Tolerance of human embryonic stem cell derived islet progenitor cells to vitrification-relevant solutions

We have previously shown that human embryonic stem cell derived islet progenitors (hESC-IPs), encapsulated inside an immunoprotective device, mature in vivo and ameliorate diabetes in mice. The ability to cryopreserve hESC-IPs preloaded in these devices would enhance consistency and portability, but traditional ‘slow freezing’ methods did not work well for cells encapsulated in the device. Vitrification is an attractive alternative cryopreservation approach. To assess the tolerance of hESC-IPs to vitrification relevant conditions, we here are reporting cell survival following excursions in tonicity, exposure to fifteen 40% v/v combinations of 4 cryoprotectants, and varied methods for addition and elution. We find that 78% survival is achieved using a protocol in which cells are abruptly (in one step) exposed to a solution containing 10% v/v each dimethyl sulfoxide, propylene glycol, ethylene glycol, and glycerol on ice, and eluted step-wise with DPBS + 0.5 M sucrose at 37 °C. Importantly, the hESC-IPs also maintain expression of the critical islet progenitor markers PDX-1, NKX6.1, NGN3 and NEURO-D1. Thus, hESC-IPs exhibit robust tolerance to exposure to vitrification solutions in relevant conditions

ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ И ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ НЕПУЛЬСИРУЮЩИХ (РОТОРНЫХ) НАСОСОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ КРОВООБРАЩЕНИЯ

The method of mechanical circulation support using non-pulsating fl ow pumps, built on the principle of rotary (centrifugal and axial) pumps, took the leading direction (94%) in the world clinical practice for the treatment of the patients with terminal heart failure. Despite this, the clinic application of these pumps in a number of cases faced with the numbers of negative problems associated with this technology. This is stimulated of a new direction of principles for a control of the rotary pumps, based on the modulation of the speed pumps. The article analyzes the negative factors of the clinical application of non-pulsating fl ow pumps and gives an overview of the methods the optimization of the control pump based on the modulation of the output fl ow.Метод механической поддержки кровообращения с использованием насосов непульсирующего потока, построенных на принципе роторных (центробежных и осевых) насосов, занял ведущее направление (94%) в мировой клинической практике для лечения больных с терминальной сердечной недостаточностью. Несмотря на это, клиника применения данных насосов в ряде случаев столкнулась с проблемами, связанными с данной технологией. Все это стимулировало развитие нового направления по разработке новых принципов управления роторными насосами, основанных на модуляции скорости оборотов насосов. В статье проведен анализ негативных факторов клинического применения насосов непульсирующего потока и обзор методов оптимизации управления насосами, основанных на модуляции скорости выходного потока

THE USE OF VENTRICLE ASSIST DEVICES TO RESTORE MYOCARDIAL FUNCTION IN PATIENTS WITH CHRONIC HEART FAILURE

The review presents the data on the results of recovery the myocardial function in patients with end-stage chro- nic heart failure and prolonged using of the systems assist device. The most effective treatment of the chronic heart failure was received by the combination of the left ventricular bypass and the medical therapy aimed at normalizing the cellular, structural and functional characteristics of the myocardium («reverse remodeling»). An important step in restoring the myocardium to explantation pump is to create the conditions for the «physiologic hypertrophy» of the heart. The application of this technology will open the way for the treatment of patients with dilated cardiomyopathy, alternative heart transplantation

РАЗРАБОТКА ОСЕВОГО НАСОСА ДЛЯ ДВУХЭТАПНОЙ ТРАНСПЛАНТАЦИИ СЕРДЦА У ДЕТЕЙ

.

Механическая поддержка кровообращения в лечении детей с терминальной сердечной недостаточностью

Over the last decades mechanical circulation support has become one of the most effective treatment methods for patients with terminal heart failure. Unfortunately, in pediatrics this method is generally used on a short-term basis and includes, first of all, extracorporeal membranous oxygenation and left ventricular bypass by means of the extracorporeal centrifugal pumps. Nevertheless, using of these methods in children allowed considerably reducing mortality on the waiting list for heart transplant. Today, practically the only method of long term mechanical circulatory support in newborns and children at an early age being used is the system of paracorporeal artificial ventricles EXCOR, the usage of which results in larger problems of thrombosis. There is little clinical experience in using of the fully implanted systems developed for adults in older children. Therefore, as shown in the present review, the problem of creating long term circulatory support systems for newborns and younger children on the basis of the implanted pumps continues to be relevant.Механическая поддержка кровообращения за последние десятилетия стала одним из наиболее эффективных средств лечения больных с терминальной сердечной недостаточностью. К сожалению, в педиатрии данный метод в основном используется для кратковременного подключения, и к нему относятся прежде всего экстракорпоральная мембранная оксигенация и левожелудочковый обход с помощью экстракорпорального подключения центробежных насосов. При этом применение данных методов у детей позволило значительно уменьшить смертность в листе ожидания на трансплантацию сердца. На сегодняшний день практически единственным методом длительной механической поддержки кровообращения у новорожденных и детей младшего возраста является система паракорпорального подключения искусственных желудочков EXCOR, применение которых связано с большими проблемами тромбоосложнений. Имеется относительно небольшой клинический опыт использования полностью имплантируемых систем, разработанных для взрослых, у детей старшего возраста. Поэтому, как показано в настоящем обзоре, задача создания систем длительной поддержки кровообращения для новорожденных и детей младшего возраста на основе имплантируемых насосов является актуальной

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИМПЛАНТИРУЕМОГО РОТОРНОГО НАСОСА И ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА НА ИМИТАТОРЕ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ

We analyzed the dynamics of the interaction of rotary pump, connected to the scheme «the left ventricle – aor- ta», and left ventricle in norms and heart failure, using data obtained on the mock circulatory system. Adverse pumping states such as suction and regurgitation can be detected. These limits depend on the degree of cardiac failure, which confirms the need to control the speed of rotation of the impeller in the range of the cardiac failure from pathology to normal. It has been shown that the pulsating pressure at the inlet of the pump modulates the flow of the pump, making it a pulsating, what positively affects on the dynamics of cardiac output. В работе был проведен анализ динамики взаимодействия роторного насоса, подключенного по схеме «левый желудочек – аорта», и левого желудочка сердца в условиях нормы и сердечной недостаточности с использованием данных, полученных на имитаторе системы кровообращения. Определены границы допустимых режимов работы роторного насоса, исключающие обратный сброс через насос из аорты в левый желудочек и развитие отрицательного давления на входе насоса. Причем данные границы зависят от степени сердечной недостаточности, что подтверждает необходимость контроля скорости вращения импеллера в диапазоне изменения сократимости миокарда от патологии к норме. Показано, что пульси- рующее давление на входе насоса модулирует поток насоса, делая его пульсирующим, что положительно влияет на динамику сердечного выброса.

Platelet Ice Under Arctic Pack Ice in Winter

The formation of platelet ice is well known to occur under Antarctic sea ice, where subice platelet layers form from supercooled ice shelf water. In the Arctic, however, platelet ice formation has not been extensively observed, and its formation and morphology currently remain enigmatic. Here, we present the first comprehensive, long‐term in situ observations of a decimeter thick subice platelet layer under free‐drifting pack ice of the Central Arctic in winter. Observations carried out with a remotely operated underwater vehicle (ROV) during the midwinter leg of the MOSAiC drift expedition provide clear evidence of the growth of platelet ice layers from supercooled water present in the ocean mixed layer. This platelet formation takes place under all ice types present during the surveys. Oceanographic data from autonomous observing platforms lead us to the conclusion that platelet ice formation is a widespread but yet overlooked feature of Arctic winter sea ice growth