ناضح تسليم المخدرات إلى Hindlimbs الدماغية ونضح من الأوعية الدموية مع Microfil للمشاريع المتناهية الصغر التصوير المقطعي التصوير
June 29th, 2013
نعرض هنا في الجسم الحي الإدراج من مضخة التناضحي لثابت تسليم المخدرات على الصعيد المحلي وخلق نقص التروية hindlimb في نموذج الفأر. وعلاوة على ذلك، يتم perfused الأوعية الدموية hindlimb مع Microfil، وكيل ظليل للأشعة سيليكون، للتحضير لالصغرى التصوير المقطعي (CT الدقيقة) التصوير.
الهدف العام من هذا الإجراء هو إثبات إدخال مضخة تناضحية في الجسم الحي لتوصيل المواد المحلية إلى الأطراف الخلفية الإقفارية للفئران والتروية اللاحقة للأوعية الدموية في الأطراف الخلفية مع الملء الدقيق للتصوير المقطعي المحوسب الدقيق. يتم تحقيق ذلك عن طريق عمل شق أولا في الكتف والطرف الخلفي للحيوان التجريبي للسماح بحفر نفق أنابيب الغمد على طول الجزء الداخلي من الجزء الخلفي من. في الخطوة الثانية ، يتم إدخال مضخة وقسطرة مملوءة ومعبأة من خلال الأنبوب ويتم خياطة المضخة في الجزء الخلفي من.
بعد ذلك ، تتم إزالة الأنبوب. الشريان الفخذي مرتبط مزدوج بالقرب من التشعب الفخذي ، ويتم خياطة الشق. بعد ذلك ، يتم حشو الأوعية الدموية الهندية بملء دقيق ، وهو عامل تصوير سيليكون لالتقاط الراديو من خلال قسطرة الشريان الأورطي البطني تحت الكلى.
في النهاية ، يمكن تصوير صورة ثلاثية الأبعاد للجبيرة الوعائية للطرف الخلفي الإقفاري للفأر التي أصبحت مرئية باستخدام التعبئة الدقيقة. أنا الدكتور ريتشارد ديكسون ، رئيس مختبرات أبحاث أمراض القلب الجزيئية في معهد تكساس للقلب. يعمل مختبرنا على تطوير مجموعة متنوعة من العلاجات القائمة على الخلايا والأدوية لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية وأمراض الأوعية الدموية الطرفية.
أحد أكثر النماذج شيوعا لاختبار المركبات في أمراض الأوعية الدموية الطرفية هو نموذج نقص تروية الأطراف الخلفية للقوارض الحيوانية. لقد طورنا عددا من التطورات المهمة لهذا النموذج مؤخرا ، ونود أن نقدمها لكم في عرض الفيديو هذا. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطريقة الحالية مثل حقن المخدرات اليومية ، هي أن هذه التقنية تقلل من احتياجات التعامل مع والتأمين.
استمرار الإدارة المحلية لمادة ما خلال فترة البدء. بالإضافة إلى ذلك ، يعد التصوير المقطعي المحوسب الصغير للأوعية المصبوبة بالتعبئة الدقيقة مفيدا على التصوير النسيجي أو التصوير الوفرة بالليزر نظرا لقدرة التصوير المقطعي المحوسب الصغير على تقديم تحليل ثلاثي الأبعاد كمي وحجمي يمثل الأوعية الدموية في جميع أنحاء عينة كاملة. باستخدام تقنية معقمة ابدأ بوزن المضخة الفارغة وتسجيل وزنها بالملليغرام.
بعد ذلك ، استخدم حقنة CC واحدة وأنبوب تعبئة قياس 27 حاد لملء المضخة ببطء باستخدام PBS. عندما يصل PBS إلى الجزء العلوي من المضخة ، توقف عن التعبئة. بعد مسح أي محلول زائد ، قم بوزن المضخة المملوءة.
ثم استخدم زوجا من الملقط لكسر الحافة البيضاء من التدفق. الوسيط مع الحرص على عدم ثني أو سحق غطاء الأنبوب من ثلاثة إلى أربعة ملليمترات من أي من طرفي الوسيط بقسطرة P 50. استخدم الآن حقنة لملء القسطرة ويترك الوسيط المحقنة متصلة بالجزء البعيد من القسطرة.
ابدأ في إدخال وسيط التدفق في المضخة. عندما تكون القسطرة متدفقة مع سطح المضخة ، قم بإزالة المحقنة من القسطرة واحتضان المضخة في PBS عند 37 درجة مئوية طوال الليل. في يوم الجراحة ، ضع مرهم العين على فأر مخدر بالكامل ، ثم ضع مخروط أنف مناسب يوفر تدفقا مستمرا من الفلور على بعد حقن التخدير في موقع الشق ، عالج الجلد بمحلول اليود بوفيدون متبوعا بنسبة 70٪ إيثانول.
ثم قم بعمل شق من أربعة إلى ستة ملليمترات في منطقة لوح الكتف إلى جانب العمود الفقري. استخدم ملقطا دقيقا لفصل الغشاء تحت الجلد. ثم بعد تحويل الفأر إلى وضع ضعيف ، استخدم مقصا جراحيا مجهريا لعمل شق من 0.8 إلى سنتيمتر واحد فوق الركبة باتجاه الفخذ الإنسي باتباع مسار الشريان الفخذي.
ثم استخدم أنبوبا غمدا صغيرا لنفق جانب الجذع من الفخذ الإنسي إلى الشق الموجود في الظهر. بعد ذلك ، بعد إعادة الماوس إلى وضع الانبطاح ، قم بتوجيه قسطرة المضخة التناضحية الرئيسية من خلال أنبوب الغمد إلى الفخذ ، ثم ضع المضخة داخل الجزء الخلفي من. أغلق شق الظهر بخياطة ستة أه.
بعد وضع الفأر في وضع ضعيف ، مرة أخرى ، قم بإزالة أنبوب الغمد ، مع ترك القسطرة مكشوفة من خلال شق الفخذ. ثبت الساق بشريط جراحي. بعد ذلك ، استخدم ضام لفتح الشق وفصل الأنسجة الدهنية تحت الجلد للكشف عن الأوعية الدموية.
ثم استخدم ملقطا مدببا ناعما لثقب غمد الفخذ الغشائي برفق. للوصول إلى حزمة الأوعية الدموية دون التسبب في نزيف مفرط. قم بتشريح وفصل الشريان الفخذي بعناية عن الوريد الفخذي والعصب بالقرب من الفخذ.
ثم ضع خيوط متجاورة من ثمانية أوه برولين لمقاطعة الشريان الفخذي ، من ملليمترين إلى ثلاثة ملليمترات قريبة من تشعب الفخذ عند أصل إفراز الجذع الوظيفي والشرايين الشرسوفية. الآن قطع القسطرة إلى الطول المناسب. ضع الطرف في المنطقة الأمامية الجانبية من الفخذ وقم بتأمين الطرف بخياطة 6.0 برولين على اللفافة السطحية.
للتحضير للتصوير ، ضع الفأر المخدر في وضع الاستلقاء وحقن 0.2 سم مكعب من 1000 وحدة دولية من الهيبارين الصوديوم تحت الجلد لمنع التخثر في الأوعية الدموية للحيوان أثناء توصيل الفأر بمخروط الأنف. قم بعمل شق كبير بما يكفي لكشف التجويف الصدري وأسفل البطن بعد تحريك أعضاء البطن إلى الجانب الأيسر من. لفضح الشريان الأورطي البطني تحت الكلوي ، افصل الشريان الأورطي بعناية عن الوريد الأجوف السفلي.
بعد ذلك ، قم بربط الشريان الأورطي البطني تحت الكلوي القريب واستخدم طرف الإبرة لعمل شق صغير في الوعاء. ثم أدخل إبرة حادة قياس 27 ونصف متصلة بقسطرة P 10 في الشريان الأورطي البطني تحت الكلوي وقم بتأمين الإبرة بخياطة ستة أوه. بعد تأمين الإبرة قياس 27 ونصف ، قم بعمل شق في الأذين الأيمن وقم بإعطاء جرعة زائدة من الفلور إيسوف للحث على القتل الرحيم والسماح بخروج السوائل الزائدة.
الآن ، قم بتوصيل حقنة مملوءة بالمحلول الملحي الهباريني 20 سم مكعب بطرف الإبرة واغسل الأوعية الدموية لمدة خمس دقائق على الأقل. إزالة مخروط الأنف بمجرد بدء التنظيف ، يعد حقن الميكروفيل أصعب خطوة في الإجراء. من أجل ضمان النجاح ، من المهم التأكد من شطف كل الدم من الأوعية بعد التروية مع الإبحار ، الآن قم بإرفاق حقنة مملوءة بالفورمالين 20 سم مكعب بالقسطرة والضغط على الوعاء لمدة خمس دقائق إضافية.
أخيرا ، قم بتنقية الوعاء ببطء مع الميكروفيل لمدة خمس دقائق. احرص على تطبيق ضغط ثابت عند إعطاء الملء الدقيق من أجل تحقيق الصب الأمثل للأوعية. اختياريا ، في هذه المرحلة ، يمكن تشريح الجلد لعرض الأوعية الدموية المملوءة بالملء الدقيق لمزيد من تحليل الوجه.
لبلمرة عامل التباين ، ضع في وعاء مملوء بنسبة 10٪ NBF وقم بتخزينه على أربع درجات مئوية بعد 24 ساعة. استخدم أدوات التشريح لإزالة الجلد البعيد عن الشريان الأورطي السفلي للبطن. قم بتحديث NBF وضع مرة أخرى في الحاوية في درجة حرارة الغرفة.
بعد أربعة أيام ، قم بتشريح الأطراف الخلفية المقابلة والإقفارية لتسهيل إزالة الكلس من العظام. ضع العينات في محلول حمض الفورميك لمدة 48 ساعة ، ثم اشطف العينات تحت الماء الجاري لمدة ساعة واحدة. أخيرا ، أعد العينات إلى 10٪ NBF واستمر في التصوير المقطعي المحوسب والدقيق.
يظهر هذا الشكل الأول صورا تمثيلية لدوبلر بالليزر لنضح الدم قبل الربط الجراحي للشريان الفخذي. في الطرف الخلفي للفأر ، تم إنشاء نقص تروية في الطرف الخلفي الأيسر كما هو موضح في الأسهم بعد صب الأوعية الدموية باستخدام microfill ، تظهر صورة التصوير المقطعي المحوسب الصغير ثلاثي الأبعاد لشبكة الأوعية الدموية أن microfill يمكن أن يملأ الأوعية الدموية بشكل فعال. يمكن أن تحدث الانقطاعات ، ومع ذلك ، بسبب عوامل إجرائية مختلفة مثل فقاعات الهواء أو نقص الضغط أو لزوجة الملء الدقيق ، يشار إلى نقاط الانقطاع بواسطة الأسهم.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام مضخة الربو لتوصيل مادة بثبات إلى الطرف الخلفي للفأر بعد جراحة نقص التروية.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
توضح هذه الدراسة إدخال مضخة تنفسية in vivo لتوصيل الدواء محليًا إلى الأطراف الخلفية المصابة بالنقص في التروية الدموية في الفئران. بالإضافة إلى ذلك، يتم تزويد أوعية الأطراف الخلفية بالميكروفيل لتصوير التصوير المقطعي المحوسب المصغر.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- بيولوجيا الأوعية الدموية
- أنظمة توصيل الدواء
الخلفية
- يمكن نمذجة نقص التروية في الأطراف الخلفية في الفئران.
- توفر المضخات التنفسية طريقة لتوصيل الدواء المستمر.
- يساعد تصوير التصوير المقطعي المحوسب المصغر في تصور الهياكل الوعائية.
- الميكروفيلي هو عامل سيليكون مشع يستخدم للتزويد بالدم.
غرض الدراسة
- لإظهار تقنية إدخال المضخة التنفسية.
- لتأسيس نموذج لنقص تروية الأطراف الخلفية في الفئران.
- لتحضير أوعية الأطراف الخلفية للتصوير.
الطرق المستخدمة
- تم إجراء شق في الكتف والأطراف الخلفية لإدخال الأنبوب.
- تم إدخال المضخة التنفسية والقسطرة وخياطةها في مكانها.
- تم ربط الشريان الفخذي بشكل مزدوج لتحريض نقص التروية.
- تم تزويد أوعية الأطراف الخلفية بالميكروفيل من خلال الأبهر البطني.
النتائج الرئيسية
- الإدخال الناجح للمضخة التنفسية لتوصيل الدواء.
- تأسيس نقص تروية الأطراف الخلفية في نموذج الفأر.
- تزويد فعال للأوعية الدموية بالميكروفيلي.
- التحضير لتصوير التصوير المقطعي المحوسب المصغر اللاحق.
الاستنتاجات
- توفر الطريقة نهجًا موثوقًا لتوصيل الدواء محليًا في النماذج الإقفارية.
- تزويد الأوعية الدموية بالميكروفيلي فعال لتصوير الهياكل الوعائية.
- يمكن لهذه التقنية تسهيل الدراسات الإضافية في بيولوجيا الأوعية الدموية وتوصيل الدواء.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Continuous local drug delivery and high-resolution vascular imaging are critical for preclinical evaluation of therapeutic agents targeting peripheral arterial disease. This protocol enables precise, sustained administration of candidate compounds and quantitative assessment of microvascular remodeling in ischemic tissue. The approach supports predictive confidence in early-stage efficacy and informs portfolio advancement decisions for vascular-targeted therapies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous testing of therapeutic hypotheses in a disease-relevant ischemic hindlimb model.
- Supports functional validation of drug candidates by quantifying vascular response to intervention.
- Facilitates mechanistic de-risking by isolating local drug effects from systemic variables.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized platform for reproducible compound evaluation in vivo.
- Delivers quantitative, volumetric micro-CT outputs for objective comparison across treatment arms.
- Reduces variability and animal handling through continuous pump-based administration.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical endpoints with translational biomarkers of vascular remodeling.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation by integrating imaging and delivery workflows.
- Supports risk-adjusted advancement by providing robust, quantitative efficacy data.
Pipeline & Workflow Integration
This method bridges early discovery and preclinical validation by combining local drug delivery with advanced vascular imaging in a single workflow.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in ischemic tissue models.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative imaging outputs for compound triage.
- Analytics: Enables volumetric assessment of vascular networks using micro-CT data.
- Translational Research: Provides disease-relevant endpoints for preclinical decision-making.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating diverse vascular-targeted agents.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in vascular drug development.
- Operational Value: Standardizes delivery and imaging, improving reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of vascular therapeutics.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and small animal handling.
- Demands access to micro-CT imaging and perfusion instrumentation.
- Necessitates cross-team standardization of surgical and imaging protocols.
- Adaptation may be needed for different animal models or compound classes.
- Potential limitations include technical variability in perfusion and imaging quality.
