Laser-Doppler: Ein Instrument zur Messung der Pankreas Islet mikrovaskuläre Vasomotion In Vivo

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, den funktionellen Status der mikrovaskulären Vasomotion der Pankreasinsel in vivo zu bestimmen, um ihre Auswirkungen auf verwandte Erkrankungen zu bewerten. Diese Methode kann helfen, die wichtigsten Fragen im medizinischen Kreislaufbereich zu beantworten, z. B. ob die mikrovaskuläre Vasomotion der Pankreasinsel in ihrem pathologischen Status verändert ist. Wir hatten die erste Idee für diese Methode, als wir zeigten, dass es eine funktionierende Mech-Zirkulation gibt, die sich bei der Entwicklung von Diabetes entwickelt hat.

Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie den funktionellen Status der mikrovaskulären Vasomotion von Geweben und Organen sowohl im klinischen als auch im Laborbereich bewerten kann. Diese Methode kann Aufschluss über Erkrankungen geben, die mit Pankreasinseln in Verbindung stehen. Es kann auch auf andere Systeme angewendet werden, z. B. auf Nieren- und Netzhauterkrankungen.

Die Anwendungen dieser Technik erstrecken sich auch auf das Verständnis der Art der Trends im funktionellen Status der mikrovaskulären Vasomotion. Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da während der Experimente riesige Mengen an mikrovaskulären akademischen Daten aus dem Laserdoppler abgeleitet wurden. Stellen Sie sicher, dass die Demonstration dieser Methode von entscheidender Bedeutung ist, da viele Faktoren die genaue Erfassung von Mikrozirkulationsdaten beeinträchtigen können.

Dieses Protokoll beginnt mit der täglichen Injektion von STZ an fünf aufeinanderfolgenden Tagen an Mäusen. Lösen Sie das STZ in Natriumcitratpuffer auf eine Arbeitskonzentration von fünf Milligramm pro Milliliter auf. Verabreichen Sie dann intraperitoneale Injektionen über eine Ein-Milliliter-Spritze und eine 25-Gauge-Nadel.

Die Mäuse müssen vor der Injektion vier Stunden lang nüchtern, aber ihnen sollte der Zugang zum Wasser nicht entzogen werden. Injizieren Sie den Kontrollmäusen das gleiche Volumen an reinem Natriumcitratpuffer. Versorgen Sie die Mäuse nach den Injektionen mit normalem Futter und 10% Saccharosewasser.

Ersetzen Sie nach dem fünften Tag der Injektion von STZ das 10%ige Saccharosewasser durch normales Wasser. Neun Tage später messen Sie ihren Blutzuckerspiegel. Fasten Sie die Mäuse zunächst sechs Stunden lang mit freiem Zugang zu Wasser.

Nehmen Sie dann Blut aus den Schwanzvenen und verwenden Sie ein handelsübliches tragbares Blutzuckermessgerät, um das Blut zu messen. Betrachten Sie alle Mäuse mit einem Blutzuckerspiegel von über 200 Milligramm pro Deziliter Diabetiker. Reinigen Sie vor der Verwendung des Laserdopplergeräts zunächst die optischen Oberflächen der Sondenspitze und des Sondensteckers mit einem weichen, nicht scheuernden Tuch und stecken Sie dann das Kabel in den Anschluss des Geräts.

Montieren Sie anschließend den Kalibrierständer. Lassen Sie zuerst den gespeicherten Flussmittelstandard Raumtemperatur erreichen. Dies dauert etwa eine halbe Stunde.

Schütteln Sie dann den Flussmittelstandard 10 Sekunden lang vorsichtig und lassen Sie ihn zwei Minuten lang auf der Kalibrierbasis ruhen. Heben Sie anschließend die Klemme so hoch wie möglich an und befestigen Sie die Sonde in der Klemme. Tauchen Sie nun die Sonde langsam in das Flussmittelnormal ein und sichern Sie die Sonde mit den Sondenhaltern.

Um fortzufahren, dimmen Sie die Raumbeleuchtung und drücken Sie auf Kalibrierung am Laser-Doppler-Gerät. Wählen Sie nun den Arbeitskanal aus, an den die Sonde angeschlossen ist, und führen Sie das Kalibrierprogramm aus. Positionieren Sie eine anästhesierte Maus in Rückenlage auf einer Arbeitsplattform und sichern Sie sie mit chirurgischem Klebeband.

Als nächstes sterilisieren Sie die Bauchhaut mit 75% Ethanol von der Gebärmutterhalsregion bis zum Schwanz und bedecken Sie dann die Peripherie der Region mit einem trockenen Mullschwamm, der in der Mitte ein drei Zentimeter breites Loch hat. Heben Sie anschließend die Bauchhaut mit einer Pinzette an und machen Sie mit einem Skalpell oder einer Hautschere einen ersten vertikalen Schnitt entlang der Mittellinie des Bauches. Fassen Sie dann den darunter liegenden Muskel mit einer Pinzette und schneiden Sie ihn ein, um in die Bauchhöhle zu gelangen.

Verletzen Sie keine Organe. Um die Bauchhöhle freizulegen, falten Sie die Haut und den darunter liegenden Muskel über die Brust und legen Sie dann den Bauchspeicheldrüsenkörper und die Milz vorsichtig mit einer stumpfen Pinzette frei. Erstellen Sie nun in der Steuerungssoftware für die Laser-Doppler-Apparatur eine neue Messdatei und konfigurieren Sie dann die angeschlossenen Monitore.

Legen Sie auf der Registerkarte Allgemein die Überwachungsdauer auf Freilauf fest, und verwenden Sie die Werkseinstellungen für die Registerkarte LDF-Monitor. Öffnen Sie als Nächstes das Dialogfeld für die Einrichtung der Anzeige und wählen Sie die entsprechenden Kanäle aus. Schalten Sie dann die folgenden Parameter um: Datenquelle für den Kanal und die Beschriftung, Einheiten und Farbe, und klicken Sie dann auf Weiter.

Geben Sie anschließend identifizierende Informationen über das Motiv und die Messung in das Dialogfeld für Dateiinformationen ein und klicken Sie erneut auf Weiter. Nun ist die Konfiguration abgeschlossen und es öffnet sich ein Messfenster. Als nächstes schieben Sie die Elektrode manuell bis auf einen Millimeter an die Bauchspeicheldrüse heran.

Die Genauigkeit der Messung hängt mit dem Abstand zwischen der Sonde und dem Pankreas-Inselgewebe zusammen. Der Blutflusswert ist ungenau, es sei denn, ein Millimeterabstand zwischen dem Gewebe und der Sonde wird sorgfältig eingehalten. Um die Aufzeichnung zu starten, klicken Sie auf das Startsymbol und die PU-Daten des mikrovaskulären Blutes werden gespeichert.

Tun Sie dies eine volle Minute lang und verwenden Sie die Schaltflächen zum Komprimieren und Erweitern der Anzeige sowie die Schaltflächen zum Erhöhen oder Verringern der Höhe der Diagrammspuren, um den angezeigten Effekt während der Aufzeichnung anzupassen und dann die Aufzeichnung zu stoppen. Speichern Sie dann die Datei unter einem geeigneten Namen. Positionieren Sie nun die Sonde manuell neu, um additive Effekte und eine lokale Erschöpfung der Kontraktions- und Entspannungskapazität zu vermeiden.

Sammeln Sie insgesamt PU-Daten von drei zufälligen Punkten auf der Bauchspeicheldrüse für jede Maus. Messen Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Experiments die PU-Daten von einer nicht reflektierenden Platte, um einen Ausgangskontrollwert zu erhalten. Nachdem Sie die drei Messungen durchgeführt haben, verwenden Sie Drei-Oh-Nähte, um die Muskelschichten zu schließen, und dann Vier-Oh-Nähte, um die Hautschicht zu schließen.

Überwachen Sie nun die Maus in einem Bergungskäfig, bis sie bereit ist, in einen sauberen Heimkäfig zu überführen. Im Allgemeinen wird der mikrozirkulatorische Zustand der Pankreasinsel durch periodische Kontraktions- und Entspannungsphasen dargestellt. Das gesamte hämodynamische Phänomen erzeugt ein Muster der Durchblutung des Blutflusses.

Mit Hilfe des Laser-Doppler-Geräts wurden PU-Daten gesammelt, um das Verteilungsmuster der mikrovaskulären Blutperfusion bei nicht-diabetischen und diabetischen Mäusen zu zeigen. Die Ergebnisse waren völlig unterschiedlich. Der Rhythmus der Kontraktionen und Relaxationen der mikrovaskulären Vasomotion der Pankreasinsel war bei STZ-induzierten diabetischen Mäusen chaotisch und unregelmäßig, während nicht-diabetische Kontrollpersonen rhythmische Oszillationen aufwiesen.

Anschließend wurde die Vasomotion mit Hilfe von PU-Profilen quantifiziert. Im Vergleich zu Kontrollen war die durchschnittliche Blutperfusion der Mikrozirkulation der Pankreasinsel bei STZ-induzierten diabetischen Mäusen verringert. Diese Mäuse zeigten auch eine signifikante Abnahme der Amplitude und Häufigkeit dieser Vasomotion sowie der relativen Geschwindigkeit der Blutdurchblutung zur Pankreasinsel.

Einmal gemeistert, kann diese Technik in 30 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, darauf zu achten, dass der Abstand zwischen der Sonde und dem Bauchspeicheldrüsengewebe innerhalb eines Millimeters liegt. Ein unangemessener Abstand führt zu einem künstlich erhöhten oder verringerten Blutfluss.

Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie Laserspeckle und Translozierung von Sauerstoff durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen wie Ischämievisualisierung, Blutflussbeurteilung und Funktionszustand der mikrovaskulären Vasomotionsbewertung zu beantworten. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher und Kliniker auf dem Gebiet der Endokrinologie und des Stoffwechsels, um die mikrozirkulatorischen Mechanismen zu erforschen, die hinter Erkrankungen der Pankreasinseln verborgen sind. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit einem Laserinstrument aufgrund der Strahlenbelastung äußerst gefährlich sein kann und dass bei der Durchführung dieses Verfahrens immer Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden sollten, wie z. B. dass die Umgebungsseite mindestens 200 Millimeter vom Auge entfernt ist.