ריאות Ex vivo שימושיות עבור מגוון ניסויים לאיסוף נתונים פיזיולוגיים תוך התעלמות מהמשתנים המבלבלים של ניסויי in vivo. הגדרות מסחריות הן לעתים קרובות יקרות ומוגבלות בסוגי הנתונים שהן יכולות לאסוף. אנו מתארים שיטה לבניית מערך מודולרי לחלוטין, הניתן להתאמה לעיצובי לימוד שונים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
תכנון ויישום של מודל זילוח ריאות Rat Ex Vivo
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
תכשירי ריאות Ex vivo הם מודל שימושי שניתן לתרגם לתחומי מחקר רבים ושונים, המשלימים מודלים מקבילים in vivo ו- in vitro. מעבדות המעוניינות להשתמש בריאות מבודדות צריכות להיות מודעות לצעדים חשובים ולאתגרים הטבועים בהן כדי לבסס מערך שהוא זול, אמין וניתן להתאים אותו בקלות לנושא העניין. מאמר זה מתאר מודל DIY (עשה זאת בעצמך) עבור אוורור ריאות וזילוח של חולדות ex vivo כדי לחקור השפעות תרופות וגזים על טונוס כלי הדם הריאתיים, ללא תלות בשינויים בתפוקת הלב. יצירת מודל זה כוללת א) את התכנון והבנייה של המנגנון, ב) הליך בידוד הריאות. מודל זה יוצר מערך חסכוני יותר מחלופות מסחריות ועם זאת מודולרי מספיק כדי להסתגל לשינויים בשאלות מחקר ספציפיות. היה צורך לפתור מכשולים שונים כדי להבטיח מודל עקבי המסוגל לשמש למגוון נושאי מחקר שונים. לאחר הקמתו, מודל זה הוכיח להיות מאוד להסתגל לשאלות שונות וניתן לשנות בקלות עבור תחומי לימוד שונים.
מבוא
טכניקות זילוח ריאות Ex vivo (EVLP)1 ראו עלייה בשימוש בעשור האחרון כאמצעי לחקר השתלות ריאה2, איסכמיה/רפרפוזיה3, מטבוליזם ריאות4 ותגובות חיסוניות5. ריאות מבודדות, אך שלמות, מאווררות ומחוררות מציעות את היכולת החשובה ביותר להעריך ישירות את תגובת הריאות, כולל כלי הדם הריאתיים, להתערבויות ו / או טיפולים פוטנציאליים ללא גורמים מבלבלים פוטנציאליים, כגון קלט עצבי והורמונלי או שינוי המודינמיקה in vivo. יחד עם זאת, הם שומרים על יחסי הגומלין הפיזיולוגיים של אוורור וזילוח, בניגוד לתנאי מבחנה. הצעה הבוחנת תגובות חיסוניות בריאות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
החלק in vivo של הניסויים (מהרדמה כללית ועד המתת חסד) דורש אישור מראש של הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) בהתאמה. כל ההליכים המתוארים כאן אושרו (פרוטוקול מספר M1700168) על ידי IACUC במרכז הרפואי האוניברסיטאי ונדרבילט, נאשוויל, טנסי, ובוצעו בהתאם להנחיות ARRIVE14. לפני הניסויים, כל החולדות שוכנו במתקן לטיפול בבעלי חיים של המכון, עם גישה חופשית למים ולמזון. כולל מחקרים שונים מחוץ לתחום כתב היד הזה, השתמשנו בסך הכל ב-148 חולדות ספראג דולי זכרים, בני 7-10 שבועות, במשקל שבין 250 גרם ל-400 גרם עד כה.
1. בניית מכשירים
הערה: כל החלקים, כולל היצרנים המתאימים, מ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
לאחר 10 דקות של ייצוב וקריאות בסיסיות, חילקנו באופן אקראי קבוצה ראשונה של 10 חולדות Sprague Dawley זכרים לחמש קבוצות קטנות: איסכמיה גלובלית ללא זרימה למשך 5, 7.5, 8, 9 או 10 דקות (n = 2 לכל קבוצה) ואחריה רפרפוזיה; ניסויים ראשוניים מוגבלים אלה למציאת מינון נערכו כדי לזהות את זמן האיסכמיה הארוך ביותר האפשרי כדי לאפשר אוורור וזילוח מספיקים לפני ההתפתחות הסופית של עלייה תלולה ובלתי הפיכה בלחץ דרכי הנשימה והיווצרות בצקת. חשוב לציין כי במהלך איסכמיה בחרנו שלא להפסיק את ההנשמה, אלא להפחית את שיעורה מ-60 ל-20 נשימות לדקה-1<.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
יותר מ-100 ניסויים בוצעו בהצלחה במעבדה שלנו באמצעות מערך זה. העיצוב המודולרי של מערך מותאם אישית זה העניק גמישות רבה לשינויים פוטנציאליים בדרישות הניסוי. בעוד שמערכות אחרות משתמשות ב-deoxygenator18 כדי לחקות צריכת חמצן קבועה וייצורCO2 על ידי איברי קצה, מודל פשוט זה לא השתמש בתכונה זו, בשל ההתמקדות בחקר ההשפעות של הרכבי גזים שונים על טונוס כלי הדם הריאתיים. גישה זו, שבהCO2 נשלט רק על ידי ריכוז הגז השראתי, אפשרה גם ויסות דיפרנציאלי שלCO2 ללא תלות באוורור זעיר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אינם מצהירים על ניגוד עניינים, כספי או אחר.
תודות
התמיכה ניתנה, בין השאר, על ידי פרס Merit Review (101 BX003482) משירות המו"פ של המעבדה הביו-רפואית של המחלקה לענייני חיילים משוחררים של ארה"ב, מענק NIH (5R01 HL123227), פרס פרויקט טרנספורמטיבי (962204) מאיגוד הלב האמריקאי, ועל ידי קרנות מוסדיות שהוענקו לד"ר ריס. ד"ר בלצר קיבל מימון לא קשור מקרן המחקר הגרמנית Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), פרויקט מספר BA 6287/1-1. המחברים רוצים להודות למתיו ד. אולסן, צ'ון ג'ואו, ג'ו לי ורבקה ס. ריס על תרומתם רבת הערך למחקר.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1,000 מ"ל זכוכית | פיירקס, שיקגו, אילינוי | ||
| 1,500 מ"ל זכוכית | פיירקס, שיקגו, אילינוי | ||
| תא תאימות למלכודת אוויר | Radnoti | 130149 | |
| ביו-מגברים | CWE Inc | BPM-832 | |
| מהדקים | פישר סיינטיפיק | S02626 | |
| DAQ (רכישת נתונים) | לאומי Instruments, אוסטין, TX | NI USB-6343 | |
| מערבל גז | CWE Inc, Ardmore, PA | GSM-4 | |
| סליל חימום | Radnoti, Covina, CA | 158822 | |
| צלחת חימום | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 11-100-49SH | |
| Heparin | Pfizer | W63422 | |
| LabVIEW מערכת פיתוח מלאה 2014 | National Instruments | ||
| תרופות פנטוברביטל | דיאמונדבק | G2270-0235-50 | |
| pH700 בדיקה | אוקטון, ורנון הילס, IL | EW-35419-10 | |
| אמבט מים פוליסטט | קול-פארמר | EW-12121-02 | |
| מאוורר מכרסמים | מנגנון הרווארד, הוליסטון, MA | דגם 683 | |
| משאבת רולר | קול-פארמר, ורטהיים, גרמניה | Ismatec REGLO Digital MS 2/8 | |
| Sprague Dawley Rat | Charles River, ווילמינגטון, MA | קוד זן 001 | |
| VetScan STAT | Abraxis, שיקגו, | אילינוי STAT 1 |
מקורות
- Uhlig, S., Taylor, A. E. Methods in Pulmonary Research. , Birkhäuser. (1998).
- Ghaidan, H., et al. Ten year follow-up of lung transplantations using initially rejected donor lungs after reconditioning using ex vivo lung perfusion. Journal of Cardiothor....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
