ديسيلولاريزيشن قلب البشري برمته داخل حقيبة الضغط في اتجاه معكوس
نوفمبر 26, 2018
يتيح هذا الأسلوب ديسيلولاريزيشن جهاز صلبة معقدة باستخدام بروتوكول بسيطة تستند إلى صدمة ناضح ونضح من المنظفات الأيونية مع انقطاع مصفوفة الجهاز الحد الأدنى. وهو يضم تقنية رواية ديسيلولاريزيشن لقلوب البشر داخل حقيبة مضغوط مع الرصد في الوقت الحقيقي للتدفق الخلوي وديناميات تدفق الحطام.
يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول توليد السقالات الوعائية ، والتي هي في الحقيقة الكأس المقدسة لحقل هندسة الأنسجة. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الحقيبة المضغوطة في اتجاه مقلوب يحسن إزالة الخلية من الأعضاء البشرية غير القابلة للزرع ويتيح لنا أن نفعل ذلك بطريقة عقيمة على مدى إطار زمني مناسب. لإعداد القلب لفك الخلايا، قم أولاً بإجراء فحص داخلي للعيوب المحتملة.
إذا كان هناك عيب الحاجز، تصحيح الخلل مع الغرز المناسبة. بعد ذلك ، ligate فينا cavas متفوقة والدونية مع 2-0 خياطة الحرير. اغرز جدار الأذين الأيمن مع 5-0 PROLENE ، وتشريح الشريان الأورطي بعيدًا عن الشريان الرئوي الرئيسي لتكبيله لاحقًا.
أدخل الموصلات ، وفقًا لقطر الوعاء ، في الشريان الأورطي والشريان الرئوي ، واضمن الموصلات مع 2-0 خياطة حريرية. باستخدام إحدى فتحات الوريد الرئوي، أدخل خط أنابيب عبر الأذين الأيسر نحو البطين الأيسر، واربط خط التسريب بالموصل في الشريان الأورطي وخط تدفق إلى الموصل في الشريان الرئوي. ضع القلب المعد في كيس البوليستر في الاتجاه المقلوب ، ووضع الحقيبة في حاوية ضخ.
ربط كل من الخطوط إلى الموانئ المعنية في سدادة المطاط، وفقا لقطر الحاوية، وإدراج سدادة في غطاء حاوية perfusion لختم الحقيبة البوليستر. ثم، اثقب برنامج تلفزيوني عبر منفذ التسريب من سدادة المطاط للتحقق من تدفق من الشريان الرئوي ومن الخط إدراجها في البطين الأيسر، وذلك باستخدام هذا التدفق لتنظيف الجهاز من أي آثار المتبقية من الدم داخل الأوعية الدموية. عندما يكون القلب جاهزًا ، ضع المُجمّع في اتجاه مستقيم ، واربط خط التسريب ، خط الضغط - الرأس ، خط تدفق الشريان الرئوي ، وخط استنزاف مفاعل حيوي إلى المنافذ السطحية للغطاء المطاطي فوق مفاعل الضخ الحيوي.
ثم، إزالة الخلايا القلب لمدة أربع ساعات مع محلول فرط الطنين، ساعتين مع محلول هابوtonic، 120 ساعة مع كبريتات دوديسيل الصوديوم، أو SDS، وغسل النهائي مع 120 لترا من برنامج تلفزيوني، وكلها تحت ثابت 120 ملليمتر من ضغط الزئبق كما يقاس في الجذر الأبهري. خلال آخر 10 لترا من غسل برنامج تلفزيوني، إضافة 500 ملليلتر من محلول حمض معقم 2.1٪ مطهر مع 10 هيدروكسيد الصوديوم العادي إلى محلول القذف لتعقيم سقالة. عادة، معدل التدفق إلى الشريان الأورطي أثناء عملية إزالة الخلية ينخفض تدريجياً كما يتغير حل القذف من فرط الطنين إلى هابتونيك.
وفي المقابل، يزداد معدل التدفق عندما يتغير محلول التسريب من محلول أدنى درجة إلى محلول SDS، وعند هذه النقطة يوضح معدل تدفق التسريب التقلبات. معدل التدفق من الشريان الرئوي يدل على اتجاه مماثل مع حلول فرط وهوايبونية. غير أن معدل التدفق إلى الخارج أثناء عملية الضخ في النظام العام للتدفقات يظهر انخفاضاً عاماً.
كما أن كفاءة الضخ التاجية تقل بمرور الوقت حيث يتم حقن الكواشف المختلفة من خلال الأوعية الدموية. كما يتم جمع تدفق من الشريان الرئوي والبطين الأيسر في وقت واحد، يمكن مقارنة محتوى الحطام عن طريق التحليل الطيفي. يتناقص عكر السائل من كلا الوعاءين بمرور الوقت خلال القذف، على الرغم من أن التعكر من الشريان الرئوي يسلك تغيرًا أكثر فجائيًا في اللون مقارنةً بتلك التي لوحظت من البطين الأيسر خلال فترة القذف الأولية.
تقييم العلاقة بين النزوح عن العكرة ومخلفات الخلية بواسطة مقايسة بروتين حمض ثنائي الcinchoninic من ستة قلوب بشرية مزيلة الخلية يكشف عن وجود علاقة خطية بين تركيز البروتين والتعكرة السائلة. أثناء محاولة هذا الإجراء، من المهم مراقبة معدل التدفق وجمع البيرفوسات بشكل دوري لمراقبة عملية التسريب فعليًا. بعد هذا الإجراء، يمكن استخدام تقنيات أخرى مثل التقييم الميكانيكي أو اختبار العقم لتقييم دقة السقالة واستخدامها المحتمل لإعادة الخلية لتوليد أنسجة قلبية وظيفية.
بعد تطورها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الطب التجديدي وهندسة الأنسجة لاستكشاف جيل الأعضاء الوعائية الكاملة ، وتغيير حقل زرع الأعضاء الصلبة حرفيًا. لا تنس أن العمل مع الأعضاء والأنسجة البشرية والمواد الكيميائية مثل SDS يمكن أن تكون خطرة للغاية، ودائما ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة عند القيام بهذا الإجراء.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تمكن هذه الطريقة من إزالة الخلايا من الأعضاء الصلبة المعقدة، وتحديداً القلوب البشرية، باستخدام بروتوكول بسيط يقلل من تضرر المادة الخلالية للعضو. وتستخدم هذه التقنية كيسًا مضغوطًا للمراقبة اللحظية لديناميكيات التدفق وتدفق الحطام الخلوي إلى الخارج.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- هندسة الأنسجة
- إزالة الخلايا من الأعضاء
- أبحاث القلب والأوعية الدموية
خلفية علمية
- تعد عملية إزالة الخلايا أمراً بالغ الأهمية لإنشاء سقالات وعائية في هندسة الأنسجة.
- غالباً ما تؤدي الطرق الحالية إلى تخريب المادة الخلالية للعضو.
- هناك حاجة إلى تقنيات محسنة للأعضاء البشرية غير القابلة للزرع.
- يمكن للمراقبة في الوقت الفعلي أن تعزز عملية إزالة الخلايا.
الغرض من الدراسة
- تطوير تقنية جديدة لإزالة الخلايا من القلوب البشرية.
- تحسين تعقيم وكفاءة عملية إزالة الخلايا.
- تسهيل إنتاج سقالات وعائية.
الطرق المستخدمة
- الفحص الداخلي للقلب للكشف عن العيوب.
- تصحيح العيوب الحاجزية باستخدام الغرز الجراحية.
- ربط الوريدين الأجوفين العلوي والسفلي.
- تشريح الشريان الأورطي من أجل القسطرة.
النتائج الرئيسية
- تعزز الحقيبة المضغوطة من كفاءة عملية إزالة الخلايا.
- تتيح المراقبة في الوقت الفعلي تحكماً أفضل في العملية.
- تم تحقيق أدنى حد من الاضطراب في مصفوفة العضو.
- تعتبر هذه الطريقة قابلة للتطبيق في بيئة معقمة.
الاستنتاجات
- تمثل هذه التقنية تقدماً ملحوظاً في عملية إزالة الخلايا من الأعضاء.
- وهي تحمل آفاقاً واعدة للتطبيقات المستقبلية في هندسة الأنسجة.
- وقد تؤدي الأبحاث المستقبلية إلى توسيع نطاق استخدامها لتشمل أنواعاً أخرى من الأعضاء.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تتيح عملية إزالة الخلايا من قلوب بشرية كاملة باستخدام كيس مضغوط في وضعية مقلوبة توليد سقالات وعائية لهندسة أنسجة القلب، مما يلبي الحاجة الماسة للأعضاء القابلة للزرع. وتدعم هذه الطريقة الحد الاستباقي من المخاطر من خلال الحفاظ على بنية المصفوفة خارج الخلوية والسماح بالمراقبة الآنية لديناميكيات التروية، مما يوفر معلومات حول جودة السقالة وإمكانية إعادة استزراع الخلايا فيها. وهو ما يجعل هذه التقنية قدرة تأسيسية لتطوير القلوب الاصطناعية الحيوية وتقليل الاعتماد على الأعضاء المتبرع بها.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: يتيح استقصاء تركيب المصفوفة خارج الخلية القلبية والبنية الوعائية للتحقق من الأهداف في علاجات فشل القلب.
- القيمة التشغيلية: يوفر منصة سِقالة قابلة للتكرار للدراسات الميكانيكية للتفاعلات بين الخلية والمصفوفة في الأنسجة المرضية مقابل الأنسجة السليمة.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: إنتاج سقالات معيارية مشتقة من البشر للتقييم الكمي لاستزراع الخلايا، وتكاثرها، وتكاملها الوظيفي في النماذج قبل السريرية.
- القيمة التشغيلية: دعم جاهزية المقايسة من خلال مقاييس الارتباط بين العكر والبروتين في الوقت الفعلي، مما يتيح التحكم في العملية وضمان الاتساق بين الدفعات.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: يسهل الاستمرارية الانتقالية من خلال توفير ساند قلبي بشري ذي صلة بالمرض لتقييم استراتيجيات إعادة التخليط الخلوي والنضج الكهروميكانيكي.
- القيمة التشغيلية: يتيح اتخاذ قرارات تقدم مدروسة بناءً على المخاطر من خلال التحليل الارتباطي لعكارة السائل الخارج وإزالة الحطام الخلوي كقراءة لمراقبة الجودة.
تكامل مسار العمل وسير العمل
تتكامل هذه الطريقة ضمن سلسلة الاكتشافات، بدءاً من التحقق من الهدف، مروراً بتحديد المركبات الرائدة، وصولاً إلى التقييم قبل السريري، وذلك من خلال توفير منصة ساندة وعائية مشتقة من البشر.
- بيولوجيا الاكتشاف: يدعم اختبار الفرضيات الخاصة بأهداف المصفوفة خارج الخلوية القلبية وتوضيح المسارات من خلال الحفاظ على البنية الأصلية للأنسجة.
- الفحص: يتيح توحيد المقايسات عبر قياس عكارة التدفق الخارجي والارتباط بمقايسة حمض البيسينكونينيك للبروتين لمراقبة كفاءة إزالة الخلايا.
- التحليلات: يوفر مخرجات قابلة للقياس تشمل ديناميكيات معدل التدفق، وتدرجات الضغط، وملفات تدفق الحطام التي توجه تحسين العمليات وقرارات المتابعة أو الإيقاف.
- الأبحاث الانتقالية: يربط الاكتشاف بالتحقق قبل السريري من خلال توفير سِقالة مناسبة لإعادة استزراع الخلايا والتقييم الوظيفي في نماذج الأمراض.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يؤسس قدرة قابلة لإعادة الاستخدام في توليد السقالات تكون قابلة للتطبيق عبر برامج متعددة لإصلاح وتجديد القلب.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تعزيز الثقة التنبؤية في دقة السقالة من خلال الحفاظ على المصفوفة خارج الخلوية ثلاثية الأبعاد والأوعية الدموية، مما يقلل من الغموض الميكانيكي في هندسة أنسجة القلب.
- القيمة التشغيلية: تحقيق التقييس والقابلية للتوسع عبر نظام الأكياس المضغوط الذي يتيح عملية إزالة الخلايا بشكل معقم ومراقب على مدى فترات زمنية ممتدة.
- القيمة الاستراتيجية: تحسين قرارات المضي قدماً أو التوقف بناءً على مراقبة التروية في الوقت الفعلي ومقاييس تنظيف الحطام، مما يقلل من المخاطر البيولوجية في المراحل المتأخرة ضمن محافظ الطب التجديدي.
- تأثير المحفظة: تحديد أولويات المرشحين للسقالات بناءً على المخاطر المعدلة باستخدام الارتباط الكمي بين العكارة والبروتين كمعيار للإفراج عن سير عمل إعادة التخليق الخلوي.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في تروية الأعضاء، والتعامل مع كواشف إزالة الخلايا، ومعالجة الأنسجة المعقمة.
- يعتمد على بنية تحتية للمفاعل الحيوي للتروية قادرة على الحفاظ على ضغط ثابت قدره 120 mmHg وتبادل المحاليل متعددة الكواشف.
- يستلزم توحيد المعايير بين الفرق في عمليات جمع التدفق الخارج، والمطيافية، وبروتوكولات مقايسة البروتين لضمان تقييم متسق لجودة السقالة.
- يتضمن اعتبارات التكيف مع أحجام الأعضاء المختلفة والبنى الوعائية عند التوسع ليشمل ما يتجاوز القلوب البشرية.
- يشمل قيوداً عملية تتعلق بمخاطر التعرض للكواشف (مثل SDS وحمض البيرأسيتيك) مما يتطلب بروتوكولات صارمة لمعدات الوقاية الشخصية والاحتواء.
