Decellularization ters yönde bir basınçlı bir kese içinde bütün insan kalp
26 Kasım 2018
Bu yöntem, decellularization karmaşık bir solid organ ozmotik şok ve perfüzyon en az organ matris bozulma ile iyonik deterjan dayalı basit bir protokol kullanarak sağlar. Gerçek zamanlı akış dinamiği ve hücresel enkaz çıkış izleme ile basınçlı bir kese içinde insan kalpleri bir roman decellularization tekniği oluşmaktadır.
Bu yöntem, doku mühendisliği alanının gerçekten Kutsal Kase olan vaskülarize iskeleler, üreten hakkında anahtar sorulara cevap yardımcı olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, ters yönde ki basınçlı bir kesenin nakledilemeyen insan organlarının hücre dışılaştırılmasını iyileştirmesi ve bunu uygun bir zaman dilimi içinde steril bir şekilde yapmamıza olanak sunmasıdır. Decellularization için kalp hazırlamak için, ilk olası kusurları için bir iç muayene yapmak.
Septal defekt varsa, kusuru uygun dikişlerle düzeltin. Sonra, 2-0 ipek sütür ile superior ve inferior vena cavas ligate. 5-0 PROLENE ile sağ atriyum duvar dikiş, ve sonraki kanülasyon için ana pulmoner arter uzak aort incelemek.
Konektörleri damarın çapına göre aort ve pulmoner artere yerleştirin ve konektörleri 2-0 ipek sütürle sabitlayın. Pulmoner ven deliklerinden birini kullanarak, sol atriyumdan sol ventriküle doğru bir tüp hattı yerleştirin ve aorttaki konektöre bir infüzyon hattı ve pulmoner arterdeki konektöre bir çıkış hattı bağlayın. Hazırlanan kalbi ters yönde bir polyester kese içine yerleştirin ve keseyi perfüzyon kabına yerleştirin.
Konteynerin çapına göre, her bir hattı kauçuk durdurucudaki ilgili bağlantı noktalarına bağlayın ve polyester keseyi kapatmak için durdurucuyu perfüzyon kabının kapağına takın. Daha sonra, pulmoner arterden ve sol ventriküle yerleştirilen çizgiden çıkışını doğrulamak için kauçuk durdurucu infüzyon portu üzerinden PBS perfuse, vaskülature içinde kan herhangi bir kalıntı izlerini organ temizlemek için bu akışı kullanarak. Kalp hazır olduğunda, dik bir yönde monte biyoreaktör yerleştirin ve perfüzyon biyoreaktör üstüne kauçuk kapak yüzey bağlantı noktalarına infüzyon hattı, basınç-baş hattı, pulmoner arter-outflow hattı ve biyoreaktör drenaj hattı bağlayın.
Daha sonra, hipertonik solüsyon ile dört saat boyunca kalbi hücredışıhale getirin, hipotonik solüsyonla iki saat, sodyum dodecyl sülfat veya SDS ile 120 saat, ve 120 litre PBS ile son bir yıkama, hepsi aort kökünde ölçülen 120 milimetrelik cıva basıncının altında. PBS yıkama son 10 litre sırasında, iskele sterilize etmek için perfüzyon çözeltisi için 10 normal sodyum hidroksit ile nötralize steril 500 mililitre 2.1% perastik asit çözeltisi ekleyin. Tipik olarak, decellularization işlemi sırasında aort içine akış hızı yavaş yavaş perfüzyon çözeltisi hipertonik hipotonik değişiklikler olarak azalır.
Buna karşılık, perfüzyon çözeltisi hipotonik bir çözeltiden SDS'ye dönüştürüldüğünde akış hızı artar ve bu noktada infüzyon akış hızı dalgalanmaları gösterir. Pulmoner arterden çıkış hızı hiper ve hipotonik çözeltilerde benzer bir eğilim göstermektedir. Ancak, SDS perfüzyonu sırasında ki çıkış hızı genel bir düşüş sergiler.
Farklı reaktifler vaskülatür yoluyla perfüzyon olarak koroner perfüzyon verimliliği de zamanla azalır. Pulmoner arter ve sol ventrikülden kaynaklanan akıntı aynı anda toplandığı için, enkaz içeriği spektroskopi ile karşılaştırılabilir. Pulmoner arterden gelen bulanıklık ilk perfüzyon döneminde sol ventrikülden gözlenene göre daha ani bir renk değişikliği sergilemesine rağmen, her iki damardan gelen atıkların bulanıklığı perfüzyon sırasında zaman içinde azalır.
Altı hücreli insan kalbinin bir bicinchoninic asit protein idraki ile çıkış bulanıklığı ve hücre enkazı arasındaki korelasyonun değerlendirilmesi protein konsantrasyonu ve atık bulanıklığı arasında doğrusal bir korelasyon ortaya koymaktadır. Bu yordamı denerken, akış hızını izlemek ve perfüzyon işlemini izlemek için perfusate periyodik olarak toplamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, mekanik değerlendirme veya sterilite testi gibi diğer teknikler iskelenin sadakatini ve fonksiyonel bir kardiyak doku oluşturmak için yeniden hücreleşme için potansiyel kullanımını değerlendirmek için kullanılabilir.
Bu teknik, geliştirildikten sonra, rejeneratif tıp ve doku mühendisliği alanında araştırmacıların tüm vaskülarize organların neslini keşfetmelerinin önünü açmış ve katı organ nakli alanını tam anlamıyla değiştirmektedir. İnsan organları ve dokuları ve SDS gibi kimyasallarla çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi yaparken her zaman uygun kişisel koruma ekipmanı takmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu yöntem, organ matriksinin bozulmasını en aza indiren basit bir protokol kullanarak karmaşık katı organların, özellikle de insan kalplerinin deselülarizasyonuna olanak tanır. Teknik, akış dinamiklerinin ve hücresel debris çıkışının gerçek zamanlı izlenmesi için basınçlı bir torba kullanır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Doku Mühendisliği
- Organ Deselülarizasyonu
- Kardiyovasküler Araştırmalar
Arka Plan
- Hücresizleştirme, doku mühendisliğinde vaskülerize iskelelerin oluşturulması için kritik öneme sahiptir.
- Mevcut yöntemler sıklıkla organ matriksini bozmaktadır.
- Nakledilemez insan organları için geliştirilmiş tekniklere ihtiyaç duyulmaktadır.
- Gerçek zamanlı izleme, hücresizleştirme sürecini iyileştirebilir.
Çalışmanın Amacı
- İnsan kalpleri için yeni bir deselülarizasyon tekniği geliştirmek.
- Deselülarizasyon sürecinin sterilitesini ve verimliliğini artırmak.
- Vaskülerize iskelelerin oluşturulmasını kolaylaştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Kalbin defektler açısından dahili muayenesi.
- Septal defektlerin sütürlerle düzeltilmesi.
- Vena cava superior ve inferior'un ligasyonu.
- Kanülasyon için aortanın diseksiyonu.
Ana Sonuçlar
- Basınçlı torba, deselülarizasyon verimliliğini artırır.
- Gerçek zamanlı izleme, sürecin daha iyi kontrol edilmesini sağlar.
- Organ matriksinde minimum bozulma sağlanmıştır.
- Yöntem, steril bir ortamda uygulanabilir.
Sonuçlar
- Bu teknik, organ deselülarizasyonunda önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir.
- Doku mühendisliğindeki gelecekteki uygulamalar için umut vaat etmektedir.
- İleri araştırmalar, kullanım alanını diğer organ türlerine genişletebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama ve Önem
Ters yönlendirilmiş basınçlı bir poşet kullanılarak tüm insan kalplerinin deselülarizasyonu, kardiyak doku mühendisliği için vaskülerize iskelelerin oluşturulmasını sağlayarak nakledilebilir organlara duyulan kritik ihtiyaca çözüm sunmaktadır. Bu yöntem, hücre dışı matris mimarisini koruyarak ve iskele kalitesi ile reselülarizasyon potansiyeli hakkında bilgi veren perfüzyon dinamiklerinin gerçek zamanlı izlenmesine olanak tanıyarak öngörücü risk azaltmayı destekler. Bu durum, tekniği biyo-yapay kalp geliştirilmesini ilerletmek ve donör organlara olan bağımlılığı azaltmak için temel bir yetkinlik olarak konumlandırmaktadır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Kalp yetmezliği tedavilerinde hedef doğrulaması için kardiyak hücre dışı matris kompozisyonunun ve vasküler mimarinin incelenmesine olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Hastalıklı ve sağlıklı dokulardaki hücre-matris etkileşimlerinin mekanistik çalışmaları için tekrarlanabilir bir iskele platformu sağlar.
Tarama ve Deney Geliştirme
- Bilimsel Değer: Preklinik modellerde hücre ekimi, proliferasyonu ve fonksiyonel entegrasyonun kantitatif değerlendirmesi için standartlaştırılmış insan kaynaklı iskeleler üretir.
- Operasyonel Değer: Proses kontrolü ve partiler arası tutarlılığı mümkün kılan gerçek zamanlı bulanıklık ve protein korelasyon metrikleri aracılığıyla analiz hazırlığını destekler.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Resellülarizasyon stratejilerini ve elektromekanik olgunlaşmayı değerlendirmek için hastalıkla ilgili bir insan kalp iskeleti sağlayarak translasyonel sürekliliği kolaylaştırır.
- Operasyonel Değer: Bir kalite kontrol çıktısı olarak efllüent bulanıklığının ve hücresel debris uzaklaştırmasının korelatif analizi aracılığıyla riskle uyumlu ilerleme kararlarına olanak tanır.
Hat ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem, insan kaynaklı vaskülarize bir iskele platformu sağlayarak, hedef doğrulamadan öncü bileşik tanımlamaya ve preklinik değerlendirmeye kadar olan keşif sürekliliğine entegre olmaktadır.
- Keşif Biyolojisi: Doğal doku mimarisinin korunması yoluyla kardiyak hücre dışı matris hedeflerinin hipotez testlerini ve yolak netleştirilmesini destekler.
- Tarama: Deselülerizasyon verimliliğini izlemek için ölçülebilir çıkış bulanıklığı ve bisinkonininik asit protein analizi korelasyonu aracılığıyla analiz standardizasyonuna olanak tanır.
- Analitikler: Süreç optimizasyonu ve devam/dur kararlarına temel oluşturan akış hızı dinamikleri, basınç gradyanları ve debris çıkış profilleri dahil ölçülebilir çıktılar sunar.
- Translasyonel Araştırma: Hastalık modellerinde reselülerizasyon ve fonksiyonel değerlendirme için uygun bir iskele sağlayarak keşif aşamasını preklinik doğrulamaya bağlar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Birden fazla kardiyak onarım ve rejenerasyon programında uygulanabilir, yeniden kullanılabilir bir iskele üretim kapasitesi oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: 3B hücre dışı matrisin ve vaskülatürlerin korunması yoluyla iskele sadakatine yönelik öngörücü güven artışı, kardiyak doku mühendisliğindeki mekanistik belirsizliğin azaltılması.
- Operasyonel Değer: Uzatılmış zaman dilimleri boyunca steril ve izlenen deselülarizasyona olanak tanıyan basınçlı poşet sistemi aracılığıyla sağlanan standardizasyon ve ölçeklenebilirlik.
- Stratejik Değer: Gerçek zamanlı perfüzyon izleme ve debris temizleme metriklerine dayalı iyileştirilmiş karar verme süreçleri; rejeneratif tıp portföylerindeki geç evre biyolojik risklerin azaltılması.
- Portföy Etkisi: Rekelülarizasyon iş akışları için bir salım kriteri olarak nicel bulanıklık-protein korelasyonunun kullanılmasıyla iskele adaylarının riskle ayarlanmış önceliklendirilmesi.
Uygulama Hususları
- Organ perfüzyonu, deselülarizasyon reaktiflerinin kullanımı ve steril doku işleme konularında uzmanlık gerektirir.
- Sabit 120 mmHg basıncı koruyabilen ve çoklu reaktif çözelti değişimine olanak tanıyan perfüzyon biyoreaktör altyapısına bağımlıdır.
- Tutarlı iskele kalite değerlendirmesi için dış akış toplama, spektroskopi ve protein analiz protokollerinin ekipler arası standartlaştırılmasını gerektirir.
- İnsan kalplerinin ötesine geçildiğinde, farklı organ boyutları ve vasküler mimariler için adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Sıkı KKD ve muhafaza protokolleri gerektiren reaktif maruziyet tehlikeleriyle (örneğin SDS, perasetik asit) ilgili pratik sınırlamaları kapsar.
