Name: 후두절협증을 가진 마우스에 있는 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 디자인 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-01-21T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: 배우세요 후두절협증 마우스 모델에서 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 경구 삽입 기법. 이 방법은 국소 약물 전달 전략의 전임상 연구를 위한 효과적인 플랫폼을 제공합니다.

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수상 번호 1K23DC014082 및 1R21DC017225 (알렉산더 힐렐)에서 건강의 국립 연구소의 청각 장애 및 기타 통신 장애에 대한 국립 연구소. 이 연구는 또한 재정적으로 삼과 학회와 외과 의사의 미국 대학 (알렉산더 힐렐), 미국 의학 협회 재단, 시카고, 일리노이 (Madhavi Duvvuri) 및 T32 NIDCD 교육 보조금 (케빈 모츠)에 의해 지원되었다.

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</ol>

저자는 공개 할 것이 없다.

생체 내에서 약물 용출 스텐트를 성공적으로 생성하고 사용하기 위한 가장 중요한 단계는 1) 바람직한 약물 용출 속도에 대한 최적의 PLLA-PCL 비율을 결정하고, 2) 용출될 약물의 적절한 농도를 결정하는 것, 3) 스텐트를 성형하는 것입니다. 생체 내 사용을 위한 angiocatheter 의 주위에, 및 4) 치명적인 기도 방해를 일으키지 않고 LTS 유도 후에 마우스로 스텐트를 장전하게 전달한다.
기도 질환의 동물 모델에서 스텐트를 사용하여 약물을 전달하는 몇 가지 방법이 있지만, 병들린 뮤린 모델에서 약물 전달이 가능한 생체 적합성 스텐트의 개발이 첫 번째입니다. 약물 전달을 위한 이 방법을 개발할 때, 이 방법에 대한 몇 가지 변형이 이루어졌다. 생리적 분비에도 불구하고 기관에 배치될 수 있을 정도로 기계적으로 단단한 스텐트를 만들기 위한 적절한 PLLA-PCL 조성물을 결정하는 것이 중요했습니다. PLLA-PCL의 70:30 조성물은 난치산테터 성형을 통해 라파마이신을...

후두 절제 (LTS)는 자궁 내 외 삽관 손상으로 인해 기관의 병리학 적 협착이 가장 빈번합니다. 세균성 식민지화의 조합, 기관 절제술 또는 내시경 관에 대한 이물질 반응 및 환자 별 요인은 비정상적인 염증 반응으로 이어집니다. 이러한 부적응 면역 반응은 기관내 의 콜라겐 침착으로 이어지며, 기관 및 후속 협착의 발광 을 초래합니다1,2. 이 질병에 대한 현재의 치료는 주로 외과적이기 때문에, 과도한 콜라겐 침착으로 이어지는 비정상적인 염증 및 성섬유성 경로를 대상으로 하는 대체 의학 기반 치료 패러다임을 개발하는 것이 연구되고 있다. MTOR 신호 복합체를 억제하는 라파마이신은 면역 억제 효과뿐만 아니라 강력한 항섬유아세포 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 라파마이신이 체계적으로 투여되면 일반적인 부작용(예를 들어, 고지혈증, 빈혈, 혈소판 감소증)이 발음될 수있다 3. 우리의 방법론의 목적은 이러한 전신 효과를 줄이는 기도에서 사용하기 위해 실용적 인 국소 약물 전달을위한 차량을 개발하는 것입니다. 우리의 평가는 섬유아세포 기능을 억제하고 국소 면역 미세 환경을 변경하는 능력뿐만 아니라 약물 전달 구조에 대한 국소 면역 반응을 조사하는 데 중점을 둡니다. 질병 특정 결과는 섬유증의 마커를 평가하는 생체 내 시험을 포함합니다.
생분해성 약물 용출 스텐트는 기도4를포함한 여러 장기 시스템에서 질병의 동물 모델에서 사용되어 왔다. 기도 협착 또는 붕괴의 관리를 위해, 이전 조사는 약물 코팅 실리콘 및 니켈 기지를 둔 스텐트를사용했습니다 5. PLLA-PCL 시공은 3주 동안의 생리학적 조건에서의 약물 용출 프로파일 및 기계적 강도 때문에 이 특정 방법에 대해 선택되었으며, 이는 이전 발표된 연구에서 입증된6. PLLA-PCL은 또한 FDA4에의해 이미 승인 된 생체 적합성 및 생분해성 물질입니다. 시스플라틴과 MMC를 용출하는 생체 적합성 스텐트는 토끼와 개와 같은 대형 동물 모델에서 연구되었습니다. 그러나, 이러한 동물 모델에서, 스텐트는 질병의 동물 모델에 배치되지 않았고, 뇌전적으로 이식되었다. 본 연구는 기도 손상 및 후두 골착증의 마우스 모델에 횡단적으로 배치된 생체 적합성 약물 용출 스텐트를 평가하기 위한 독특한 방법을 제공한다. 면역 조절 약물을 국소적으로 용해시키고 뮤린 모델에서 연구를 위해 소형화 할 수있는 생체 적합성 스텐트는 번역 전 임상 연구에 유용합니다. 다른 재료 구성과 스텐트 활용에 대한 이전의 시도는 LTS7을구별하는 근본적인 염증을 악화시키는 강력한 이물질 반응을 생성했습니다. 이 방법론은, 우리의 지식에, LTS의 murine 모형에 있는 스텐트 기지를 둔 약 납품 시스템의 면역 조절 및 항섬유성 효력을 공부하는 그것의 종류의 첫번째입니다. 뮤린 모델 자체는 기관에 면역 조절 약물의 효과를 연구하기위한 몇 가지 장점을 제공합니다. 유전자 변형 마우스와 건강하고 병에 걸린 마우스의 실험 집단을 연구 할 수 있습니다, 이는 실험 재현으로 이어질 비용 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 더욱이, 마우스 기관으로 스텐트를 횡단적으로 전달하는 것은 인간에서 그러한 스텐트의 임상 적 전달을 모방하여, 이 방법의 번역적 이점을 더욱 강조한다. 마지막으로, 약물과 PLLA-PCL 스텐트가 생성 될 수있는 상대적 용이성은 기관에서 흉터 형성을 감소시키기위한 대체 약물 요법을 제공하기 위해 수정을 허용합니다.

<table><tbody><tr><td><강한>1. 스텐트</스트롱></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>22 게이지 혈관 카테터</td>용 <td>Jelco</td><td>4050</td><td></td></tr><tr><td>디클로로메탄</td><td>시그마 알드리치</td><td>270997-100ML</td><td></td></tr><tr><td>글리세롤</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>56-81-5</td><td>다른 공급업체에서도 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>PDLGA</td><td>시그마 Aldrich</td><td>739955-5G</td><td></td></tr><tr><td>PLLA-PCL (70 : 30)</td><td>Evonik Industries AG</td><td>65053</td><td></td></tr><tr><td>Rapamycin</td><td>LC Laboratories</td><td>R-5000</td><td></td></tr><tr><td>2. 동물 수술 < / 강력 ></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>와이어 브러시</td><td>Mill-Rose Company</td><td>320101</td><td></td></tr><tr><td>3. 면역조직화학 염색</강></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>항원 레트리브리벌 완충액</td><td>Abcam</td><td>ab93678</td><td>다른 공급업체에서도 사용 가능; 필요한 산성 pH DAPI</td></tr><tr><td></td><td>세포 신호</td><td>전달 8961S</td><td></td></tr><tr><td>DMEM</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>11965-092</td><td>다른 공급업체에서도 사용 가능.</td></tr><tr><td>FBS (Fetal Bovine Serum)</td><td>MilliporeSigma</td><td>F4135-500ML</td><td></td></tr><tr><td>염소 항토끼-488 항체</td><td>Lif 기술</td><td>a11008</td><td></td></tr><tr><td>염소 항-쥐-633 항체</td><td>Lif 기술</td><td>a21094</td><td></td></tr><tr><td>친수성 플러스 슬라이드</td><td>BSB7028</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>100-10023</td><td>다른 공급업체에서도 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>토끼 항-CD3 항체</td><td>Abcam</td><td>ab5690</td><td></td></tr><tr><td>쥐 항F4/80 항체</td><td>Biolengend</td><td>123101</td><td></td></tr><tr><td>Zeiss LSM 510 메타 컨포칼 현미경</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4. 정량적 PCR</강력></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>0.5mm 유리 구슬</td>의 경우 <td>OMNI International</td><td>19-645</td><td></td></tr><tr><td>비드 밀 균질화기</td><td>, OMNI International</td><td></td><td></td></tr><tr><td>유전자 특이적 정방향/역방향 프라이머,</td><td>Genomic Resources, 핵심 시설,</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nanodrop 2000 분광 광도계</td><td>, Thermo Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Power SYBR 그린 마스터믹스</td><td>라이프 테크놀로지</td>스 <td>4367659</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy 미니 키트</td><td>Qiagen</td><td>80404</td><td></td></tr><tr><td>StepOnePlus Real Time PCR 시스템</td><td>라이프 테크놀로지</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>스

후두절협증을 가진 마우스에 있는 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 디자인

Design of a Biocompatible Drug-Eluting Tracheal Stent in Mice with Laryngotracheal Stenosis

후두 척막증 (LTS)은 외인성 방해및 호흡곤란으로 이어지는 기관및 기관의 병리학적 협착입니다. LTS는 기관에서 이물질에서 점막 손상으로 인해 조직 손상및 병리학 적 흉터 조직의 침착으로 이어지는 국소 염증 반응을 초래합니다. LTS에 대한 치료는 효과적인 의료 치료의 부족으로 인해 수술이다. 이 방법의 목적은 LTS를 사용하여 마우스에 배치하기 위해 소형화 될 수있는 생체 적합성 스텐트를 구성하는 것입니다. 우리는 PLLA-PCL (70 % 폴리 L-락티드 및 30 % 폴리 카프로 롤락톤) 구성이 최적의 생체 역학 적 강도를 가지고 있으며 생체 적합성, 생체 내 배치 스텐트에 대한 실용성 및 용출 약물을 할 수 있음을 입증했습니다. 이 방법은 염증을 국소적으로 억제하고 기도 섬유증을 감소시키기 위해 다양한 면역 조절제를 테스트하기 위한 약물 전달 시스템을 제공한다. 스텐트를 제조하는 데는 28-30h가 소요되며 쉽게 재현할 수 있으므로 대형 코호트를 실험할 수 있습니다. 여기에서 우리는 섬유증과 콜라겐 침착을 감소시키는 그것의 효력을 시험하기 위하여 스텐트의 안에 약 rapamycin를 통합했습니다. 결과는 PLLA-PCL 텐트가 신뢰할 수 있는 라파마이신 방출을 보여주었고, 생리학적 조건에서 기계적으로 안정되었으며, 생체 적합성이 있었으며, 기관에서 염증 반응을 거의 유도하지 않는 것으로 나타났습니다. 또한, 라파마이신 용출 PLLA-PCL 스텐트는 생체 내 기관에서 흉터 형성을 감소시켰습니다.

본 연구에 사용된 라파마이신을 적재한 생분해성 PLLA-PCL 스텐트 생성물은 생리학적 조건에서 일관되고 예측 가능한 방식으로 라파마이신을 용출할 수있었다(도 1). 도 2는 LTS의 뮤린 모델에서 사용하기 위해 22 G angiocatheter 주위에 캐스팅된 PLLA-PCL 스텐트를 나타낸다. 기관에서 라파마이신 용출의 효과가 섬유증 감쇠에 효과적인지 확인하기 위해, 급성 염증의 섬유증 관련 유전자 발현 및 마커의 측정 된 변화는 유전자 발현 분석, 유세포 분석, 면역 형광 및 ELISA를 통해 평가 될 수있다. 전술한 방법을 사용하여 마우스의 기관내로 소형화된 스텐트를 성공적으로 배치하는 것이 입증되었다. 이 방법의 개략적인 그림은 그림 3에나와 있습니다. 도 4는 스텐트의 검은 마커에 의해 지시된 바와 같이 기...

Laryngotracheal 협착증은 기관 기도를 비판적으로 좁히고 효과적인 의학 치료가 결여되는 병리학적인 흉터 침착에서 유래합니다. PLLA-PCL (70% 폴리-L-락티드 및 30% 폴리카프롤락톤) 스텐트를 국소 약물 전달 시스템으로 사용하여, 기관내 흉터 증식을 감소시키는 것을 목표로 하는 잠재적치료법을 연구할 수 있다.

Laryngotracheal stenosis (LTS) is a pathologic narrowing of the subglottis and trachea leading to extrathoracic obstruction and significant shortness of ...

이 프로토콜은 우리가 우리가 비용 효과적인 방식으로 유전자 변형 동물을 활용시키는 후두 리팔가르드 협착의 작은 동물 모델에서 약물 용출 스텐트를 조사 할 수 있습니다. 약물 용출기도 스텐트의 경구 배치는 후두림 협착증의 임상적으로 관련된 모델을 나타내는 기관으로 열린 절개에서 동물을 절약. 이 기술은 후두를 취급하기 위하여 현지 약 납품 전략의 전임상 조사를 용이하게 합니다.이 기술은 더 큰 동물 모델뿐만 아니라 임상 응용 프로그램에서 향후 조사를 신청할 수있는 작은 동물 모델에서 약물 용출기도 스텐트의 번역 조사를위한 실현 가능하고 효과적인 플랫폼을 제공합니다. 특히 뇌관, 기관 손상 유도 및 기도 스텐트 배치 단계. 기술적으로 도전적인 이 수술의 시각적 데모는 많은 미세 한 세부 사항이 단어로 완전히 설명 될 수 없기 때문에 중요합니다.폴리머 용액을 함유한 1%라파마이신을 만들려면 6밀리그램의 라파마이신을 유리 바이알에 70-30 PLLA-PCL의 600밀리그램에 추가합니다. 연기 후드 아래에 는 라파마이신에 디클로로메탄 6밀리리터를 넣고 바이알을 조절하고 각 유리병에 120 마이크로리터의 글리세롤을 추가합니다. 그런 다음 바이알을 캡하고 PLLA-PCL 용액이 실온에서 6~12시간 동안 균질화되도록 합니다.멸균 재료와 기술을 사용하여 뮤린 기도 스텐트를 만들려면 카테터를 느리게하면서 22 게이지 불소 에틸렌 프로필렌 기반 협안회체의 정맥 캐뉼라에 라파마이신 보충제 PLLA-PCL 용액 1밀리리터를 적용합니다. 모든 솔루션이 적용되면, 진공 후드에 유리 페트리 접시의 가장자리에 카테터의 끝에 있는 성형 된 협경골테터를 소품. 실온에서 진공 상태에서 24 시간 후, 부드럽게 비틀고 건조 된 스텐트 구조에서 카테터를 밀어 주조 과정에서 발생할 수있는 결함이 있는지 스텐트를 검사합니다.시각화를 돕기 위해 스텐트의 길이 아래로 얇은 검은 선을 그리는 것이 도움이됩니다. 주조된 스텐트의 각 끝을 미세한 직선 가위로 트리밍하여 가장자리가 축축되도록 하고 가위를 사용하여 각 스텐트를 3mm 축 세그먼트로 자른다. 그런 다음 3밀리미터 스텐트를 새로운 22 게이지 정맥 카테터에 로드합니다.후두 협착증 유도의 경우 발가락 핀치에 대한 반응이 없음을 확인한 후 첫 번째 마우스를 척추 위치에 있는 수술 플랫폼에 배치하고 중앙 절개 주위플랫폼 상단에 부착된 작은 실조각을 반복합니다. 테이프로 테이블에 팔다리를 고정하고 마우스 목

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

이 동영상은 쇼, 생쥐의 obliterative기도 질환 (OAD)의 개발, heterotopic 및 orthotopic tracheal 이식 모델을 연구하는 두 실험 모델을 비교합니다.

Obliterative 에어웨이 질환의 발전을 연구하는 모델로 사용 마우스의 Heterotopic 및 Orthotopic Tracheal 이식

마우스 경동맥 동맥 스텐트 시술의 모델이 설명되어 있습니다. 다른 유사한 방법에 비해,이 절차를 편리하게 다른 약물 용출 스텐트 재 협착의 분자 메커니즘 혈관 벽의 반응에서 공부 할 수있는 가능성을 제공, 매우 빠른, 간단하고 액세스 할 수 있습니다.

재 협착의 연구에 대한 경동맥 스텐트 시술의 쥐과 모형

우리의 목표는 설계, 제조 및 내피 세포 캡처를위한 강자성 스텐트를 테스트했다. 열 스텐트 파괴에 대해 시험하고, 10 이상이 유지 자성 스텐트에 대해 시험 하였다. 마지막으로, 10 스텐트는 시험관 시험하고 8 개의 스텐트는 세포 캡처 및 보존을 보여 4 돼지에 이식했다.

내피 세포 캡처 및 유지에 대한 강자성 베어 메탈 스텐트

이식 협 조직 설계 기도 교체에서 중요 한 장애물을 포즈. 협 기본 셀룰러 메커니즘을 조사, 우리 시드 골 단 세포 (BM-MNC)와 조직 설계 tracheal 교체의 murine 모델을 활용 합니다. 여기, 우리가 우리의 프로토콜을 비 계 제조, BM MNC 절연, 이식 시드, 및 주입을 포함 하 여 선발.

시드 및 마우스 모델에서 생 합성 조직 설계 Tracheal 이식의 이식

이 프로토콜은 심부전 모델링하는 경질 마우스의 에피카듐에 3D 생체 인쇄 패치를 이식하는 것을 목표로합니다. 그것은 마취에 관한 세부 사항을 포함, 수술 가슴 개폐, 왼쪽 전방 내림차순 (LAD) 관상 동맥의 영구 결찰 및 심장의 경각진 영역에 생체 인쇄 패치의 적용.

심근 경색의 뮤린 모델에서 3D 생체 인쇄 패치의 이식

이 프로토콜은 래트 기관지로부터 내인성 상피의 선택적 제거 및 루멘 표면 상의 외인성 세포의 균질한 분포를 허용하는 이미징-활성화된 생물반응기를 기술하고, 이어서 세포-조직 구축물의 장기 시험관내 배양을 허용한다.

생체 공학 기도 조직 생성을 위한 영상 유도 생물반응기

이 원고의 목적은 마우스에서 이종 후두 이식을 수행하는 데 필요한 미세 수술 단계를 설명하는 것입니다. 후두 이식의 다른 동물 모델과 비교하여이 마우스 모델의 장점은 비용 효율성과 면역 학적 분석 및 데이터의 가용성입니다.

후두 이식 연구를 위한 이종 마우스 모델

기관 조직 이식에는 멸균이 필수적입니다. 여기에서 우리는 장기가 완전히 견딜 수 있는 저선량 감마선 조사를 사용하는 멸균 프로토콜을 제시합니다.

탈세포화된 기관 이식편을 위한 저선량 감마선 멸균

여기에서 우리는 비침습적 구인두 기관내 삽관을 통한 기관내 지질다당류(LPS) 전달을 위한 프로토콜을 제안합니다. 이 방법은 동물에 대한 수술 절차의 외상을 최소화하고 LPS를 기관으로 정확하게 전달한 다음 폐로 전달합니다.

Noninvasive Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation in Mice

쥐 폐내 기관 이식(IPTT) 모델은 폐 이식 후 폐쇄성 기도 질환(OAD)을 연구하는 데 유용합니다. 높은 재현성으로 동종 이식 후 기도 소멸에서 폐 특이적 면역학적 및 혈관 형성 거동에 대한 통찰력을 제공합니다. 여기에서는 IPTT 절차와 예상 결과에 대해 설명합니다.

쥐 폐내 기관 이식: 폐 이식 후 폐쇄성 기도 질환을 조사하기 위한 모델

배우세요 후두절협증 마우스 모델에서 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 경구 삽입 기법. 이 방법은 국소 약물 전달 전략의 전임상 연구를 위한 효과적인 플랫폼을 제공합니다.

후두절협증을 가진 마우스에 있는 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 디자인

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