Method Article

הערכת תפקוד טסיות דינמית רב-פרמטרית באמצעות חיישן ביולוגי קיבולי

DOI:

10.3791/66783

⸱

May 2nd, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, University of Washington

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול לבדיקה פונקציונלית חדשה של טסיות דינמיות מרובות פרמטרים באמצעות חיישן ביולוגי קיבולי מוצג כאן. גישה זו, שתוכננה בתוך מיקרו-סביבה קשיחה למחצה כדי לשפר את הרלוונטיות הפיזיולוגית, מספקת שלושה פרמטרי פלט הרגישים לספירת טסיות הדם, עוצמות הגירוי ומסלולי ההפעלה.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טסיות ממלאות תפקיד מהותי בקרישת הדם באמצעות סדרה של תגובות מווסתות, כולל הידבקות, התפשטות, הפרשת גרגירים, צבירה והתכווצות שלד תאים. עם זאת, הבדיקות הנוכחיות מוגבלות לניתוח חלקי של תפקוד טסיות הדם בתנאים לא פיזיולוגיים. לפיכך, יש צורך בבדיקה משופרת המשקפת את האופי הדינמי והרב-גוני של תפקוד טסיות הדם במסגרות פיזיולוגיות. בהקשר זה, מוצגת גישה חדשה למדידת מספר פרמטרים מרכזיים הקשורים לתפקוד טסיות הדם במיקרו-סביבה חצי קשיחה ex vivo רלוונטית יותר מבחינה פיזיולוגית בהשוואה למבחנים מסורתיים. שיטה זו משתמשת בחיישן ביולוגי חשמלי מתקדם, חיישן קיבול הממברנה (MCS), המספק תובנות ייחודיות על תהליך הקרישה באמצעות שלוש קריאות נפרדות. קריאות אלו רגישות מאוד לשינויים בספירת טסיות הדם, עוצמת הגירוי ומסלולי הפעלה ספציפיים. כפלטפורמת חישה חשמלית גרידא, ה-MCS מדגים פוטנציאל משמעותי ככלי אבחון לאיתור הפרעות תפקוד המוסטטיות ראשוניות, הערכת יעילות הטיפולים וקידום ההבנה הרחבה יותר של תפקידי טסיות הדם בהמוסטזיס ופקקת.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טסיות דם, תאי דם מיוחדים, הן מרכזיות בתזמור התגובה ההמוסטטית לעצירת הדימום לאחר פציעה ובהקלה על ריפוי כלי הדם1. בנוסף, הם משמשים גם כמתווכים חיוניים בפקקת, גורם מוביל למקרי מוות הקשורים למחלות טרומבואמבוליות ברחבי העולם 2,3,4,5,6. כאשר מתרחשת פגיעה בכלי הדם, טסיות הדם עוברות סדרה של תהליכים תפקודיים מורכבים, מווסתים ורב-שלביים. אלה כוללים הידבקות למטריצה האינטימית, זרם של סידן תוך תאי המעורר שינויים בקונפורמציה של טסיות הדם, הפעלה, הפרשת גרגירים, צבי....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הצעת המחקר אושרה על ידי חטיבת הנבדקים האנושיים (HSD) במועצת הביקורת הפנימית של אוניברסיטת וושינגטון (UW-IRB; מזהה מחקר: STUDY00005211). כל הנבדקים המתנדבים שהשתתפו במחקר סיפקו הסכמה מדעת בכתב. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מפורטים בטבלת החומרים.

1. שלבי ייצור לחיישן קיבולי הממברנה (MCS)

הערה: חיישן ה-MCS יוצר תוך שימוש בטכניקות מיקרו-ייצור מסורתיות. חיישן ביולוגי זה הורכב משבב קיבול ממברנה עליון (T-) ותחתון (B-). בקצרה, שלבי הייצור מוצגים באיור 1.

  1. שלבי מיקרו-ייצור עבור T-MCC (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נועד לבצע הערכה דינמית של תפקוד טסיות הדם. בהתאם לפרוטוקול שתואר לעיל, הכינו את תמיסת ה-c-PRP, וטסיות הדם נזרעו על האלקטרודה המצופה Fn ב-T-MCC. הטסיות הצפות נשטפו החוצה בשלב הכביסה, ונוסף אגוניסט להפעלת הטסיות המחוברות. תוצאות מפורטות ודיון ניתן למצוא בדוח הקודם שלנו28.

איור 4A מייצג את התוצאות עבור תמיסת c-PRP עם ספירת טסיות קבועה מראש (250 x 103 טסיות μL-1). במהלך שלב ההדבקה של המדידה (אי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה היה חלוץ בשיטה חדשה מבוססת קיבול להערכת תפקוד טסיות הדם, המעריכה הן את דינמיקת ההידבקות והן את דינמיקת הטסיות לאחר ההפעלה בתוך מכשיר יחיד, ומסמנת את המופע המדווח הראשון של גישה כזו. פרוטוקול הניסוי החדש מציג טכניקה פשוטה יחסית לנטרול ההשפעות של היווצרות פיברין וגורמי קרישת פלזמה באמצעות הליך שטיפה. התוצאה היא מדידות המסוגלות להבחין בגורמים שונים המשפיעים על תפקוד טסיות הדם. בהשוואה לבדיקת הערכה מסורתית מבוססת אופטיקה, חיישן קיבול זה מבטיח לספק הערכה דינמית יותר של תפקוד טסיות הדם.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין ניגודי אינטרסים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מביעים את תודתם לד"ר מוריץ סטולה ולד"ר ג'ייסון אקר על הדיונים החשובים והסיוע הטכני שלהם. הם גם מודים למתקן ההדמיה הביולוגית באוניברסיטת וושינגטון על התשתית והתמיכה שלו. עבודה זו קיבלה מימון חלקי מקרן החדשנות CoMotion באוניברסיטת וושינגטון (מענק מס' 682548, D.Y.G).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1-DodecanethiolSigma-Aldrich, MO, ארה"ב471364-100 מ"למ"מ
200 הוכחה אתנולSigma-Aldrich, MO, ארה"בEX0276-1
מדפסת תלת מימדShenzhen Creality 3D Technology Co, Ltd.Ender-3 V3
חומר הדפסת תלת מימדHATCHBOX 3D, CA, ארה"בתלת מימד PLA-1KG-1.75
אדנוזין 5&פריים;-דיפוספטסיגמא אולדריץ', ארה"ב01905-250MG-F
ADP אספירין סיגמא-אולדריץ', מיזורי, ארה"בA2093-100G
תחריט יונים תגובתי עמוקOmega Engineering, Inc.SPTS Rapier DRIE
דימתיל סולפוקסידסיגמא-אולדריץ', MO, ארה"בD8418-50MLDMSO
מערכות תצהיר ואקום גבוהCHA SEC-600
פיברונקטין אנושיסיגמא-אולדריץ', MO, ארה"בCLS356008-1EAFn
KOHSigma-Aldrich, MO, ארה"בP1767-250G
מד LCR Keithley Instruments, Inc., OH, ארה"בKeithley EL 4980AL
מחזיקי מד LCRSignatone Corporation, CA, ארה"בSCA-50-4
מערכת יישור מסכותABM, ארהABM/6/350/NUV/DCCD/SA
מיקרו-מיקומיםSignatone, CA, ארה"בS-725
בדיקת מחטSignatone Corporation, CA, ארה"בSCAT5T-412.5 μ m רדיוס
פוספט חוצץמלח Sigma-Aldrich, MO, ארה"בP4474-1LPBS, pH 7.4
תחריט יונים תגובתיפלזמה-תרמית, ארה"בRIE Vision 320
מצע סיליקוןWafer World Incמק"ט # 1766
צינורות ציטראט סטנדרטיים 3.2%טייגר מדיקל, ניו ג'רזי, ארה"Covidien / Cardinal Health 8881340478 מעבדות מחקר אנזימים מונוject
תרומבין, ארהHT 1002a
TicagrelorSigma-Aldrich, MO, ארה"בPHR2788-400 מ"ג
Tyrode' s bufferBoston Bioproducts, ארה"בBSS-375
UV photoresistAZ חומרים אלקטרוניים, NC, ארה"בAZ 926015um
1 "ב, Inc.ב"ב

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. George, J. N. Platelets. Lancet. 355 (9214), 1531-1539 (2000).
  2. Wendelboe, A. M., Raskob, G. E. Global burden of thrombosis: Epidemiologic aspects. Circ Res. 118 (9), 1340-1347 (2016).
  3. Heit, J. A.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Platelet FunctionCapacitive BiosensorMembrane Capacitance SensorPlatelet AdhesionPlatelet ActivationPlatelet AggregationHemostasis AssessmentPlatelet Rich PlasmaElectrical Sensing PlatformThrombin Activation

Related Articles