Name: Ein In-Vitro-Hämodynamik-Loop-Modell zur Untersuchung der Hämozytokompatibilität und Der hostcell-Aktivierung von Gefäßmedizingeräten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-08-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 44 s
Description: Erfahren Sie, wie ein standardisiertes in-vitro-Hämodynamik-Loop-Modell die Hämozytokompatibilität von Gefäßgeräten wie Perfusionskathetern und Stents nach ISO 10993-4 testet. Diese Methode vermeidet mechanische Blutaktivierung.

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Die Autoren danken Frau Elena Denks für ihre technische Unterstützung.

<ol><li>International Organisation for Standardisation. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DIN+ISO+10993-4%3A+Biological+evaluation+of+medical+devices+-+Part+4%3A+Selection+of+tests+for+interactions+with+blood%5BTitle%5D)+AND+%22International+Organisation+for+Standardisation%22%5BJournal%5D)">DIN ISO 10993-4: Biological evaluation of medical devices - Part 4: Selection of tests for interactions with blood.</a> International Organisation for Standardisation. , (2017).</li>
<li>Mayes, J. T., Schreiber, R. D., Cooper, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+application+of+an+enzyme-linked+immunosorbent+assay+for+the+quantitation+of+alternative+complement+pathway+activation+in+human+serum%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Development and application of an enzyme-linked immunosorbent assay for the quantitation of alternative complement pathway activation in human serum.</a> Journal of Clinical Investigation. 73 (1), 160-170 (1984).</li>
<li>Maiolini, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sandwich+method+of+enzyme-immunoassay.+II.+Quantification+of+rheumatoid+factor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunological+Methods%22%5BJournal%5D)">A sandwich method of enzyme-immunoassay. II. Quantification of rheumatoid factor.</a> Journal of Immunological Methods. 20, 25-34 (1978).</li>
<li>Shapiro, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+Cytometry%3A+The+Glass+Is+Half+Full%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Flow Cytometry: The Glass Is Half Full.</a> Methods in Molecular Biology. 1678, 1-10 (2018).</li>
<li>Betke, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Slurry+Composition+on+Properties+of+Cellular+Alumina%3A+A+Computed+Tomographic+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Engineering+Materials%22%5BJournal%5D)">Impact of Slurry Composition on Properties of Cellular Alumina: A Computed Tomographic Study.</a> Advanced Engineering Materials. 19 (10), (2017).</li>
<li>Chandler, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+thrombotic+coagulation+of+the+blood%3B+a+method+for+producing+a+thrombus%5BTitle%5D)+AND+%22Laboratory+Investigation%22%5BJournal%5D)">In vitro thrombotic coagulation of the blood; a method for producing a thrombus.</a> Laboratory Investigation. 7 (2), 110-114 (1958).</li>
<li>Fink, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+study+of+blood+compatibility+of+vascular+grafts+made+of+bacterial+cellulose+in+comparison+with+conventionally-used+graft+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+A%22%5BJournal%5D)">An in vitro study of blood compatibility of vascular grafts made of bacterial cellulose in comparison with conventionally-used graft materials.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 97 (1), 52-58 (2011).</li>
<li>Lenz-Habijan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+Thrombogenicity+of+a+Bare+and+Antithrombogenic+Coated+Flow+Diverter+in+an+In+Vitro+Flow+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+and+Interventional+Radiology%22%5BJournal%5D)">Comparison of the Thrombogenicity of a Bare and Antithrombogenic Coated Flow Diverter in an In Vitro Flow Model.</a> Cardiovascular and Interventional Radiology. 43 (1), 140-146 (2020).</li>
<li>Olsen, A. L., Long, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+catheter+thrombogenicity+in+a+modified+chandler+loop+model+using+goat+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+A%22%5BJournal%5D)">Comparison of catheter thrombogenicity in a modified chandler loop model using goat blood.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 106 (12), 3143-3151 (2018).</li>
<li>Touma, H., Sahin, I., Gaamangwe, T., Gorbet, M. B., Peterson, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+investigation+of+fluid+flow+in+a+chandler+loop%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Numerical investigation of fluid flow in a chandler loop.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 136 (7), (2014).</li>
<li>Slee, J. B., Alferiev, I. S., Levy, R. J., Stachelek, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+the+ex+vivo+Chandler+Loop+Apparatus+to+assess+the+biocompatibility+of+modified+polymeric+blood+conduits%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">The use of the ex vivo Chandler Loop Apparatus to assess the biocompatibility of modified polymeric blood conduits.</a> Journal of Visualized Experiments. (90), e51871(2014).</li>
<li>Feyerabend, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+compatibility+of+magnesium+and+its+alloys%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Blood compatibility of magnesium and its alloys.</a> Acta Biomaterialia. 25, 384-394 (2015).</li>
<li>Lukas, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Immobilized+Antithrombin+III+on+the+Thromboresistance+of+Polycarbonate+Urethane%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Effect of Immobilized Antithrombin III on the Thromboresistance of Polycarbonate Urethane.</a> Materials. 10 (4), Basel, Switzerland. 355(2017).</li>
<li>Paul, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aptamers+influence+the+hemostatic+system+by+activating+the+intrinsic+coagulation+pathway+in+an+in+vitro+Chandler-Loop+model%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Applied+Thrombosis%2FHemostasis%22%5BJournal%5D)">Aptamers influence the hemostatic system by activating the intrinsic coagulation pathway in an in vitro Chandler-Loop model.</a> Clinical and Applied Thrombosis/Hemostasis. 16 (2), 161-169 (2010).</li>
<li>Link, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemocompatibility+Testing+of+Blood-Contacting+Implants+in+a+Flow+Loop+Model+Mimicking+Human+Blood+Flow%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow.</a> Journal of Visualized Experiments. (157), e60610(2020).</li>
<li>van Oeveren, W., Tielliu, I. F., de Hart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+modified+chandler%2C+roller+pump%2C+and+ball+valve+circulation+models+for+in+vitro+testing+in+high+blood+flow+conditions%3A+application+in+thrombogenicity+testing+of+different+materials+for+vascular+applications%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Comparison of modified chandler, roller pump, and ball valve circulation models for in vitro testing in high blood flow conditions: application in thrombogenicity testing of different materials for vascular applications.</a> International Journal of Biomaterials. 2012, 673163(2012).</li>
<li>Maa, Y. F., Hsu, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+denaturation+by+combined+effect+of+shear+and+air-liquid+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Protein denaturation by combined effect of shear and air-liquid interface.</a> Biotechnology and Bioengineering. 54 (6), 503-512 (1997).</li>
<li>Mutch, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+the+Chandler+loop+to+examine+the+interaction+potential+of+NXY-059+on+the+thrombolytic+properties+of+rtPA+on+human+thrombi+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">The use of the Chandler loop to examine the interaction potential of NXY-059 on the thrombolytic properties of rtPA on human thrombi in vitro.</a> British Journal of Pharmacology. 153 (1), 124-131 (2008).</li>
<li>Fletcher, E. A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracorporeal+human+whole+blood+in+motion%2C+as+a+tool+to+predict+first-infusion+reactions+and+mechanism-of-action+of+immunotherapeutics%5BTitle%5D)+AND+%22International+Immunopharmacology%22%5BJournal%5D)">Extracorporeal human whole blood in motion, as a tool to predict first-infusion reactions and mechanism-of-action of immunotherapeutics.</a> International Immunopharmacology. 54, 1-11 (2018).</li>
<li>Krajewski, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemocompatibility+evaluation+of+different+silver+nanoparticle+concentrations+employing+a+modified+Chandler-loop+in+vitro+assay+on+human+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Hemocompatibility evaluation of different silver nanoparticle concentrations employing a modified Chandler-loop in vitro assay on human blood.</a> Acta Biomaterialia. 9 (7), 7460-7468 (2013).</li>
<li>Larm, O., Larsson, R., Olsson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+non-thrombogenic+surface+prepared+by+selective+covalent+binding+of+heparin+via+a+modified+reducing+terminal+residue%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%2C+Medical+Devices%2C+and+Artificial+Organs%22%5BJournal%5D)">A new non-thrombogenic surface prepared by selective covalent binding of heparin via a modified reducing terminal residue.</a> Biomaterials, Medical Devices, and Artificial Organs. 11 (2-3), 161-173 (1983).</li>
<li>Gong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tubing+loops+as+a+model+for+cardiopulmonary+bypass+circuits%3A+both+the+biomaterial+and+the+blood-gas+phase+interfaces+induce+complement+activation+in+an+in+vitro+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Immunology%22%5BJournal%5D)">Tubing loops as a model for cardiopulmonary bypass circuits: both the biomaterial and the blood-gas phase interfaces induce complement activation in an in vitro model.</a> Journal of Clinical Immunology. 16 (4), 222-229 (1996).</li>
<li>Tevaearai, H. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trillium+coating+of+cardiopulmonary+bypass+circuits+improves+biocompatibility%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Artificial+Organs%22%5BJournal%5D)">Trillium coating of cardiopulmonary bypass circuits improves biocompatibility.</a> The International Journal of Artificial Organs. 22 (9), 629-634 (1999).</li>
<li>Ma, Y. Q., Plow, E. F., Geng, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((P-selectin+binding+to+P-selectin+glycoprotein+ligand-1+induces+an+intermediate+state+of+alphaMbeta2+activation+and+acts+cooperatively+with+extracellular+stimuli+to+support+maximal+adhesion+of+human+neutrophils%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">P-selectin binding to P-selectin glycoprotein ligand-1 induces an intermediate state of alphaMbeta2 activation and acts cooperatively with extracellular stimuli to support maximal adhesion of human neutrophils.</a> Blood. 104 (8), 2549-2556 (2004).</li>
<li>Bandyk, D. F., Galbraith, T. A., Haasler, G. B., Almassi, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+flow+velocity+of+internal+mammary+artery+and+saphenous+vein+grafts+to+the+coronary+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Research%22%5BJournal%5D)">Blood flow velocity of internal mammary artery and saphenous vein grafts to the coronary arteries.</a> Journal of Surgical Research. 44 (4), 342-351 (1988).</li>
<li>Gardner, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+examination+of+the+fluid+mechanics+and+thrombus+formation+time+parameters+in+a+Chandler+rotating+loop+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Laboratory+and+Clinical+Medicine%22%5BJournal%5D)">An examination of the fluid mechanics and thrombus formation time parameters in a Chandler rotating loop system.</a> Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 84 (4), 494-508 (1974).</li>
<li>Gaamangwe, T., Peterson, S. D., Gorbet, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+Effect+of+Blood+Sample+Volume+in+the+Chandler+Loop+Model%3A+Theoretical+and+Experimental+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Engineering+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Investigating the Effect of Blood Sample Volume in the Chandler Loop Model: Theoretical and Experimental Analysis.</a> Cardiovascular Engineering and Technology. 5 (2), 133-144 (2014).</li>
<li>Böswirth, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aB%C3%B6swirth%2C+L+%22Technische+Str%C3%B6mungslehre.+8+edn%22">Technische Strömungslehre. 8 edn</a>. , Springer Vieweg. (2010).</li>
<li>Cartwright, I. J., Pockley, A. G., Galloway, J. H., Greaves, M., Preston, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+dietary+omega-3+polyunsaturated+fatty+acids+on+erythrocyte+membrane+phospholipids%2C+erythrocyte+deformability+and+blood+viscosity+in+healthy+volunteers%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">The effects of dietary omega-3 polyunsaturated fatty acids on erythrocyte membrane phospholipids, erythrocyte deformability and blood viscosity in healthy volunteers.</a> Atherosclerosis. 55 (3), 267-281 (1985).</li>
<li>Wong, K. K. L., Wu, J., Liu, G., Huang, W., Ghista, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+arteries+hemodynamics%3A+effect+of+arterial+geometry+on+hemodynamic+parameters+causing+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+biological+engineering+%26+computing%22%5BJournal%5D)">Coronary arteries hemodynamics: effect of arterial geometry on hemodynamic parameters causing atherosclerosis.</a> Medical & biological engineering & computing. 58, 1831-1843 (2020).</li>
<li>Kania, R. E., Herman, P., Ar, A., Tran Ba Huy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technical+pitfalls+in+middle+ear+gas+studies%3A+errors+introduced+by+the+gas+permeability+of+tubing+and+additional+dead+space%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Oto-Laryngologica%22%5BJournal%5D)">Technical pitfalls in middle ear gas studies: errors introduced by the gas permeability of tubing and additional dead space.</a> Acta Oto-Laryngologica. 125 (5), 529-533 (2005).</li>
<li>Foley, M. E., McNicol, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in-vitro+study+of+acidosis%2C+platelet+function%2C+and+perinatal+cerebral+intraventricular+haemorrhage%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">An in-vitro study of acidosis, platelet function, and perinatal cerebral intraventricular haemorrhage.</a> The Lancet. 1 (8024), 1230-1232 (1977).</li>
<li>Engstrom, M., Schott, U., Romner, B., Reinstrup, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acidosis+impairs+the+coagulation%3A+A+thromboelastographic+study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Trauma%22%5BJournal%5D)">Acidosis impairs the coagulation: A thromboelastographic study.</a> The Journal of Trauma. 61 (3), 624-628 (2006).</li>
<li>Dirkmann, D., Hanke, A. A., Gorlinger, K., Peters, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypothermia+and+acidosis+synergistically+impair+coagulation+in+human+whole+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesia+%26+Analgesia%22%5BJournal%5D)">Hypothermia and acidosis synergistically impair coagulation in human whole blood.</a> Anesthesia & Analgesia. 106 (6), 1627-1632 (2008).</li>
<li>Ritz-Timme, S., Eckelt, N., Schmidtke, E., Thomsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genesis+and+diagnostic+value+of+leukocyte+and+platelet+accumulations+around+%22air+bubbles%22+in+blood+after+venous+air+embolism%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Legal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Genesis and diagnostic value of leukocyte and platelet accumulations around "air bubbles" in blood after venous air embolism.</a> International Journal of Legal Medicine. 111 (1), 22-26 (1998).</li>
<li>Thorsen, T., Klausen, H., Lie, R. T., Holmsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bubble-induced+aggregation+of+platelets%3A+effects+of+gas+species%2C+proteins%2C+and+decompression%5BTitle%5D)+AND+%22Undersea+%26+Hyperbaric+Medicine+%3A+Journal+of+the+Undersea+and+Hyperbaric+Medical+Society%2C+Inc%22%5BJournal%5D)">Bubble-induced aggregation of platelets: effects of gas species, proteins, and decompression.</a> Undersea & Hyperbaric Medicine : Journal of the Undersea and Hyperbaric Medical Society, Inc. 20 (2), 101-119 (1993).</li>
<li>Streller, U., Sperling, C., Hubner, J., Hanke, R., Werner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+evaluation+of+novel+blood+incubation+systems+for+in+vitro+hemocompatibility+assessment+of+planar+solid+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+B%22%5BJournal%5D)">Design and evaluation of novel blood incubation systems for in vitro hemocompatibility assessment of planar solid surfaces.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part B. 66 (1), 379-390 (2003).</li>
<li>Hesh, C. A., Qiu, Y., Lam, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascularized+microfluidics+and+the+blood-endothelium+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Vascularized microfluidics and the blood-endothelium interface.</a> Micromachines. 11 (1), Basel. 18(2019).</li>
<li>Nordling, S., Nilsson, B., Magnusson, P. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+in+vitro+model+for+studying+the+interactions+between+human+whole+blood+and+endothelium%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">A novel in vitro model for studying the interactions between human whole blood and endothelium.</a> Journal of Visualized Experiments. (93), e52112(2014).</li>
</ol>

Der Geldgeber [ebo kunze industriedesign, Im Dentel 17, 72639 Neuffen, Deutschland] unterstützte den Autor dieses Manuskripts [Max Wacker] finanziell in Form von Verbrauchsmaterialien und Publikationsgebühren. Die Geldgeber spielten keine zusätzliche Rolle bei der Erstellung, Datenerhebung und -analyse, der Entscheidung zur Veröffentlichung oder der Vorbereitung des Manuskripts.

Diese Studie hat gezeigt, dass das vorgestellte in vitro hämodynamische Schleifenmodell eine zuverlässige Methode zur Prüfung der In-vitro-Blutverträglichkeit von Medizinprodukten gemäß der ISO 10993-4-Norm bietet.
Kritische Schritte im Protokoll sind das Ziehen von Blut und das Füllen der Tuben mit Blut, wo übermäßiges Vakuum oder Rührung vermieden werden sollte, um die Aktivierung der Blutbestandteile durch das Handhabungsverfahren zu verhindern. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, die Plasmaproben sofort einzufrieren und nach dem Auftauen auf Eis zu halten, da die Aktivierung des Komplement- und Gerinnungssystems manipuliert werden kann, indem die Proben länger auf Raumtemperatur gehalten werden.
Da dieses Modell im Vergleich zu anderen In-vitro-Modellen sowohl Verdienste als auch Schwächen hat, müssen bei der Gestaltung der Experimente mehrere Faktoren berücksichtigt werden.
Zunächst können die Schleifen in Länge und Durchmesser variiert werden, um verschiedene Versuchseinrichtungen anzupassen. Falls das Setup kontrastierende Rohre mit unterschiedlichen Innendurchmessern enthält, ist zu beachten, dass die Durchmesserunterschiede zu unterschiedlichen Scherkräften führen, wodurch sich die Gerinnung und Komplementkaskade 7 auf die Gerinnung und Ergänzungskaskade7auswirken. Zweitens wurde die Drehzahl in diesem Experiment auf 30 Umdrehungen pro Minute festgelegt. Dies führt zu einem Blutfluss von ca. 25 cm/s, der mit der Durchblutungsgeschwindigkeit in menschlichen koronaren Bypasstransplantaten25vergleichbar ist. Die Dehnungsrate, die durch die Rotation der Schleifen erzeugt wird, ist der wichtigste Parameter, der biochemische Kaskaden von Blutbestandteilen, einschließlich Zellen und zellfreien Proteinen, initiieren wird. Da es sich bei Blut um eine nicht-Newtonsche Flüssigkeit handelt, wird die Dehnungsrate auch durch die Rohrkrümmung bzw. die Länge der Röhren beeinflusst, die zu Schleifen10geschlossen sind. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit oder Schleifengröße geändert wird, ist es wichtig zu berücksichtigen, dass die Korrelation zwischen Dehnungsrate und Rotationsgeschwindigkeit nicht linear ist. Die Korrelation zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Dehnungsrate wird bis heute nicht ausreichend untersucht, und es sind weitere Studien erforderlich, um diese besonderen Parameter10,26,27zu untersuchen. Auf der Grundlage eines Modells für laminare Grenzschicht, des angegebenen Rohrdurchmessers von 5 mm und der Drehzahl von 25 cm/s eine grobe Schätzung der Wandscherspannung (WSS) würde Werte zwischen 2.20-22.00 pascal für einen Abstand von 1,00-0,01 mm zur Rohrwand anzeigen, wenn die Blutdichte auf 1060 kg*m-3 geschätzt wird und die kinetische Viskosität auf 0,0025 pascal*s28,29eingestellt ist. Interessanterweise zeigte auch eine detailliertere Rechneranalyse der Strömungsdynamik in der Krümmung menschlicher Herzkranzgefäße WSS-Werte von 11,33 bis 16,77 Pascal bei annähernd vergleichbaren Parametern für die Geschwindigkeit, Dichte und Viskosität des Blutes30.
Neben dieser Einschränkung ist das vorgestellte Schleifenmodell ein druckloses System, das die intravaskulären Blutdruckverhältnisse des menschlichen Gefäßsystems nicht imitiert.
Nächste wichtige Einschränkung ist, dass das Blut in Kontakt mit Luft innerhalb der Schleifen ist, was zusätzliche Störungen bringt. Ein solcher Blut-Luft-Kontakt wird durch zwei Parameter beeinflusst, die die Gasdurchlässigkeit der Schläuche und die Rückhaltung von Luft in den Schlaufen umfassen, während sie mit Blut gefüllt werden. Jedes Rohrmaterial besitzt eine bestimmte Gasdurchlässigkeit, die zu signifikanten Veränderungen der Gaskonzentrationen in den Rohren führen kann. Während einige Autoren sagen, dass die resultierende Wirkung der Gasdurchlässigkeit auf die Aktivierung von Blutbestandteilen unklar bleibt31, Ist bekannt, dass die Funktion der Blutkoagulatoren hochempfindlich auf eine pH-Verschiebung ist, die durchCO2-Diffusion verursacht werden kann32,33,34. Hier haben wir die Biokompatibilität von Blutperfusionsröhrchen unter Raumluftbedingungen getestet, vergleichbar mit klinischen Szenarien der extrakorporalen Blutperfusion. Für zukünftige Verbesserungen des vorgestellten Modells könnte die Inkubation des gesamten Modells in einemCO2-Inkubator und die Durchführung der PH-Validierung im Blut vor und nach der Inkubation nützlich sein, um dieses Modell weiter zu standardisieren.
Auch die Blut-Luft-Schnittstelle innerhalb der Schleifen kann zur Aktivierung von Plasmaproteinen und Zellfraktionen des Blutesführen 35,36. Die Walzenpumpen angetriebene Geräte ohne Luft in den Röhren können das Problem der Blut-Luft-Schnittstelle vermeiden, aber sie induzieren sicherlich Schäden an Blutzellen mit signifikanten erhöhten Hämoglobinspiegeln im Vergleich zum hier vorgestellten Schleifenmodell, und das Hämoglobin im Plasma kann die Empfindlichkeit der getesteten Analyten in ELISA16stören. In dieser Studie haben wir gezeigt, dass die hämolytische Wirkung des Schleifenmodells selbst minimal bleibt, während biokompatible Materialien wie Heparin-beschichtete PVC-Rohre verwendet werden. So verursacht das Modell einerseits keine übermäßigen Zellschäden im Vergleich zu pumpengetriebenen Modellen, andererseits aber plasmaproteine durch Blutluftkontakt induzieren. Bemerkenswert ist, dass van Oeveren et al. ein kugelventilbasiertes Schleifenmodell entwickelt haben, das Luft in den Schlaufen vermeidet16. Diese vielversprechende Alternative zum hier vorgestellten Loop-Modell kann das Problem der Blut-Luft-Schnittstelle überwinden, aber im Vergleich zum hier vorgestellten Modell ist die Thrombozytenhaftung für das kugelventilbasierte Schleifenmodell noch höher.
Hinsichtlich der statischen Steuerung ist zu beachten, dass sich Glas selbst als potenter Aktivator des Koagulationssystems37erwiesen hat. In der vorgestellten Einrichtung führte die Inkubation in einem Glasbecher (statische Kontrolle) jedoch nicht zu einer übermäßigen Aktivierung oder Aktivierung des Koagulatoriumssystems im Vergleich zu den Ausgangswerten direkt nach dem Ziehen des Blutes. Zusammenfassend kann es hilfreich sein, z.B. Polypropylenrohre zu verwenden, wenn die statische Steuerung einen hohen Aktivierungsgrad anzeigt.
Unabhängig davon, ob es sich um ein schleifenbasiertes oder ein pumpengetriebenes Modell handelt, fehlen diesen In-vitro-Modellen völlig die authentischen biologischen Wechselwirkungen, die hauptsächlich durch ein intaktes Endothel, eine ideale blutaufswirbierende Oberfläche, beigesteuert werden. Die Gründe für dieses Problem sind deutlicher, wenn ein medizinisches Gerät wie ein Stent getestet wird, was verschiedene Ergebnisse in Bezug auf Aktivierung und Plasmaproteine vermitteln könnte, während seiner Interaktion mit Blutbestandteilen in Gegenwart von Endothel. Dies erklärt sich als ein großer Nachteil aller diskutierten In-vitro-Systeme, die das Kreislaufsystem imitieren. Um dieses Problem zu überwinden, gewinnen daher neue mikrofluidische Systeme, die vollständig mit Endothel bedeckt sind, an großem Interesse, aber dennoch sind sie im Vergleich zum hier vorgestellten Schleifenmodell immer noch auf kleinere Blutmengen und minimale Durchflussratenbeschränkt 38,39
Daher kommen wir zu dem Schluss, dass das Chandler Loop-Modell nach wie vor ein robustes Modell für die Durchführung standardisierter Tests zur Blutbiokompatibilität von Gefäßmedizinprodukten im Bereich der kardiovaskulären Forschung ist.

Hämokompatibilitätstests von Medizinprodukten sind ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung neuer Geräte wie Gefäßstents oder Perfusionsröhren für die extrakorporale Membransauerstoffversorgung. Bis heute gelten Tiermodelle als Standardwerkzeuge, um das Verfahren zur Prüfung der Medizinprodukte vor ihrer Umsetzung beim Menschen abzuschließen. Von nun an ist es notwendig, alternative In-vitro-Modelle zu finden, die bei der Minimierung von Tieruntersuchungen weiter helfen. In dieser Studie haben wir daher ein Miniatur-In-vitro-Hämodynamik-Schleifenmodell untersucht. Ziel dieser vorgestellten Methode ist es, die In-vitro-Blutverträglichkeit von Medizinprodukten nach der Norm ISO 10993-4 zu testen.
Der ISO 10993-4-Standard beschreibt standardisierte Sätze klinischer Parameter, die an Blutprobe1untersucht werden sollen. Kurz gesagt, dies sind Thrombose (Thromboletaggregation und -anzahl), Gerinnung (Fibrinopeptid A, FPA), hämatologische Analyse (Vollblutzellzahl), Hämolyseindex (freies Plasmahämoglobin) und das Komplementsystem (Terminalkomplementkomplex, sC5b9). Zusätzliche Marker, wie z.B. neutrophile polymorphonukleare Elastase (PMN), Interleukin 6 (IL-6) und Tumornekrosefaktor - alpha (TNF), die den Aktivierungsstatus von Leukozyten widerspiegeln, können auch für Messungen berücksichtigt werden. Zur Bestimmung und Quantifizierung der zirkulierenden zellfreien Proteine, die im Blutplasma vorhanden sind, stellt der sandwich-enzymatische Immunsorbent Assay (ELISA) eine konventionelle und zuverlässigste Methode2,3dar. Ebenso können der Phänotyp und der Aktivierungsstatus der Wirtszellen (z. B. Leukozyten) quantifiziert werden, indem die Zelloberflächenexpression von Molekülen durch Durchflusszytometrie (FACS) erkannt wird, die auf einzelzelliver Suspensions-basierten Auslesungen basiert, bei denen fluoreszierende markierte spezifische Antikörper an die Zielzelloberflächenmoleküle4 binden. Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) wird auch empfohlen, um die Thrombusbildung auf dem getesteten Material nach iso 10993-4 Standard1zu bestimmen. Diese Methode kann durch röntgenmikrotomographie (CT) ergänzt werden, um strukturelle Analysen des Thrombus z.B. seiner Dicke, Größe und Lokalisation in einem 3D-gerenderten Bild5durchzuführen.
Der Grund für die Verwendung dieses in vitro hämodynamischen Modells ist es, die leistungsfähigsten und kompatiblen Medizinprodukte zu überprüfen, indem man die grundlegende physiologische Dynamik von Blutbestandteilen wie Blutplättchen, die an der primären Hämostase oder Leukozyten und deren Wechselwirkung mit verschiedenen Arten von Gefäßgeräten beteiligt sind, versteht. Solche In-vitro-Systeme sind sehr gefragt, da sie den Bedarf an Tierstudien reduzieren.
Das hier vorgestellte Loop-Modell erfüllt diese Anforderungen. Dieses Modell wurde erstmals 1958 von A.B. Chandler für die Herstellung von Blutthrombi beschrieben und wird daher auch Chandler Loop Modell6genannt. Bis jetzt wurde dieses Modell in einer Reihe von Experimenten und Modifikationen verwendet, um die Blutbiokompatibilität von Medizinprodukten7,8,9,10,11,12,13,14zu untersuchen. Es besteht aus Polymerröhren, die teilweise mit Blut gefüllt und zu reverschließbaren Schlaufen geformt werden. Diese Schleifen drehen sich in einem temperaturgeregelten Wasserbad, um vaskuläre Strömungsbedingungen mit ihren hämorheologischen Wirkungen zu simulieren. Alternative Methoden wie pumpengetriebene Modelle oder Modelle, die mechanische Kugelhähne innerhalb der Schlaufen verwenden, um einen Blutfluss in den Polymerröhren zu induzieren, wurden bereits beschrieben15,16. Der Gesamtvorteil der hier vorgestellten Methode besteht jedoch darin, dass die mechanische Kraft, die auf die Blutzellen und Proteine ausgeübt wird, gering ist, wodurch Hämolyse vermieden wird und es keinen Kontakt zwischen Blut und Anschlüssen gibt, der möglicherweise zu Strömungsturbulenzen und der Aktivierung von Blutbestandteilen führen könnte. Die wichtigsten aktivierenden Faktoren innerhalb der Schleife sind das Testmaterial selbst und die Luft, die im Inneren eingeschlossen ist. Dies trägt dazu bei, Messfehlerquellen zu minimieren und eine hohe Reproduzierbarkeit zu liefern, auch wenn die Blut-Luft-Schnittstelle zu einer Proteindenaturierung führen kann17. Es ist auch möglich, Sorten von Rohrmaterialien und Stentdurchmesser ohne Längen- oder Größenbeschränkungen zu untersuchen, wodurch die Verwendung von Rohren unterschiedlicher Länge und Innendurchmesser ermöglicht wird. Darüber hinaus können auch Hämokompatibilitäten von Wirtshämokompatibilitäten bei ungenauem Schleifenverschluss und Exposition gegenüber der unbeschichteten Rohroberfläche untersucht werden. Andere ähnliche medizinische Anwendungen dieses in vitro hämodynamischen Schleifenmodells ist, dass es auch verwendet werden könnte, um die Wechselwirkungen zwischen Immuntherapeutika (Medikamente) und Blutbestandteilen während der präklinischen Entwicklung oder des individuellen Arzneimittelsicherheitsscreenings vor der klinischen Erstphase I oder für die Erzeugung von Thrombusmaterial zu untersuchen, das in weiteren Experimenten18,19,20verwendet werden kann.
Diese Studie beschreibt ein detailliertes Protokoll zum Testen der Hämokompatibilitäten von Perfusionsröhren und/oder Stents. Hier der Vergleich zwischen unbeschichteten und beschichteten PVC-Rohren (hepPVC: Heparin-Beschichtung, PolyPVC: Beschichtung mit einem bioaktiven Polymer). Für beide beschichteten Rohre wurde eine niedrigere Aktivierung der Thrombozyten, aber eine höhere Aktivierung des Gerinnungssystems (FPA) im Vergleich zu den unbeschichteten Rohren gefunden. Die hier verwendeten HepPVC-Rohre werden mit kovalent gebundenem Heparin modifiziert, um sie thromboresistent21 zu machen und wurden bereits in einem Schleifenmodell eingesetzt, um verschiedene Parameter zu optimieren und zu charakterisieren22. Die in dieser Studie verwendeten PolyPVC-Röhren sind handelsübliche Röhrchen, die in klinischen Umgebungen der extrakorporalen Blutperfusion verwendet werden und mit einem Heparinpolymer beschichtet sind, um ihre Thrombogenität zu reduzieren23. Manchmal werden in klinischen Anwendungen sogar unbeschichtete PVC-Rohre verwendet. Daher haben wir Latexröhren als positive Kontrollgruppe aufgenommen, die eine übermäßige Aktivierung von Thrombozyten, Gerinnungssystem und lösliche Faktoren wie IL-6, TNF und PMN-Elastase zeigte. Thrombusbildung wurde bemerkt, als ein ungenauer Schleifenverschluss simuliert wurde. Dies führte zur Aktivierung des Gerinnungs- und Komplementsystems sowie von Leukozyten und Thrombozyten im Vergleich zu den Ausgangsbedingungen. Darüber hinaus führte der Blutkontakt mit dem hier verwendeten Stentmaterial (blankes Nitinolstent, bedeckt mit kohlenstoffimprägniertem expandiertem Polytetrafluorethylen) zu einer höheren Thrombozyten- und Leukozytenaktivierung in Form von PMN-Elastase. Insgesamt induzierte das vorgestellte Modell keine Hämolyse in einem der getesteten Gefäßgeräte, da sie mit den Ausgangs- oder statischen Bedingungen vergleichbar waren, mit Ausnahme der Latexröhren, bei denen die Hämolyse roter Blutkörperchen (RBC) offensichtlich war. Darüber hinaus können diese Perfusionsröhren entweder bildgebend oder durch Histologie untersucht werden. Obwohl histologische Auswertungen machbar sein könnten, konzentrierten wir uns hauptsächlich auf ELISA und Durchflusszytometrie, um diese Experimente durchzuführen und damit die Machbarkeit von Experimenten auf der Grundlage des hier vorgestellten Modells für viele Laboratorien zu ermöglichen. Somit stellt diese Methode eine praktikable Methode dar, um die Blutbiokompatibilität von gefäßmedizinischen Geräten gemäß den Empfehlungen der ISO 10993-4-Norm zu testen. Darüber hinaus kann diese Methode immer dann eingesetzt werden, wenn eine Wechselwirkung zwischen Blut und Materialien unter Strömungsbedingungen getestet werden sollte, die die In-vivo-Bedingungen imitiert.

<table><tbody><tr><td>5 ml Tube, K3 EDTA</td><td>Sarstedt</td><td>32332</td><td></td></tr><tr><td>Anti-Maus Ig, &kappa;/Negative Control Compensation Particles Set</td><td>Becton Dickinson BioSciences</td><td>552843</td><td></td></tr><tr><td>APC Anti-Human CD45 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>368512</td><td></td></tr><tr><td>BD LSR Fortessa II Zellanalysator</td><td>Becton Dickinson</td><td>647465</td><td></td></tr><tr><td>BD Vacutainer Citrat Röhrchen</td><td>Becton Dickinson</td><td>369714</td><td></td></tr><tr><td>BD Vacutainer Einweghalter</td><td>Becton Dickinson</td><td>364815</td><td></td></tr><tr><td>BD Vacutainer Safety-Lok Schmetterlingskanüle 21 G</td><td>Becton Dickinson</td><td>367282</td><td></td></tr><tr><td>Becherglas ROTILABO kurz 10 ml</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>X686.1</td><td></td></tr><tr><td>Becherglas ROTILABO kurz 50 ml</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>X688.1</td><td></td></tr><tr><td>Brilliant Violet 421 anti-human CD162 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>328808</td><td></td></tr><tr><td>Brilliant Violet 421 anti-human CD41 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>303730</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifuge ROTINA 420 | 420 R</td><td>Hettich Zentrifugen</td><td>4701 | 4706</td><td></td></tr><tr><td>Zentrifugenröhrchen, 50 ml</td><td>Greiner Bio-One GmbH</td><td>227261</td><td></td></tr><tr><td>CHC Super modifiziert, 5mm PVC Schlauch</td><td>Corline Schweden</td><td>1807-148</td><td>Bezeichnet als hepPVC-Rohr</td></tr><tr><td>Kreisförmiger Präzisionsschneider</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 007-20</td><td></td></tr><tr><td>Verschlusseinheit (komplett mit Spannbändern)</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 008-20</td><td></td></tr><tr><td>Isolierband Scotch Super 33+</td><td>VWR</td><td>MMMA331933</td><td></td></tr><tr><td>ELISA MAX Deluxe Set Mensch IL-6</td><td>BioLegend</td><td>430504</td><td></td></tr><tr><td>ELISA MAX Deluxe Set Human TNF-a</td><td>BioLegend</td><td>430204</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, einkanalig, inkl. epT.I.P.S. Box, 0,1 &ndash; 2,5 &micro; L, grau</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000012</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, einkanalig, inkl. epT.I.P.S. Box, 0,5 &ndash; 10 & micro; L, grau</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000020</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, einkanalig, inkl. epT.I.P.S. Box, 10 &ndash; 100 & micro; L, gelb</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000047</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, einkanalig, inkl. epT.I.P.S. Box, 100 &ndash; 1.000 & micro; L, blau</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000063</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, einkanalig, inkl. epT.I.P.S. Box, 20 &ndash; 200 & micro; L, gelb</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000055</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Pipette Research plus, Einkanal, inkl. epT.I.P.S. Probenbeutel, 0,5 &ndash; 5 mL, violett</td><td>Eppendorf AG</td><td>3123000071</td><td></td></tr><tr><td>Ethylendiamintetraessigsäure Lösung</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>03690-100ML</td><td></td></tr><tr><td>FACS Röhrchen Polystyrol 5,0 ml Rundboden</td><td>Corning BV</td><td>352052</td><td></td></tr><tr><td>fötales Rind Serum Gold Plus</td><td>Bio-Sell</td><td>FBS. GP.0500</td><td></td></tr><tr><td>FITC Anti-humaner CD14 Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>367116</td><td></td></tr><tr><td>Fluency plus Stent 13,5 x 60 mm</td><td>Angiomed GmbH & Co</td><td>FVM14060</td><td></td></tr><tr><td>Free Hemoglobin fHb Reagent</td><td>Bioanalytics GmbH</td><td>004001-0250</td><td></td></tr><tr><td>Gibco PBS Tabletten</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>18912014</td><td></td></tr><tr><td>Handschuhe Vasco Nitril weiß L</td><td>B. Braun Deutschland GmbH & Co.KG</td><td>9208437</td><td></td></tr><tr><td>Handschuhe Vasco Nitril weiß M</td><td>B. Braun Deutschland GmbH & Co.KG</td><td>9208429</td><td></td></tr><tr><td>Glutaraldehyd 25%ige gleichförmige Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G6257-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Heparin, 25.000 IE in 5 ml</td><td>Rotexmedica, Trittau, Deutschland</td><td>PZN 3862340</td><td></td></tr><tr><td>Humanes Fibrinopeptid A (FPA) ELISA Kit</td><td>H&ouml; lzel Diagnostika</td><td>abx253234</td><td></td></tr><tr><td>Kodan Tinktur forte farblos</td><td>Sch&uuml; LKE & Mayr GmbH</td><td>104012</td><td></td></tr><tr><td>Latexschlauch, ID 5 mm</td><td>Laborhandel24 GmbH</td><td>305 0507</td><td></td></tr><tr><td>Loop Stand</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 009-20</td><td></td></tr><tr><td>Medimex venöses Tourniquet classic</td><td>ROESER Medical GmbH</td><td>310005</td><td></td></tr><tr><td>Microplate Reader Infinite 200 Pro M Plex</td><td>Tecan</td><td>TEC006418I</td><td></td></tr><tr><td>Microplate Shaker PMS-1000i</td><td>VWR</td><td>444-0041</td><td></td></tr><tr><td>Nalgene Metrischer PVC-Schlauch ohne Phthalat, ID 5 mm</td><td>VWR</td><td>NALG8703-0508</td><td>Bezeichnet als PVC-Schlauch</td></tr><tr><td>NexTemp (Standard) Einweg-Fieberthermometer</td><td>Medizinische Indikatoren</td><td>2112-20</td><td></td></tr><tr><td>Nunc MaxiSorp ELISA-Platten, unbeschichtet</td><td>BioLegend</td><td>423501</td><td></td></tr><tr><td>Osmiumtetroxidlösung</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td></td>10256970</tr><tr><td>Paraformaldehyd-Lösung, 4% in PBS</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>AAJ19943K2</td><td></td></tr><tr><td>PE Anti-Human-CD16Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>302008</td><td></td></tr><tr><td>PE Anti-Human-CD62P (P-Selectin) Antikörper</td><td>BioLegend</td><td>304906</td><td></td></tr><tr><td>Pipettencontroller, Pipette</td><td>VWR</td><td>612-1874</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen epT.I.P.S. 0,2 - 5 ml</td><td>OMNILAB-LABORZENTRUM GmbH & Co. KG</td><td>5186480</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen epT.I.P.S. Standard 0,1 - 10&micro; l</td><td>Th. Geyer GmbH & Co. KG</td><td>9409410</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen epT.I.P.S. Standard 2 - 200&micro; l</td><td>Th. Geyer GmbH & Co. KG</td><td>0030 000.870</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen epT.I.P.S. Standard 50 - 1000&micro; l blue</td><td>Th. Geyer GmbH & Co. KG</td><td>0030 000.919</td><td></td></tr><tr><td>PMN (Neutrophile) Elastase Human ELISA Kit</td><td>Fisher Scientific</td><td>BMS269</td><td></td></tr><tr><td>Sondenständer ROTILABO combi</td><td>CARL ROTH</td><td>K082.1</td><td></td></tr><tr><td>Gestell für Rotationseinheit (12 Slots 3/8'' mit variabler Schlitzbreite)</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 011-20</td><td></td></tr><tr><td>RBC Lysis Buffer (10X)</td><td>BioLegend</td><td>420301</td><td></td></tr><tr><td>Reagenzreservoire</td><td>VWR</td><td>613-1184</td><td></td></tr><tr><td>Rotationseinheit</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 010-20</td><td></td></tr><tr><td>Safe-Lock Mikroreagenzgläser 0,5 ml</td><td>OMNILAB-LABORZENTRUM GmbH & Co. KG</td><td>5409320</td><td></td></tr><tr><td>Safe-Lock Mikroreagenzgläser 1,5 ml</td><td>OMNILAB-LABORZENTRUM GmbH & Co. KG</td><td>5409331</td><td></td></tr><tr><td>sc5b9 Human ELISA KIT</td><td>TECOmedicalGroup</td><td>A029</td><td></td></tr><tr><td>Skalpell Nr. 10</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9999403</td><td></td></tr><tr><td>Rasterelektronenmikroskop XL30 ESEM-FEG</td><td>Philips</td><td>n.a.Schraubflasche</td><td></td></tr> <tr><td>ROTILABO Klarglas, 1000 ml, GL 45</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>X715.1</td><td></td></tr><tr><td>Schraubflasche ROTILABO Klarglas, 500 ml, GL 45</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>X714.1</td><td></td></tr><tr><td>Semi-Mikroküvette 1,6 ml</td><td>Sarstedt</td><td>67.746</td><td></td></tr><tr><td>Serologische Pipette 10,0 ml</td><td>Corning BV</td><td>4488</td><td></td></tr><tr><td>Serologische Pipette, 25,0 ml</td><td>Corning BV</td><td>4489</td><td></td></tr><tr><td>Serologische Pipette, 5,0 ml</td><td>Corning BV</td><td>4487</td><td></td></tr><tr><td>Silikonröhrchen, Innendurchmesser 8 mm, Außendurchmesser 12 mm</td><td>VWR</td><td>BURK8803-0812</td><td></td></tr><tr><td>Sprout Minizentrifuge</td><td>Biozym</td><td>552034</td><td></td></tr><tr><td>Stop Lösung für TMB-Substrat</td><td>BioLegend</td><td>77316</td><td></td></tr><tr><td>Tupfer, steril</td><td>Fuhrmann GmbH</td><td>32055</td><td></td></tr><tr><td>Spritze, 10 ml</td><td>Becton Dickinson</td><td>300296</td><td></td></tr><tr><td>Temperiertes Wasserbecken</td><td>ebo kunze industriedesign, Neuffen, Deutschland</td><td>CLS 020-20</td><td></td></tr><tr><td>tert-Butanol, 99,5%, extra rein, ACROS Organics</td><td>Fisher Scientific</td><td>10000730</td><td></td></tr><tr><td>TMB Substrat Set</td><td>BioLegend</td><td>421101</td><td></td></tr><tr><td>Trillium PVC Schlauch, 5 mm ID</td><td>Medtronic</td><td>161100107100103</td><td>Bezeichnet als PolyPVC Schlauch</td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>AppliChem</td><td>A4974,0250</td><td></td></tr><tr><td>UV-Vis Spektrometer Lambda 2</td><td>Perkin Elmer</td><td>33539</td><td></td></tr><tr><td>Vornado Mini Vortexer</td><td>Biozym</td><td>55BV101-B-E</td><td></td></tr><tr><td>XN-3000 Workstation Blutanalysator</td><td>Sysmex Europe</td><td>n.a.</td><td></td></tr><tr><td>&mu;-CT Phoenix Nanotom S</td><td>GE Sensorik & Inspektion, Wunstorf, Deutschland</td><td>n.a.</td><td></td></tr></tbody></table>

ein in-vitro-hämodynamik-loop-modell zur untersuchung der hämozytokompatibilität und der hostcell-aktivierung von gefäßmedizingeräten

An In Vitro Hemodynamic Loop Model to Investigate the Hemocytocompatibility and Host Cell Activation of Vascular Medical Devices

In dieser Studie wurde die Hämokompatibilität von Rohren mit einem Innendurchmesser von 5 mm aus Polyvinylchlorid (PVC) verglichen, die mit verschiedenen bioaktiven Konjugaten beschichtet wurden, mit unbeschichteten PVC-Rohren, Latexrohren und einem Stent für intravaskuläre Anwendungen, die in die PVC-Rohre gelegt wurden. Die Bewertung der Hämokompatibilität erfolgte mit einem in vitro hämodynamischen Schleifenmodell, das von der ISO-Norm 10993-4 empfohlen wird. Die Rohre wurden in Segmente gleicher Länge geschnitten und geschlossen, um Schlaufen zu bilden, um jegliche Lücke am Spleiß zu vermeiden, dann mit menschlichem Blut gefüllt und in einem Wasserbad bei 37 °C für 3 Stunden gedreht. Danach wurde das Blut in den Röhrchen für die Analyse der Blutkörperchenzahl, Hämolyse (freies Plasmahämoglobin), Komplementsystem (sC5b-9), Gerinnungssystem (Fibrinopeptid A) und Leukozytenaktivierung (polymorphonukleare Elastase, Tumornekrosefaktor und Interleukin-6) gesammelt. Die Aktivierung der Wirtszellen wurde für die Thrombozytenaktivierung, den Leukozytenintegrinstatus und Monozytenplättchenaggregate mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Die Wirkung eines ungenauen Schleifenverschlusses wurde mit Röntgenmikrotomographie und Rasterelektronenmikroskopie untersucht, die die Thrombusbildung am Spleiß zeigte. Latexröhren zeigten die stärkste Aktivierung sowohl der Plasma- als auch der Zellkomponenten des Blutes, was auf eine schlechte Hämokompatibilität hindeutet, gefolgt von der Stentgruppe und unbeschichteten PVC-Röhren. Die beschichteten PVC-Rohre zeigten keinen signifikanten Rückgang des Thrombozytenaktivierungsstatus, sondern eine erhöhte Komplement- und Gerinnungskade im Vergleich zu unbeschichteten PVC-Rohren. Das Schleifenmodell selbst führte nicht zur Aktivierung von Zellen oder löslichen Faktoren, und der Hämolysepegel war niedrig. Daher vermeidet das vorgestellte in vitro hämodynamische Schleifenmodell eine übermäßige Aktivierung von Blutbestandteilen durch mechanische Kräfte und dient als Methode zur Untersuchung von In-vitro-Wechselwirkungen zwischen Spenderblut und gefäßmedizinischen Geräten.

Alle dargestellten Daten, mit Ausnahme von FACS-Plots, wurden mit einer Statistiksoftware analysiert. Die FACS-Plots wurden mit der Durchflusszytometrie-Software analysiert.
Die Analyse der Blutkörperchenzahl zeigte keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Erythrozyten zwischen allen getesteten Bedingungen (Abbildung 2). Aber, Thrombozyten und Leukozyten wurden drastisch in der Latex-Gruppe reduziert, was auf eine sehr schlechte Biokompatibilität von Latex. Dies wird durch erhöhte Konzentrationen von freiem Hämoglobin in der Latexgruppe noch verstärkt, was darauf hindeutet, dass außer der Latexgruppe keines der anderen Gefäßgeräte oder -bedingungen zu einer umfangreichen Hämolyse führte (Abbildung 2). Darüber hinaus führten die beschichteten PVC-Rohre, PolyPVC und HepPVC sowie der getestete Stent nicht zu Thrombose mittels Thrombozyten- und Leukozytenverlust, während Latex den höchsten Thrombozyten- und Leukozytenverlust aufwies, gefolgt von unbeschichteten PVC-Rohren, die einen abgenommenen Trend aufwiesen.
Während alle getesteten Gefäßgeräte zu einer erhöhten Aktivierung des Gerinnungssystems (FPA) und der Komplementkomponente (sC5b-9) führten, zeigten die HepPVC-Schleifen einen Trend zu einem Rückgang der FPA- und sC5b-9-Werte im Vergleich speziell zu PolyPVC-Schleifen (Abbildung 3). Interessanterweise zeigten unbeschichtete PVC- und Gap-Schleifen niedrigere FPA-Werte im Vergleich zu PolyPVC, erreichten jedoch nicht das Niveau der statistischen Signifikanz. Dennoch wiesen Latexschleifen im Vergleich zu Ausgangs- und statischen Bedingungen deutlich erhöhte FPA-Werte auf.
In Übereinstimmung mit den Blutkörperchen der Vollblutzellen wiesen Latexschleifen die höchsten Konzentrationen von TNF, IL-6 und PMN-Elastase auf (Abbildung 4), und erreichten im Vergleich zu den übrigen Gruppen im Vergleich zu TNF und IL-6 (Abbildung 4A,B) die höchsten Werte, während die statischen und basisgemäßen Bedingungen in Bezug auf DIE PMN-Elastase (Abbildung 4C) erreichten. Diese Ergebnisse deuten auf die starke Aktivierung von Leukozyten durch Latex hin. Die Ausgangswerte der Aktivierungsmarker waren immer mit statischen Bedingungen vergleichbar, was auf eine richtige Heparinisierung des Blutes hindeutet.
Interessanterweise wurde gezeigt, dass die Thrombozyten- und Leukozytenzahl für lückeninduzierte Schleifen bei mäßiger Aktivierung des Koagulatoriumssystems (FPA) und der Leukozyten (PMN-Elastase) nur geringfügig reduziert wurde, obwohl unsachgemäßer Schleifenverschluss mit resultierenden Strömungsturbulenzen und Blutkontakt zur unbeschichteten, rauen Schnittfläche zu makroskopisch sichtbaren Gerinnungen am Spleiß führte (Abbildung 1F). Die Gerinnsel und ihre Verteilung über die gesamte Spleißfläche waren mit den Bildern von 'CT' und SEM offensichtlich, während kein Gerinnsel gefunden wurde, wenn die Schleifen geschlossen wurden, wobei die externe Schließvorrichtung keine Lücke zwischen den Schleifenenden hinterließ(Abbildung 5).
Die zytometrische Analyse von Wirtsblutzellen, die mit Thrombozyten-spezifischen Markern, CD41 und Thrombozytenaktivierungsmarker CD62P gefärbt wurden, sind in Abbildung 6A,Bdargestellt. Hier zeigten die Latexröhren eine extrem hohe mediane Fluoreszenzintensität (MFI) für CD62P auf Blutplättchen, gefolgt von Stent, während Heparin-beschichtete PolyPVC-Röhren eine minimale Aktivierung von Thrombozyten zeigten, die die antithrombogene Eigenschaft von PolyPVC-Röhren darstellten. Darüber hinaus wurden Leukozyten auf der Grundlage der CD45- und SSC-basierten Granularität (Side Scatter) in (i) Granulozyten eingeteilt; ii) Monozyten und iii) Lymphozyten (Abbildung 7), und die Expression von CD162+ Integrin wurde bei jeder Subpopulation von Leukozyten nachgewiesen, von denen bekannt ist, dass sie mit dem CD62P auf den Thrombozyten interagieren24. Es wurde festgestellt, dass die Integrin-Ausdrücke auf Granulozyten und Lymphozyten in Latexschleifen drastisch reduziert wurden. Dieses Ergebnis entsprach den abgesenkten Gesamtfrequenzen von Leukozyten in den Latexschleifen (Abbildung 2). Im Allgemeinen waren die Integrinspiegel bei Monozyten höher als bei Granulozyten und Lymphozyten, was auf die Wahrscheinlichkeit der Monozyten-Wechselwirkung mit aktivierten Thrombozyten hindeutet. In diesem Zusammenhang wurden Monozytenplättchenaggregate auch durch Färbung der Blutzellen mit CD14 (als Monozytenmarker) und CD41 (als Thrombozytenmarker) bewertet und letztlich doppelpositive Zellen identifiziert, d.h. CD14+CD41+MPA (Abbildung 8). Hier stellten wir fest, dass die Stentgruppe die höchsten Konzentrationen von CD41-Expression auf dem MPA aufwies, gefolgt von der Latexgruppe, was auf eine erhöhte Tendenz zur Bildung von MPA hindeutet, trotz der reduzierten Häufigkeit von Monozyten (&lt;1 %) in den Latexschleifen.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig01.jpg"> Abbildung 1: Übersicht über das in vitro hämodynamische Schleifenmodell und seine Änderungen. (A) Schleife für das Lückenexperiment mit externem Schleifenschließsystem, sodass keine Lücke am Spleiß eingplatzt. (B) Schleife aus polyPVC beschichtetem PVC-Rohr und Stent innen (Pfeil). (C) Schleife aus Latexrohr. (D) Schleife für das Lückenexperiment ohne das externe Schleifenschließsystem, das eine Lücke zwischen den Rohrenden (Pfeil) hinterlässt. (E) Schleifen in der Schlaufe Wiege im Wasserbad platziert und mit Blut gefüllt. (F) Thrombus, der nach der Drehung zu einem Spalt am Spleiß (Pfeil) führt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig02.jpg"> Abbildung 2: Ergebnisse für blutzellige Anzahl und Plasmahämoglobin. (A) Erythrozyten zählen. (B) Thrombozyten zählen. (F) Leukozyten zählen. (D) Freies Plasmahämoglobin. Die Ergebnisse deuten auf die schlechte Biokompatibilität von Latex hin, was zu einer übermäßigen Hämolyse führt. Die Daten werden als Mittelwert dargestellt. Fehlerbalken zeigen SEM. n=1 an. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig03.jpg"> Abbildung 3: Ergebnisse für die Aktivierung des Gerinnungs- und Ergänzungssystems. (A) Aktivierung des Koagulationssystems, gemessen anhand von Fibrinopeptid A (FPA) (B) Komplementsystemaktivierung, gemessen anhand von SC5b-9-Werten. Während Latexröhren signifikante erhöhte Konzentrationen des FPA hervorriefen, war die Komplementaktivierung für alle getesteten Materialien stark. Die Daten werden als Mittelwert dargestellt, Fehlerbalken geben SEM an. *p&lt;0.05, n=1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig04.jpg"> Abbildung 4: Leukozyten-Aktivierungsmarker. (A) Tumornekrosefaktor alpha (TNF). (B) Interleukin 6 (IL-6) (C) PMN Elastase. Die Ergebnisse deuten auf eine erhöhte Aktivierung von Leukozyten aufgrund erhöhter Konzentrationen der analysierten Marker hin, gefolgt von Stentschleifen, die nur zu erhöhten Konzentrationen für PMN-Elastase führten, aber nicht tNF oder IL-6. Die Daten werden als Mittelwert dargestellt, Fehlerbalken geben SEM an. *p&lt;0.5; **p&lt;0.01, n=1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig05.jpg"> Abbildung 5: Abbildung des Spleißes der Schleifen. (A) μ-Computer-Tomographie (CT) von Schleifen mit unsachgemäßem Schließen (Lücke). Die roten Bereiche weisen auf Thrombusmaterial hin. (B) Rendering der Luminalseite des Rohres. Die rechteckige Auswahl gibt den Bereich für die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) an (C). (D) CT von Schleifen mit externer Schleifenverschlussvorrichtung und ohne Spalt am Spleiß, und (E) Rendering und Ansicht der Luminaloberfläche. Es wurde kein Thrombusmaterial gefunden. (F) SEM-Bild der rechteckigen Auswahl in (E). Auf der Schnittfläche wurde kein Thrombusmaterial gefunden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig06.jpg"> Abbildung 6: FACS-Plot zur Thrombozytenaktivierung (CD62P). (A) Repräsentatives FACS-Diagramm (Grundzustand) mit der Blut-CD41+ Blutplättchen. (B) Grafik, die den Thrombozytenaktivierungsstatus zeigt, der durch die mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) der verschiedenen Arten von Gefäßgeräten im Vergleich zu den statischen RT- und Ausgangsbedingungen reflektiert wird. Die Datenbalken stellen Daten aus einzelnen Messungen dar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig07.jpg"> Abbildung 7: FACS-Plot für Leukozytenintegrin (CD162). (A) Repräsentatives FACS-Diagramm (Grundbedingung) zeigt die Blut-CD45+ Leukozyten und Untergruppen (B) Schaubild zeigt die Leukozyten-CD162+ Integrin-Mittelfluoreszenzintensität (MFI) der verschiedenen Arten von Gefäßgeräten im Vergleich zu den statischen und Basisbedingungen. Die Datenbalken stellen Daten aus einzelnen Messungen dar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61570/61570fig08.jpg"> Abbildung 8: FACS-Plot für Thrombozytenmonozytenaggregate (CD41/CD14). (A) Repräsentatives FACS-Diagramm (Grundbedingung) zeigt die Gating für Blutmonozyten (CD45+/CD14+), Thrombozyten (CD41+) und Monozytenplättchenaggregate (CD41+/CD14+) (B) Schaubild, das die CD41+ mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) auf Monozytenthromboletaggregaten für die verschiedenen Gefäßgeräte im Vergleich zu den statischen und Ausgangsbedingungen zeigt. Die Datenbalken stellen Daten aus einzelnen Messungen dar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61570/61570fig08large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Hier wird ein Protokoll für ein standardisiertes in vitro hämodynamisches Schleifenmodell vorgestellt. Dieses Modell ermöglicht es, die Hämokompatibilität von Perfusionsröhren oder Gefäßstents zu testen, die der ISO-Norm 10993-4 (International Organization for Standardization) entsprechen.

Ein In-Vitro-Hämodynamik-Loop-Modell zur Untersuchung der Hämozytokompatibilität und Der hostcell-Aktivierung von Gefäßmedizingeräten

In this study, the hemocompatibility of tubes with an inner diameter of 5 mm made of polyvinyl chloride (PVC) and coated with different bioactive ...

Dieses hämodynamische Schleifenmodell ermöglicht es Forschern, die In-vitro-Hämokompatibilität von Gefäßgeräten wie Perfusionsschläuchen oder Stents zu testen. unter standardisierten Bedingungen. Diese Technik wirkt sich also nicht durch mechanische Kraft auf das Blut aus und vermeidet so die irreführenden Ergebnisse durch intrinsische Aktivierung der Blutbestandteile.Vor dem Versuch eines Experiments müssen die richtige mechanische Teilemontage, die perfekte Schleifenverschlusssystemkonstruktion und die langsame Blutbelastung in die Schleifen geübt werden. Um die Schleifenbaugruppe vorzubereiten, schneiden Sie mit einem Rohrschneider 250 Zentimeter lange, fünf Millimeter Innendurchmesser von Rohren auf einer ebenen Oberfläche. Und stecken Sie die offenen Endungen der Rohre in ein kurzes Stück Silikonrohr, das den Außendurchmesser des Untersuchungsrohres anpasst, um eine Schleifenform zu erzeugen.Ziehen Sie die Verriegelungsschraube des Spannbandverbinders vorsichtig fest und stellen Sie die Schließkraft so ein, dass kein Spalt zwischen den beiden Biegungen verbleibt. Wenn die Verriegelungsschraube vollständig angezogen ist und die Spannung des Polycarbonatbandes zu niedrig erscheint, um den Spalt zwischen den beiden Biegungen zu schließen, öffnen Sie das Verriegelungssystem und schneiden Sie einige Millimeter des Spannbandes. Um eine Stent-Loop-Baugruppe vorzubereiten, öffnen Sie zwei der Schleifen und nehmen Sie das Rohr aus dem Zugbandsystem.Dann legen Sie den Stent in die Mitte des Rohres, wie vom Hersteller angewiesen. Wenn die entsprechende Anzahl von Schleifen für das Experiment erzeugt wurde, sichern Sie die Schleifen in der Schleifenwiege der Rotationseinheit, außerhalb eines 37-Grad-Wasserbades, und befestigen Sie die Schleifenwiege an der Rotationseinheit im Wasserbad. Als nächstes füllen Sie eine 10-Milliliter-Spritze für alle zwei Blutschlaufen, die mit 150 Mikrolitern oder frisch zubereiteter Heparin-Stammlösung gesammelt werden sollen, und verwenden Sie einen 21-Meter-Schmetterling, um sanft Blut in die Spritzen zu sammeln, wobei darauf geachtet wird, Homolyse oder Zellaktivierung aufgrund übermäßigen Vakuums zu vermeiden.Wenn das gesamte Blut gesammelt wurde, übertragen Sie das Blut in ein Glasbecher glasbechern und verwenden Sie eine fünf Milliliter serologische Pipette, um das Blut und Heparin sanft zu mischen. Wenn eine homogene Lösung mit der PipetteSpitze erhalten wurde, die nicht vollständig in das Rohr eingeführt wurde, füllen Sie jede Schleife sorgfältig mit fünf Milliliter Blut. Schließen Sie jede Schleife, nachdem sie gefüllt wurde, und bestätigen Sie, dass die Schleife, das Spannungsband und das Rack ordnungsgemäß gesichert sind.Drehen Sie dann die Schleifen für drei Stunden bei 30 Umdrehungen pro Minute. Lassen Sie am Ende der Drehung die Schlaufen zwei Minuten lang im Rack stehen, damit sich das Blut an den Schlaufenböden ansammeln kann, bevor Sie vorsichtig die Anschlüsse öffnen und das Blut aus Duplikaten in einzelne 10 Milliliter Glasbecher ziehen. Wenn das gesamte Blut gesammelt wurde, spülen Sie jede Röhre mit 10 Milliliter PBS und verwenden Sie ein Skalpell, um sorgfältig eine ein Zentimeter große Probe vom Ende jeder Röhre zu schneiden.Inkubieren Sie die Proben über Nacht in 2%glutaraldehyd bei vier Grad Celsius, gefolgt von einer 15-minütigen Inkubation und 1%Osmiumtetroxid bei Raumtemperatur. Am Ende der Osmiumtetroxid-Inkubation die Proben in einer aufsteigenden Ethanol-Serie für 20 Minuten pro Konzentration dehydrieren, gefolgt von einer 30-minütigen Dehydrierung in 100%Ethanol. Lassen Sie die Proben am Ende der 100%ethanol-Inkubation über Nacht bei Raumtemperatur trocknen, bevor Sie die Proben mittels Rasterelektronenmikroskopie mit einer Beschleunigungsspannung von fünf Kilovolt mit einem Röntgen-Mikro-CT-Scanner abbilden.Zur zytometrischen Durchflussanalyse der Blutproben. Übertragen Sie 100 Mikroliter Blut aus jeder Probe in jede der neun Fünf-Milliliter-FACS-Röhren und fixieren Sie die Proben mit 100 Mikrolitern Formaldehyd pro Tube für 15 Minuten bei Lichtschutz. Nach dem Waschen jedes Pellet in einem Milliliter roter Blutzelllysepuffer pro Röhre für eine fünfminütige Inkubation bei Raumtemperatur, vor Licht geschützt, wieder aufhängen.Am Ende der Inkubation die Proben durch Zentrifugation in einem Milliliter PBS pro Tube waschen und ohne ihre Überwälstmittel auf Eis legen. Zur Herstellung einzelner Fleckenkompensationsperlen fügen Sie vier Tropfen positiver und vier Tropfen negativer Perlen zu einzelnen ein Milliliter Volumen des FACS-Puffers hinzu und wirbeln die Lösungen, um homogene Perlensuspensionen zu erhalten. Fügen Sie 100 Mikroliter jeder Lösung zu jeder von vier oder fünf Milliliter FACS-Röhren, die als angegeben gekennzeichnet sind, und waschen Sie die Perlen mit einem Milliliter FACS-Puffer pro Tube.Als nächstes fügen Sie 100 Mikroliter des entsprechenden Wirbel-Antikörper-Cocktails zu jedem experimentellen und Fluoreszenz minus einer Röhre mit sanfter Mischung hinzu. Für eine 30-minütige Inkubation bei Raumtemperatur, vor Licht geschützt. Am Ende der Inkubation die Proben mit einem Milliliter frischer FACS-Puffer pro Probe waschen und Pellets in 250 Mikroliter FACS-Puffer pro Tube wieder aufsuspendieren.Vor der Analyse der Perlen auf Zellproben durch Durchflusszytometrie, nach Standardprotokollen. Blutzellverteilungen können über die gesamte Oberfläche von zwei gespleißten Bloops durch Mikro-CT und Rasterelektronenmikroskop-Bildgebung visualisiert werden, während in geschlossenen Schleifen ohne Lücken keine Gerinnsel beobachtet werden. Analyse der Gesamtblutzellzahl, zeigt keine signifikanten Unterschiede in Erythrozyten zahlen zwischen einem der getesteten Bedingungen, Thrombozyten- und Leukozytenzahlen jedoch sind drastisch in der Latex-Schleife-Gruppe reduziert und freie Hämoglobin-Zahlen sind dramatisch erhöht, was auf eine sehr schlechte Biokompatibilität von Latex.Während alle getesteten Gefäßgeräte eine erhöhte Aktivierung des Gerinnungssystems und der Komplimentkomponente induzieren. Die heparinbeschichteten PVC-Schleifen weisen einen Trend zu einem Rückgang der beiden Arten von Aktivierungen im Vergleich zu polymerbeschichteten PVC-Schlaufen auf. Latexschleifen weisen die höchsten Konzentrationen von TNF IL-6 und PMN-Elastase auf, was die starke Aktivierung von Leukozyten durch Latex unterstreicht.CD41-Positivplättchen, die aus Latexröhren gewonnen werden, weisen eine extrem hohe mediane Fluoreszenzintensität für CD62P auf, während die integrierte Expression bei Granulozyten und Lymphozyten drastisch reduziert wird. Von Interesse sind integrale Ebenen in Monozyten aus Latexröhren höher, was auf monozyte aktivierte Thrombozytenwechselwirkungen hindeutet. Tatsächlich zeigt die Färbung von Monozytenplättchenaggregaten eine erhöhte Tendenz zur Aggregation in Latex- und Stentschleifen.Trotz der reduzierten Häufigkeit von Monozyten in Latexschleifen. Um die Aktivierung der intrinsischen Blutkomponente zu vermeiden, ist es wichtig, einen richtigen Schlaufenverschluss zu gewährleisten und das Blut mit Sorgfalt zu behandeln. Nach diesem Verfahren ist es möglich, die Wechselwirkung zwischen allogenen Proteinen oder TRUCKs und Blutbestandteilen zu analysieren, die in der Entzündung oder pharmazeutischen Forschung verwendet werden.

an-vitro-hemodynamic-loop-model-to-investigate-hemocytocompatibility

Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Verfahren zur Kultur von Endothelzellen eine Monoschicht der gesamten inneren Oberfläche des 3D einer Mikrofluidikvorrichtung mit mikrovaskulären großen Kanälen (&lt;30 um) beschrieben.

Endothelialisierten Mikrofluidik für ein Studium Mikrovaskuläre Wechselwirkungen in Hämatologische Krankheiten

Die Exposition von Blut gegenüber polymeren Blutkanälen löst die Fremdkörperreaktion aus, die mit klinischen Komplikationen in Verbindung gebracht wird. Hier wird die Chandler Loop Apparatus beschrieben, ein experimentelles Werkzeug, das die Blutperfusion durch diese Kanäle nachahmt. Die Anhängung von rekombinantem CD47 führt zu einer verminderten Evidenz der Fremdkörperreaktion an diesen Kanälen.

Die Verwendung der Ex-vivo- Chandler Loop-Gerät, um die Biokompatibilität von modifizierten polymeren Blutleitungen beurteilen

Dieses Protokoll repliziert physiologische oder pathologische Blutfluss in vitro zur Bestimmung Zellantwort bei Krankheitspathologien unterstützen. Durch Einführung einer Druckdämpfungskammer stromabwärts von einer Blutpumpe, kann die Blutströmung durch die Vaskulatur rekapituliert und auf einer Monoschicht von Gefäßendothel oder eines Mimetikums Kokultur auferlegt.

In-vitro-Modell von physiologischen und pathologischen Blutfluss mit Anwendung auf Untersuchungen der Gefäßzell Remodeling

Primäre humane Nabelvenendothelzellen (HUVECs) wurden innerhalb eines mikrofluidischen Netzwerkgeräts zur Konfluenz gezüchtet. Die Endothelzellübergänge und F-Aktin-Verteilungen wurden dargestellt und die Veränderungen der intrazellulären Kalziumkonzentration und der Stickoxidproduktion als Reaktion auf Adenosintriphosphat (ATP) wurden in Echtzeit auf Einzelzellebene quantifiziert.

Entwicklung und Charakterisierung von<em&gt; In Vitro</em&gt; Mikrogefäßnetz und quantitative Messungen von Endothelial [Ca<sup&gt; 2+</sup&gt;]<sub&gt; i</sub&gt; Und die Produktion von Stickoxid

Wir beschreiben ein mikrochirurgisches Ansatz zur Erzeugung eines arteriovenösen (AV) loop als Modell Vaskularisierung in vivo in einem isolierten und gut charakterisierten Umgebung zur Analyse. Dieses Modell ist nicht nur nützlich für die Untersuchung der Angiogenese, ist aber auch für den Maschinenbau axial vaskularisiert und transplantierbaren Geweben optimal geeignet.

Die arteriovenöse (AV) Loop in einem Kleintiermodell zur Untersuchung Angiogenesis und Vaskularisierte Tissue Engineering

Wir beschreiben eine Inhouse entwickelten in-vitro- Flow Kammer-Modell, ermöglicht die Untersuchung der bakteriellen Einhaltung Gewebe Transplantat.

Ein In-vitro- Modell eines Systems Parallel-Platte Perfusion, bakteriellen Einhaltung der Gewebe Transplantat zu studieren

Dieses Protokoll beschreibt eine umfassende Hämokompatibilitätsbewertung von blutverfälssenden Geräten mit lasergeschnittenen neurovaskulären Implantaten. Ein Flow-Loop-Modell mit frischem, heparinisiertem menschlichem Blut wird angewendet, um den Blutfluss zu imitieren. Nach der Perfusion werden verschiedene hämatologische Marker analysiert und mit den direkt nach der Blutentnahme gewonnenen Werten zur Hämokompatibilitätsbewertung der getesteten Geräte verglichen.

HämokompatibilitätSprüfung von blutverfälschten Implantaten in einem Flow Loop-Modell, das den menschlichen Blutfluss imitiert

Wir präsentieren ein In-vitro-Modell für Gefäßerkrankungen, um Vollblut-Wechselwirkungen mit patientenabgeleitetem Endothel zu untersuchen. Dieses System ermöglicht die Untersuchung der thrombogenen Eigenschaften der primären Endothelzellen unter verschiedenen Umständen. Das Verfahren eignet sich besonders zur Beurteilung der Thrombogenität und Antikoagulationstherapie in verschiedenen Phasen der Gerinnung.

In Vitro Mikrofluidic Disease Model zur Untersuchung von Blut-Endothel-Wechselwirkungen und Blutgerinnsungsdynamik in Echtzeit

Hier wird ein einfacher Arbeitsablauf zur Unterscheidung von Endothelzellen von humanen pluripotenten Stammzellen beschrieben, gefolgt von einem detaillierten Protokoll für ihre mechanische Stimulation. Dies ermöglicht die Untersuchung der Entwicklungsmechanobiologie von Endothelzellen. Dieser Ansatz ist kompatibel mit nachgeschalteten Assays von lebenden Zellen, die nach mechanischer Stimulation aus dem Kulturchip entnommen wurden.

In vitro On-Chip-Modell eines fötalen menschlichen Gefäßes zur Untersuchung der Entwicklungsmechanobiologie

Wir synthetisierten und charakterisierten ein abstimmbares gelatinebasiertes Substrat für die Kultivierung von vaskulären Endothelzellen (ECs) unter relevanten vaskulären Flussbedingungen. Diese biomimetische Oberfläche repliziert sowohl physiologische als auch pathologische Zustände und ermöglicht so die Untersuchung mechanischer Kräfte auf das EC-Verhalten und erweitert unser Verständnis der vaskulären Gesundheit und der Krankheitsmechanismen.

In-vitro-Modell, das die Steifigkeit und den Fluss des Substrats integriert, um die Reaktionen von Endothelzellen zu untersuchen

Hier stellen wir ein Protokoll für die Konstruktion eines Organ-on-Chip (OOC)-Systems vor, das die Pneumonektomie nachahmen soll. Dieses System untersucht den möglichen Zusammenhang zwischen einer Beeinträchtigung der Glykokalyx und Komplikationen nach Pneumonektomie.

Modellierung der endothelialen Glykokalyx nach der Pneumonektomie in einem 3D-Fluidik-Chip - Ein Ansatz zur Herstellung eines vaskulär basierten Organ-on-Chip-Systems

Erfahren Sie, wie ein standardisiertes in-vitro-Hämodynamik-Loop-Modell die Hämozytokompatibilität von Gefäßgeräten wie Perfusionskathetern und Stents nach ISO 10993-4 testet. Diese Methode vermeidet mechanische Blutaktivierung.

Ein In-Vitro-Hämodynamik-Loop-Modell zur Untersuchung der Hämozytokompatibilität und Der hostcell-Aktivierung von Gefäßmedizingeräten (Video) | JoVE Journal

Ein In-Vitro-Hämodynamik-Loop-Modell zur Untersuchung der Hämozytokompatibilität und Der hostcell-Aktivierung von Gefäßmedizingeräten

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