio. In effetti, non si osserva alcun rimodellamento del tessuto né assottigliamento ventricolare nel sito, e i cardiomiociti rimangono integri nonostante l'applicazione sia della toppa cardiaca sia della colla associata.

Inoltre, i test di vitalità confermano che l'applicazione della colla sulla superficie esterna della matrice idrogelatica contenente le cellule non influisce sulla sopravvivenza cellulare all'interno della matrice. Una volta acquisita padronanza, questa tecnica può essere eseguita in 30-40 minuti se effettuata correttamente. Durante il tentativo di questa procedura, è fondamentale controllare i tempi di somministrazione della colla fibrinica per garantire un'adeguata adesione della matrice a una superficie rigida.