Visualisierung und Quantifizierung der zellfreien Schicht in Arteriolen der Ratte Cremaster Muscle

Summary

Diese Studie demonstriert die chirurgische Vorbereitung des Cremaster-Muskels der Ratte für die Visualisierung der in vivo zellfreien Schicht. In dieser Studie werden wesentliche Faktoren diskutiert, die die Genauigkeit der zellfreien Schichtbreitenmessung beeinflussen.

Abstract

Die zellfreie Schicht ist definiert als die parietale Plasmaschicht in der Mikrogefäßströmung, die frei von roten Blutkörperchen ist. Die Messung der in vivo zellfreien Schichtbreite und ihrer räumlich-zeitlichen Variationen kann ein umfassendes Verständnis der Hämodynamik in der Mikrozirkulation liefern. In dieser Studie verwendeten wir ein intravitales mikroskopisches System, gekoppelt mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera, um die zellfreien Schichtbreiten in Arteriolen in vivo zu quantifizieren. Der Cremaster-Muskel von Sprague-Dawley-Ratten wurde chirurgisch exteriorisiert, um den Blutfluss sichtbar zu machen. Außerdem wurde ein eigens entwickeltes Bildgebungsskript entwickelt, um die Bildverarbeitung und Analyse der zellfreien Schichtbreite zu automatisieren. Dieser Ansatz ermöglicht die Quantifizierung raumzeitlicher Variationen konsistenter als bisherige manuelle Messungen. Die Genauigkeit der Messung hängt jedoch zum Teil von der Verwendung eines Blaufilters und der Auswahl eines geeigneten Schwellenwertalgorithmus ab. Insbesondere bewerteten wir den Kontrast und die Qualität von Bildern, die mit und ohne Verwendung eines Blaufilters aufgenommen wurden. Darüber hinaus haben wir fünf verschiedene Bildhistogramm-basierte Schwellenwertalgorithmen (Otsu, Minimum, Intermode, iterative Auswahl und fuzzy entropic thresholding) verglichen und die Unterschiede bei der Bestimmung der zellfreien Schichtbreite veranschaulicht.

Introduction

In vivo Tierversuche sind entscheidend für die Grundlagenforschung zum Verständnis der menschlichen Physiologie und Pathologie. Insbesondere können mikrohämodynamische In-vivo-Studien die mögliche Beeinträchtigung der Mikrozirkulationsfunktionen aufklären, die durch abnormale rheologische Bedingungen des Blutes verändert werden. In einer Reihe früherer mikrohämodynamischer Studien¹ wurde das Cremaster-Muskelmodell der Ratte zur Visualisierung des mikrovaskulären Blutflusses verwendet. Der Cremaster-Muskel ist eine dünne Schicht quergestreifter Muskeln, die die Hoden umgibt. So kann der Blutfluss im Muskel mit einem Durchlichtmikroskop mitt....

Protocol

Diese Studie ist in Übereinstimmung mit der National University of Singapore Institutional Animal Care und Use Committee (genehmigten Protokoll Nr. R15-0225).

1. Chirurgische Vorbereitung des Tiermodells

1. Vessel Kanülierungen
   1. Anästhesieren eine männliche Sprague-Dawley-Ratten (6 bis 7 Wochen alt) mit einem Gewicht von (203 ± 20) g mit Ketamin (37,5 mg / ml) und Xylazin (5 mg / ml) Cocktail durch intraperitoneale (ip) Injektion (2 ml / kg) . Nicht an die Nadel rekapitulieren oder aus der Spritze nach der Injektion entfernen.
   2. Sobald das Tier (bestätigt durch Zeh kneifen) anästhesiert wurde, lege....

Results

Die Visualisierung der CFL in vivo ist weitgehend abhängig von den chirurgischen Vorbereitungen des Tieres. Übermäßige Blutverlust oder längere Operationsdauer kann das Tier auch keinen Erschütterungen und den Blutfluss Verirrungen. Aufrechterhaltung der Gewebetemperatur ein Heizkissen sowie eine angepasste Plattform während der Operation und Experiment unter Verwendung ist auch entscheidend die physiologischen Bedingungen der Ratte zu halten. Unter Verwendung einer 100-W-Halogenlampe im Mikroskopsystem, keine .......

Discussion

Die Messung der CFL Breite ist für ein besseres Verständnis der Hämodynamik in der Mikrozirkulation wesentlich. Insbesondere wurde die Messung der CFL Breiten in mesenterischen ⁶ durchgeführt wurde, spinotrapezius ²⁴ und cerebral ²⁵ microcirculations. Herkömmliche Messung der in vivo CFL Breiten wurde durch manuelle Inspektion der aufgezeichneten Video - Frames Schätzungen beschränkt. Die manuelle Messungen erforderlich , um die Mittelung von mehreren aufeinanderfolgenden Videob.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Intravitalmikroskop	Olympus	BX51WI	Ausrüstung
Hochgeschwindigkeitskamera	Photron	1024PCI	Ausrüstung
Blaufilter	HOYA	B390	Ausrüstung
Drucksensor & Biopac-System	Biopac-System TSD104A	, MP100	Ausrüstung
Temperaturregler	Shimaden	SR 1	Ausrüstung
Plasma Lyte A	Baxter	NDC:0338-0221	Warm in 37 > C Wasserbad vor Gebrauch
Kochsalzlösung 0,9%	Braun
Heparin (5.000 I.E./ml)	LEO
PE-10 Polyethylen Tube	Becton Dickinson	427400.024	" OD x .011" ID
PE-50 Polyethylen-Schlauch	Becton Dickinson		427411.038" OD x .023" ID
PE-205 Polyethylen-Schlauch	Becton Dickinson		427446.082" OD x .062" ID
2-0 nicht resorbierbares Seidennaht	Deknatel	113-S
5-0 nicht resorbierbares Seidennaht	Deknatel	106-S
	Gaymar
Wasserbad	Fisher Scientific	Isotemp 205	Ausrüstung
Sterile Baumwollgaze	Fisher Scientific	22-415-468
Applikatoren mit Wattespitze	Fisher Scientific	23-400-124
Dumont Pinzetten	Kent Scientific	INS14188	Chirurgisches Instrument
Mikrodisparierzange	Kent Scientific	INS15915	Chirurgisches Instrument
Iriszange 1 x 2 Zähne	Kent Scientific	INS15917	Surgical Instrument
Kanülenzange	Kent Scientific	INS500377	Chirurgisches Instrument
Mikroschere	Kent Scientific	INS14177	Chirurgisches Instrument
Irisschere	Kent Scientific	INS14225	Chirurgisches Instrument
Gefäßclip	Kent Scientific	INS14120	Chirurgisches Instrument
Gemini Kautersystem	Braintree Scientific	GEM 5917	Chirurgisches Instrument