Non-invasive Beurteilung der mikrovaskulären und Endothelfunktion
29. Januar 2013
Kapillaroskopie ist eine nicht-invasive, relativ kostengünstige Methode zur direkten Visualisierung der Mikrozirkulation. Der Unterarm Blutfluss Technik bietet akzeptiert nicht-invasive Maßnahmen der endothelialen Funktion.
Das übergeordnete Ziel dieser Verfahren ist es, die Mikrozirkulation nicht-invasiv mittels Kapillare sichtbar zu machen und die Endothelfunktion mit Plethysmographie mittels Kapillare zu beurteilen. Dies wird erreicht, indem zunächst eine postokklusiv reaktive Hyperämie am Arm des Probanden induziert wird. Als nächstes werden Bilder aufgenommen, um alle funktionell durchbluteten Kapillaren zu identifizieren.
Dann wird mit Hilfe der Plethysmographie ein Dehnungsmessstreifen um den Unterarm des Probanden gewickelt und die Plethysmographie-Messungen des Blutflusses im Unterarm werden aufgezeichnet. Letztendlich können nicht-invasiv Ergebnisse erzielt werden, die die Kapillardichte durch direkte Visualisierung der Kapillar- und Endothelfunktion durch Post-React-Hyperämie-Dehnungsmessstreifen-Plethysmographie zeigen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie Video Cap und invasiver Plethysmographie besteht darin, dass sie kostengünstiger und nicht-invasiv ist.
Bei der Demonstration des Eingriffs hilft mir die Übelkeit. Fache, mein Forschungskoordinator aus meinem Labor Nagelfalzkapillaren in der Rückenhaut des dritten Fingers werden mit einem Stereomikroskop sichtbar, das eine 250-Watt-Halogen-Glasfaserlampenbeleuchtung verwendet, ein 3,2-fach-Objektiv und mit einem Vier-Megapixel-Spot verbunden ist. Insight Monochrom-Digitalkamera und ein Laptop mit einer Spot-Imaging-Software zur Durchführung der Kapillartechnik nach mindestens 10 Stunden Fasten über Nacht und 20 Minuten Sitzpause setzen den Probanden in einen klimatisierten Raum und lassen ihn seine linke Hand auf Herzhöhe heben, um die Bewegung zu begrenzen.
Lassen Sie den Patienten seine linke Hand und seinen Unterarm auf eine gefaltete Decke am unteren Rand des Mikroskops ablegen, und verwenden Sie eine zweite abgedeckte Decke, um den Unterarm und die Hand locker zu bedecken, um die in Ruhe durchbluteten Kapillaren zu erkennen. Machen Sie eine Reihe von Mikroaufnahmen über einen Zeitraum von drei Minuten. Die Kapillardichte ist definiert als die Anzahl der Kapillaren pro Quadratmillimeter Nagelfalzhaut und wird als Mittelwert schlechter Messungen berechnet, die aus den vier am stärksten fokussierten Bildern gewonnen werden, die am wenigsten durch Bewegung verzerrt sind.
Um funktionell durchblutete Kapillaren zu quantifizieren, induzieren Sie eine postokklusive reaktive Hyperämie, indem Sie eine Okklusionsmanschette am oberen linken Arm auf 40 Millimeter aufblasen, Quecksilbersäule über dem systolischen Druck für 10 Minuten. Lösen Sie den arteriellen Verschluss und beginnen Sie sofort mit der Aufnahme von Bildern für eine Minute, um alle funktionell durchbluteten Kapillaren zu identifizieren. Nach 10 Minuten Pause zur Quantifizierung der maximalen Kapillardichte induzieren Sie einen venösen Verschluss, indem die Armmanschette 60 Sekunden lang auf 60 Millimeter Quecksilbersäule aufgeblasen wird.
Nachdem Sie die Manschette gelöst haben, beginnen Sie sofort mit der Aufnahme von Bildern wie zuvor. Die Endothelfunktion wird vor und nach postokklusiver reaktiver Hyperämie mit nicht-invasiven plethysmographischen Messungen des Unterarmblutflusses nach der Sivertson-Methode beurteilt. Mit einer automatischen Blutdruckmanschette, die am gegenüberliegenden Arm angebracht wird, werden der systolische und diastolische Blutdruck und die Herzfrequenz gemessen.
Legen Sie dann eine Oberarm-Okklusionsmanschette auf den Arm des Probanden und verwenden Sie einen Schlingenverband, der mit einem verstellbaren intravenösen Pol verbunden ist, um den Arm bequem auf Herzhöhe aufzuhängen. Lassen Sie den Probanden nach 10 Minuten Rückenruhe in sitzender Position einen Quecksilber- und Gummi-Dehnungsmessstreifen, der auf 10 % über seine Ruhelänge hinaus gedehnt ist, um den Unterarm des Probanden schlingen. fünf Zentimeter unterhalb der Fossa antecubitalis. Verbinden Sie den Dehnungsmessstreifen mit einem Plasmatransplantat, das mit einem Dopplerrekorder verbunden ist, um den Blutfluss zur Hand zu blockieren. Legen Sie eine Kindermanschette um das Handgelenk des Probanden und blasen Sie sie auf 200 Millimeter Quecksilbersäule auf.
Pumpen Sie dann die Oberarmmanschette am gegenüberliegenden Arm auf 50 Millimeter Quecksilbersäule auf. Lassen Sie es eineinhalb Sekunden lang entleert und dann schnell wieder auf und entleeren Sie es dann, um eine postokklusive Hyperämie induzierte maximale Vasodilatation oder FBF max zu induzieren. Verwenden Sie sofort den Dehnungsmessstreifen, um innerhalb von 30 Sekunden vier aufeinanderfolgende Messungen des Unterarmblutflusses durchzuführen.
Zur Berechnung des Verhältnisses FBF max über FBF-Basis als Schätzung der Vasodilatation. Teilen Sie den Mittelwert der vier fbf max-Werte durch den Mittelwert der vier FB F-Basiswerte. Berechnen Sie den Gefäßwiderstand des Unterarms bei maximaler Vasodilatation oder FVR max als mittlerer arterieller Druck oder Karte dividiert durch FBF max.
Hier wird ein Vergleich des Erscheinungsbildes der Mikrovaskulatur zwischen normotensiven und hypertensiven Personen gezeigt. Das linke Feld zeigt das typische Netzwerk von geraden Kapillaren in gut organisierten Reihen bei einem normalen Individuum. Im Gegensatz dazu zeigt das rechte Feld ein ungeordneteres Muster aus geschrumpften, gewundenen Kapillaren.
Eine geringere Kapillardichte nach reaktiver Hyperämie deutet auf eine gestörte funktionelle Kapillarrekrutierung und damit auf eine funktionelle Verdünnung hin. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die Mikrozirkulation visualisieren und die Endothelfunktion nicht-invasiv beurteilen können.
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Übersicht
Die Kapillaroskopie ist eine nichtinvasive Methode zur Visualisierung der Mikrozirkulation und Beurteilung der endothelialen Funktion. Bei dieser Technik wird die Plethysmographie zur Messung des Blutflusses im Unterarm eingesetzt.
Wichtige Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Mikrozirkulation
- Endothelfunktion
- Nicht-invasive Messmethoden
Hintergrund
- Mittels Kapillaroskopie lässt sich eine direkte Visualisierung der Kapillaren ermöglichen.
- Die Plethysmographie misst den Blutfluss im Unterarm.
- Die Technik ist im Vergleich zu invasiven Methoden kostengünstiger.
- Zur Beurteilung wird eine postokklusive reaktive Hyperämie induziert.
Zweck der Studie
- Die Mikrozirkulation nichtinvasiv darstellen.
- Die endotheliale Funktion mittels Plethysmographie beurteilen.
- Die Vorteile dieser Methode im Vergleich zu bestehenden Verfahren aufzeigen.
Verwendete Methoden
- Induktion einer postokklusiven reaktiven Hyperämie.
- Bildaufnahme zur Identifizierung perfundierter Kapillaren.
- Verwendung eines Dehnungsmessstreifens für Plethysmographiemessungen.
- Nicht-invasive Beurteilung der Kapillardichte und endothelialen Funktion.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Visualisierung der Kapillardichte.
- Nicht-invasive Ergebnisse zur Demonstration der endothelialen Funktion.
- Der Vergleich mit etablierten Methoden zeigt Vorteile auf.
- Kostengünstige und effiziente Technik für Forschende.
Schlussfolgerungen
- Die Kapillaroskopie ist ein wertvolles Instrument zur Untersuchung der Mikrozirkulation.
- Sie liefert zuverlässige Messungen der endothelialen Funktion.
- Die Methode ist zugänglich und weniger invasiv als herkömmliche Techniken.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die nichtinvasive Beurteilung der Mikrozirkulation und endothelialen Funktion mithilfe der Kapillaroskopie und Techniken zur Messung des Blutflusses im Unterarm ermöglicht den Früherkennung vaskulärer Dysfunktionen, die für das kardiovaskuläre Risiko relevant sind. Diese quantitativen, für Patienten gut verträglichen Methoden erhöhen die Vorhersagesicherheit bei der Validierung von Zielstrukturen und der Absicherung von Mechanismen in Programmen zur vaskulären Biologie. Ihre Integration in Entdeckungs- und translationsorientierte Arbeitsabläufe verbessert die Entscheidungsfindung im Portfolio, indem sie robuste und reproduzierbare Parameter zur vaskulären Funktion bereitstellen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Quantitative Kapillarrekrutierungs- und Perfusionsmetriken verdeutlichen die Beteiligung mikrovaskulärer Wege in Krankheitsmodellen.
- Die direkte Visualisierung funktioneller Kapillaren unterstützt die biologische Risikominderung und Zielvalidierung für vaskuläre Endpunkte.
- Nicht-invasive Messgrößen ermöglichen eine vorhersagbare Zuverlässigkeit in mechanistischen Studien in frühen Entwicklungsstadien.
Screening und Assay-Entwicklung
- Validierte Assays zur mikrovaskulären Funktion liefern standardisierte, reproduzierbare Endpunkte für die Wirkstoff-Screening.
- Quantitative Ausgaben wie die Verhältnisse FBFmax/FBFbase ermöglichen zuverlässige Vergleiche über verschiedene experimentelle Bedingungen hinweg.
- Die Skalierbarkeit des Assays und die Akzeptanz durch Patienten unterstützen einen breiteren Einsatz der Plattform in präklinischen und translationalen Anwendungen.
Translationale und präklinische Forschung
- Maße für mikrovaskuläre und endotheliale Funktion stimmen mit krankheitsrelevanten Biomarkern für die Risikostratifizierung kardiovaskulärer Erkrankungen überein.
- Die Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung wird durch nichtinvasive, quantitative vaskuläre Endpunkte unterstützt.
- Risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung werden durch die frühe Erkennung funktioneller vaskulärer Beeinträchtigungen informiert.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese Methoden stellen die Beurteilung der mikrovaskulären und endothelialen Funktion an der Schnittstelle zwischen früher Entdeckung, Lead-Identifizierung und translationsorientierter Forschung für Programme zur kardiovaskulären und vaskulären Biologie.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Hypothesenprüfung und Klärung von Signalwegen bei mikrovaskulären Funktionsstörungen in Krankheitsmodellen.
- Screening: Bietet reproduzierbare, quantitative Messgrößen für funktionelle vaskuläre Assays.
- Analytik: Liefert standardisierte Messungen wie Kapillardichte und FBF-Verhältnisse für eine robuste Datenvergleichbarkeit.
- Translationale Forschung: Unterstützt die Abstimmung von Biomarkern und die präklinische Kontinuität für die Beurteilung vaskulärer Risiken.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine skalierbare, nicht-invasive Plattform, die für verschiedene vaskuläre Forschungsprogramme anpassbar ist.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Unschärfen bei der Validierung vaskulärer Zielstrukturen.
- Operativer Wert: Verbessert die Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit von Funktionstests des Gefäßsystems.
- Strategischer Wert: Verbessert Entscheidungen über Fortführung oder Einstellung von Projekten sowie die Kapitaleffizienz, indem eine frühzeitige Erkennung vaskulärer Funktionsstörungen ermöglicht wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung kardiovaskulärer Assets.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der mikrovaskulären Bildgebung und der Analyse von Plethysmographiedaten.
- Benötigt Zugang zu Kapillaroskopiegeräten, Dehnungsmessstreifen und analytischer Software.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen bei Bildgebungs- und Messprotokollen voraus.
- Eine Anpassung kann je nach präklinischem oder klinischem Modellsystem erforderlich sein.
- Die Compliance der Patienten und Bewegungsartefakte können die Datengüte beeinträchtigen und müssen entsprechend berücksichtigt werden.
