Un nouveau modèle Ex Vivo pour l’évaluation des performances matérielles Injection sous-muqueuse endoscopique
19 octobre 2018
Nous avons développé un nouveau ex vivo modèle auquel s’applique une tension constante le spécimen gastrique porcin. Cette évolution a permis d’évaluer le rendement (la hauteur et la durée de l’élévation sous-muqueux) de divers SIMs avec précision. La méthodologie détaillée d’installation de ce nouveau modèle est expliquée.
Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine biomédical sur la question médicale d’intérêt. Le principal avantage de cette technique est que la performance de diverses questions d’injection submucosale peut être évasée avec plus de précision que les méthodes conventionnelles. Commencez par couper six par six centimètres carrés de la troisième partie supérieure d’un estomac porcin et stockez immédiatement les spécimens à moins 30 degrés Celsius.
Pour configurer le dispositif de traction, connectez un clip en acier inoxydable à un fil de touche et à un crochet en forme de S, et connectez le fil et le crochet clés à un poids. Connectez le crochet à l’autre extrémité du fil et fixez les poulies aux deux extrémités de la base. Placez ensuite une plaque de caoutchouc de six à six centimètres, au centre de la base et placez un spécimen gastrique décongelé sur la plaque de caoutchouc.
Ensuite, pincez les extrémités du spécimen avec le clip du dispositif de traction, accrochez le poids à travers les deux poulies pour appliquer une tension constante sur l’échantillon, et utilisez une jauge numérique pour mesurer la hauteur d’élévation submucosale avant injection. Fixez ensuite le scriber à la hauteur de la surface muqueuse, et poussez le préréglage, pour effectuer un réglage à zéro point de la jauge de hauteur. Pour effectuer une procédure d’élévation submucosale, utilisez une seringue de 2,5 millilitres munie d’une aiguille de calibre 23, pour injecter deux millilitres d’hyaluronate de sodium à 0,4 %, horizontalement dans le submucosa à partir des marges de l’échantillon.
Utilisez ensuite la jauge numérique pour mesurer immédiatement la hauteur d’élévation submucosale et aux points de temps indiqués après l’injection. Enregistrement de la hauteur affichée sur la jauge de hauteur, lors de la fixation du scriber au sommet de l’élévation submucosale. Dans ces expériences représentatives, la hauteur d’élévation submucosale a été mesurée après injection normale de saline, ou acide hyaluronate, en utilisant les modèles conventionnels et nouveaux ex vivo d’analyse.
Bien que la hauteur d’élévation submucosale ait diminué au fil du temps après l’injection de l’une ou l’autre solution, dans les deux modèles, les hauteurs d’élévation submucosales résultantes, après injection d’acide hyaluronate, étaient constamment plus élevées que celles mesurées après injection saline normale, indépendamment du temps post-injection. Notamment, l’application d’une tension constante, a entraîné une variabilité globale plus faible dans les mesures, par rapport au modèle de mesure conventionnel sans tension. En effet, les hauteurs d’altitude submucosales obtenues à une tension de 3,0 Newtons, étaient significativement inférieures aux hauteurs d’élévation submucosales obtenues à 1,5 newtons.
Attendu qu’aucune différence significative dans les hauteurs d’élévation submucosale n’a été observée à l’aide du modèle conventionnel, par rapport à l’un ou l’autre modèle à tension constante. Après son développement, cette technique ouvre la voie à des chercheurs dans le domaine des questions biomédicales, pour exprimer l’utilisation de matériaux d’injection submucosal haute performance pour la thérapie endoscopique.
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Aperçu
Cette étude présente un nouveau modèle ex vivo pour évaluer les performances des matériaux d'injection sous-muqueuse (SIM) à l'aide de spécimens gastriques porcins. Ce modèle permet l'application d'une tension constante, ce qui rend possible une évaluation précise de la hauteur et de la durée de l'élévation sous-muqueuse.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Ingénierie biomédicale
- Gastro-entérologie
- Modèles ex vivo
Contexte
- Les méthodes traditionnelles d'évaluation des IMS peuvent manquer de précision.
- L'application d'une tension constante peut améliorer les résultats expérimentaux.
- Les échantillons gastriques porcins fournissent un modèle biologique pertinent.
- Comprendre le fonctionnement des IMS est essentiel pour les applications médicales.
Objectif de l'étude
- Développer un modèle ex vivo fiable pour l'évaluation de la microscopie à illumination structurée (SIM).
- Améliorer la précision des évaluations de performances de diverses microscopes à illumination structurée (SIM).
- Fournir une méthodologie détaillée pour les recherches futures.
Méthodes utilisées
- Préparation d'échantillons gastriques porcins par découpage et congélation.
- Mise en place d'un dispositif de traction utilisant des pinces en acier inoxydable et des poids.
- Application d'une tension constante aux échantillons gastriques.
- Mesure de la hauteur et de la durée de l'élévation de la sous-muqueuse.
Résultats principaux
- Le nouveau modèle permet une évaluation précise des performances de la SIM.
- L'application constante d'une tension conduit à des résultats reproductibles.
- La hauteur et la durée de l'élévation sous-muqueuse peuvent être mesurées avec précision.
- Cette méthode présente des avantages par rapport aux techniques d'évaluation conventionnelles.
Conclusions
- Le modèle ex vivo développé constitue une avancée importante dans l'évaluation des SIM.
- Il fournit un cadre pour les études futures en recherche biomédicale.
- Une évaluation précise des SIM peut améliorer les résultats cliniques.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
L'évaluation précise des matériaux d'injection sous-muqueuse (SIM) est essentielle pour faire progresser les thérapies endoscopiques dans le traitement du cancer gastro-intestinal précoce. Le nouveau modèle ex vivo permet une mesure précise et reproductible de la hauteur de soulèvement sous-muqueux sous tension constante, réduisant ainsi la variabilité et améliorant la fiabilité prédictive de l'évaluation des performances des SIM. Cela favorise la validation des cibles et l'identification de candidats prometteurs en mettant en évidence les facteurs critiques de performance qui orientent le développement et la priorisation des SIM.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation des cibles
- Valeur scientifique : Permet l'interrogation d'hypothèses thérapeutiques en quantifiant la performance des dispositifs intramusculaires sous des conditions biomécaniques contrôlées.
- Valeur opérationnelle : Soutient la réduction des risques biologiques grâce à des mesures reproductibles du soulèvement sous-muqueux, clarifiant ainsi la validation fonctionnelle des cibles.
- Valeur prédictive : Identifie les facteurs critiques déterminant la performance des dispositifs intramusculaires, permettant une sélection éclairée par les données des projets en cours et l'identification de candidats prioritaires.
Développement de tests et criblage
- Valeur scientifique : Prépare des systèmes biologiques validés pour des criblages en aval en standardisant l'évaluation des SIM dans des conditions de tension uniforme.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité des tests et la fiabilité des résultats quantitatifs grâce à l'application d'une tension constante et à la mesure par palmer numérique.
- Valeur stratégique : Renforce la préparation au criblage et la possibilité de passage à l'échelle en réduisant la variabilité des mesures, permettant ainsi une évaluation fiable des composés selon différents types de SIM.
Recherche translationnelle et préclinique
- Valeur scientifique : Fournit un modèle ex vivo gastrique porcin pertinent pour la maladie, compatible avec le développement translationnel de biomarqueurs pour la thérapie endoscopique.
- Valeur opérationnelle : Garantit une continuité du stade de découverte à la validation préclinique en fournissant des données de performance SIM cohérentes et quantifiables.
- Valeur stratégique : Soutient les décisions d'avancement ajustées au risque en permettant une comparaison précise des SIM, réduisant ainsi le risque biologique en phase avancée du développement thérapeutique.
Intégration des pipelines et des flux de travail
La méthode s'intègre dans le continuum de découverte, de la phase de Découverte précoce à l'Identification de candidats et la Validation préclinique, en fournissant des données quantitatives et reproductibles sur les performances du SIM qui éclairent les décisions de poursuite ou d'abandon.
- Biologie de la découverte : Facilite la vérification d'hypothèses et la clarification des voies biologiques en permettant une mesure précise du soulèvement sous-muqueux comme indicateur fonctionnel de l'efficacité du SIM.
- Criblage : Offre une prêts-à-l'emploi pour les tests et des résultats quantitatifs grâce à une application normalisée de la tension et à une mesure numérique, garantissant une comparaison fiable des SIM.
- Analytique : Produit des données mesurables et statistiquement comparables sur la hauteur et la durée du soulèvement sous-muqueux, aidant les équipes à évaluer la performance du SIM dans différentes conditions.
- Recherche translationnelle : Assure une continuité préclinique en utilisant un modèle gastrique porcin physiologiquement pertinent qui imite la réponse du tissu sous-muqueux humain.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme réutilisable pour l'évaluation du SIM, applicable à plusieurs projets et types de matériaux, réduisant ainsi le développement redondant de modèles.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans les performances du SIM en réduisant la variabilité et en permettant une détection précise des différences de performance.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation et la reproductibilité grâce à l'application d'une tension constante et à une préparation normalisée des échantillons.
- Valeur stratégique : Renforce l'efficacité du capital en accélérant le développement du SIM par l'identification rapide des facteurs critiques de performance.
- Impact sur le portefeuille : Permet de prendre des décisions de priorisation et d'avancement ajustées au risque, fondées sur des métriques de performance du SIM quantifiables et reproductibles.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en génie biomédical et en manipulation de tissus ex vivo pour la préparation adéquate des échantillons et la configuration de l'appareil.
- Dépend d'instruments tels que des pinces en acier inoxydable, des poids, des poulies, des plaques en caoutchouc et des jauges numériques de hauteur pour l'application et la mesure de la tension.
- Exige une standardisation interéquipes concernant l'approvisionnement des échantillons, les protocoles de congélation et l'étalonnage de la tension afin d'assurer la reproductibilité entre laboratoires.
- Implique des considérations d'adaptation lors de l'application du modèle à d'autres types de tissus ou espèces que les spécimens gastriques porcins.
- Comprend des limites pratiques telles que la nécessité d'utiliser immédiatement les échantillons après décongélation et la dégradation potentielle du tissu dans le temps, ce qui pourrait affecter la cohérence des mesures.
