Ein neues Ex Vivo Modell für die Bewertung der endoskopischen Submucosal Einspritzung Materialverhalten
19. Oktober 2018
Wir entwickelten ein neues ex-Vivo -Modell, das Konstanten Spannung für das Schwein Magen Exemplar gilt. Diese Entwicklung machte es möglich, die Leistung (die Höhe und Dauer der submucosal Erhebung) der verschiedenen SIMs genau zu bewerten. Die detaillierte Setup-Methode dieses neuen Modells wird erklärt.
Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im biomedizinischen Bereich zu medizinischen Fragen von Interesse zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass die Leistung verschiedener submukosaler Injektionsfragen genauer als herkömmliche Methoden umgangen werden kann. Beginnen Sie damit, sechs mal sechs Zentimeter Quadrate aus dem oberen Drittel eines Schweinemagens zu schneiden und die Proben sofort bei minus 30 Grad Celsius zu lagern.
Um die Traktionsvorrichtung einzurichten, schließen Sie einen Edelstahlclip an einen Schlüsseldraht und einen S-förmigen Haken an, und schließen Sie den Schlüsseldraht und den Haken an ein Gewicht an. Schließen Sie den Haken an das andere Ende des Drahtes an und fixieren Sie die Riemenscheiben an beiden Enden der Basis. Legen Sie dann eine sechs mal sechs Zentimeter große Gummiplatte in die Mitte der Basis und legen Sie eine aufgetaute Magenprobe auf die Gummiplatte.
Als nächstes kneifen Sie die Probenenden mit dem Clip der Traktionsvorrichtung, hängen Sie das Gewicht durch beide Riemenscheiben, um konstante Spannung auf die Probe anzuwenden, und verwenden Sie ein digitales Messgerät, um die submucosale Höhenhöhe vor der Injektion zu messen. Fixieren Sie dann den Schreiber auf der Höhe der Schleimhautoberfläche, und drücken Sie voreingestellt, um eine Nullpunktanpassung des Höhenmessers durchzuführen. Um ein submukosales Höhenverfahren durchzuführen, verwenden Sie eine 2,5-Milliliter-Spritze, die mit einer 23-Spur-Nadel ausgestattet ist, um zwei Milliliter 0,4% Natriumhyaluronat horizontal von den Probenrändern in die Submucosa zu injizieren.
Verwenden Sie dann das digitale Messgerät, um die submucosale Höhenhöhe sofort und zu den angegebenen Zeitpunkten nach der Injektion zu messen. Aufzeichnung der Höhe, die auf dem Höhenmesser angezeigt wird, wenn der Schreiber an der Spitze der submucosalen Höhe befestigt wird. In diesen repräsentativen Experimenten wurde die submukosale Höhenhöhe nach normaler Salin- oder Hyaluratsäureinjektion unter Verwendung der konventionellen und neuen Ex-vivo-Analysemodelle gemessen.
Obwohl die submukosale Höhenhöhe im Laufe der Zeit nach der Injektion beider Lösungen abnahm, waren in beiden Modellen die resultierenden submukosalen Höhen nach Derinazonatsäureinjektion konstant höher als die nach der normalen Salzinjektion gemessenen, unabhängig von der Nachinjektionszeit. Insbesondere die Anwendung einer konstanten Spannung führte zu einer geringeren Gesamtvariabilität innerhalb der Messungen, im Vergleich zum konventionellen Messmodell ohne Spannung. Tatsächlich waren die submukosalen Höhen, die bei einer Spannung von 3,0 Newton erreicht wurden, deutlich niedriger als die submukosalen Höhen, die mit 1,5 Newton erreicht wurden.
Während mit dem konventionellen Modell keine signifikanten Unterschiede in den submukosalen Höhenhöhen beobachtet wurden, wurden im Vergleich zu beiden Konstantspannungsmodellen keine signifikanten Unterschiede in den submukosalen Höhen gemessen. Nach der Entwicklung ebnet diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der biomedizinischen Angelegenheiten, um die Verwendung von Hochleistungs-Submucosaleinjektionsmaterialien für die endoskopische Therapie auszudrücken.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein neuartiges Ex-vivo-Modell zur Bewertung der Leistungsfähigkeit von Submukosa-Injektionsmaterialien (SIMs) unter Verwendung von porcinen Magenpräparaten vor. Das Modell ermöglicht die Anwendung einer konstanten Spannung, wodurch eine genaue Beurteilung der Höhe und Dauer der submukösen Hebung möglich ist.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Biomedizinische Technik
- Gastroenterologie
- Ex-vivo-Modelle
Hintergrund
- Herkömmliche Methoden zur Bewertung von SIMs können an Genauigkeit mangeln.
- Die Anwendung konstanter Spannung kann die experimentellen Ergebnisse verbessern.
- Porcine Magenpräparate bieten ein relevantes biologisches Modell.
- Das Verständnis der SIM-Leistung ist entscheidend für medizinische Anwendungen.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines zuverlässigen ex vivo-Modells zur Bewertung von SIM.
- Verbesserung der Genauigkeit bei der Leistungsbeurteilung verschiedener SIMs.
- Vorlage einer detaillierten Methodik für zukünftige Forschungsarbeiten.
Verwendete Methoden
- Vorbereitung von porcinen Magenpräparaten durch Schneiden und Einfrieren.
- Aufbau einer Zugvorrichtung unter Verwendung von Edelstahlclips und Gewichten.
- Aufbringen einer konstanten Spannung auf die Magenpräparate.
- Messung der Höhe und Dauer der submukösen Elevation.
Hauptergebnisse
- Das neue Modell ermöglicht eine präzise Bewertung der SIM-Leistung.
- Durch die gleichmäßige Anwendung von Spannung ergeben sich reproduzierbare Ergebnisse.
- Höhe und Dauer der submukösen Hebung können genau gemessen werden.
- Diese Methode weist Vorteile gegenüber herkömmlichen Evaluierungstechniken auf.
Schlussfolgerungen
- Das entwickelte ex vivo-Modell stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewertung von SIMs dar.
- Es bietet einen Rahmen für zukünftige Studien in der biomedizinischen Forschung.
- Eine genaue Beurteilung von SIMs kann die klinischen Ergebnisse verbessern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Eine genaue Bewertung von Submukosa-Injektionsmaterialien (SIMs) ist entscheidend für die Weiterentwicklung endoskopischer Therapien bei frühen gastrointestinalen Krebserkrankungen. Das neue ex-vivo-Modell ermöglicht eine präzise, reproduzierbare Messung der Submukosa-Höhe unter konstanter Spannung, verringert die Variabilität und verbessert die Vorhersagesicherheit bei der Leistungsbewertung von SIMs. Dies unterstützt die Zielvalidierung und die Identifizierung führender Kandidaten, indem kritische Leistungsparameter ermittelt werden, die die Entwicklung und Priorisierung von SIMs leiten.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen durch Quantifizierung der SIM-Leistung unter kontrollierten biomechanischen Bedingungen.
- Operationaler Wert: Unterstützt die biologische Risikominimierung durch reproduzierbare Messungen der Submukosa-Aufhebung, die die Validierung funktioneller Zielstrukturen klären.
- Prädiktiver Wert: Identifiziert entscheidende Faktoren, die die SIM-Leistung bestimmen, und ermöglicht datengestützte Portfolio-Priorisierung sowie die Identifizierung führender Kandidaten.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte biologische Systeme für die nachgeschaltete Untersuchung vor, indem die Bewertung von SIM unter einheitlichen Spannungsbedingungen standardisiert wird.
- Operativer Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit des Assays und die Zuverlässigkeit quantitativer Ergebnisse durch die konstante Anwendung von Spannung und die Messung mit einem digitalen Höhenmessgerät.
- Strategischer Wert: Erhöht die Eignung für die Untersuchung und die Skalierbarkeit, indem die Messunsicherheit verringert wird, was eine zuverlässige Bewertung von Verbindungen über verschiedene SIM-Typen hinweg ermöglicht.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Bietet ein krankheitsrelevantes ex vivo-Modell des porcinen Magens, das mit der translationellen Biomarkerentwicklung für die endoskopische Therapie übereinstimmt.
- Operationaler Wert: Gewährleistet Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem konsistente, quantifizierbare SIM-Leistungsdaten bereitgestellt werden.
- Strategischer Wert: Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen zur Weiterentwicklung, indem ein genauer Vergleich von SIMs ermöglicht wird und das biologische Risiko in späteren Entwicklungsstadien therapeutischer Verfahren verringert wird.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode integriert sich in den Entdeckungsprozess von der Frühphase bis zur Leitstrukturidentifizierung und präklinischen Validierung, indem sie quantitative, reproduzierbare SIM-Leistungsdaten bereitstellt, die über Go/No-Go-Entscheidungen informieren.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und Klärung von Wirkwegen, indem sie eine präzise Messung der submukösen Erhebung als funktionellen Endpunkt zur Beurteilung der SIM-Wirksamkeit ermöglicht.
- Screening: Bietet Bereitschaft für Tests und quantitative Ergebnisse durch standardisierte Kraftanwendung und digitale Messung, wodurch ein zuverlässiger Vergleich von SIMs gewährleistet ist.
- Analytik: Erzeugt messbare und statistisch vergleichbare Daten zur Höhe und Dauer der submukösen Erhebung, die Teams bei der Bewertung der SIM-Leistung unter verschiedenen Bedingungen unterstützen.
- Translationale Forschung: Schafft Anschluss an die präklinische Forschung, indem ein physiologisch relevanter Magenmodell mit Schweinegewebe verwendet wird, der die submuköse Gewebereaktion des Menschen nachahmt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Plattform zur Bewertung von SIMs, die auf mehrere Projekte und Materialtypen angewendet werden kann und somit redundante Modellentwicklungen reduziert.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bezüglich der SIM-Leistung, indem Variabilität verringert und eine genaue Detektion von Leistungsunterschieden ermöglicht wird.
- Operativer Wert: Verbessert die Standardisierung und Reproduzierbarkeit durch konstante Kraftanwendung und standardisierte Probenvorbereitung.
- Strategischer Wert: Steigert die Kapitalnutzungseffizienz, indem die SIM-Entwicklungsgeschwindigkeit durch die schnelle Identifizierung kritischer Leistungsfaktoren beschleunigt wird.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht risikoadjustierte Priorisierungs- und Fortschrittsentscheidungen auf Grundlage quantifizierbarer, reproduzierbarer SIM-Leistungskennzahlen.
Implementierungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in biomedizinischem Ingenieurwesen und im Umgang mit Gewebeproben ex vivo für die korrekte Probenvorbereitung und Geräteeinrichtung.
- Basiert auf Instrumentierung, einschließlich Edelstahlclips, Gewichten, Rollen, Gummiplatten und digitalen Höhenmessgeräten, zur Aufbringung und Messung von Zugspannung.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise über Teamgrenzen hinweg bei der Beschaffung von Proben, den Einfrierprotokollen und der Kalibrierung der Zugspannung voraus, um die Reproduzierbarkeit zwischen verschiedenen Laboren sicherzustellen.
- Erfordert Anpassungen, wenn das Modell auf andere Gewebetypen oder Spezies über Schweinemagenproben hinaus angewendet wird.
- Beinhaltet praktische Einschränkungen wie die Notwendigkeit, Proben unmittelbar nach dem Auftauen zu verwenden, sowie eine mögliche zeitabhängige Gewebedegradation, die die Messkonsistenz beeinträchtigen kann.
