מאמר שיטה

מערכת זילוף נורמתרמית בקוד פתוח המיועדת למדעני מחקר

DOI:

10.3791/68722

⸱

18 ביולי 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Surgical Oncology Program, National Cancer Institute, National Institutes of Health, 2Instrumentation Development and Engineering Application Solutions, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering, National Institutes of Health, 3Radiology and Imaging Sciences, Department of Interventional Radiology, National Institutes of Health, 4Histopathology and Autopsy Pathology, Laboratory of Pathology, National Institutes of Health, 5Division of Cancer Treatment and Diagnosis, National Cancer Institute, National Institutes of Health, 6Department of Perioperative Medicine, National Institutes of Health, 7Blood Services Section, Department of Transfusion Medicine, National Institutes of Health, 8Translational Hepatology Section, Liver Disease Branch, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, 9Center for Immuno-Oncology, National Cancer Institute, National Institutes of Health

במאמר זה

סיכום

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול למערכת זלוף נורמותרמית ex vivo בקוד פתוח הניתנת לשינוי שנועדה להתגבר על העלות הגבוהה והגמישות המוגבלת של פלטפורמות קיימות, ולאפשר שימוש נגיש יותר, חסכוני ואיטרטיבי במחקר ביו-רפואי פרה-קליני.

תקציר

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

השילוב של מכונות זלוף ex vivo לאיברים אנושיים לפני ההשתלה שיפר את התוצאות עבור המושתלים והגדיל את זמינות האיברים תוך חשיפת כיווני חקירה חדשים לרפואה תרגומית. עם זאת, למכונות אלה יש זמינות מוגבלת לשינויים ניסיוניים תוך הצגת השקעה משמעותית מראש בעלות מראש ועלות מופרזת לכל שימוש למדען החוקר. יתר על כן, יש צורך משמעותי במודלים פרה-קליניים משופרים במחקר ביו-רפואי המאפשרים חקירה אותנטית של תהליכים תאיים במסגרת האיברים הרב-תאיים.

כדי לספק גישה לטכנולוגיה דומה לקהילת המחקר הרחבה יותר, בנינו מכונת זלוף נורמותרמית מודולרית חסכונית לחלוטין מחלקים ממקור קל המופעלים עם קוד Python הניתן לשינוי על ידי המשתמש. מכיוון שהמערכת נטולת חומרה מותאמת אישית, חוקרים יכולים לבנות ולהגדיל את המערכת כנדרש ליישומי מחקר פרטניים.

כאן, אנו מתארים בפירוט את תהליך הקמת המכונה והזלוף, מעבירים את הניסיון שלנו עם חזירים ואיברים אנושיים, ומספקים תוצאות ניסוייות מוקדמות להוכחת רעיון. מחקרים אלה מדגימים את הפוטנציאל לחקור פתופיזיולוגיה ותהליכים תאיים מורכבים באמצעות רקמה אנושית שלמה.

מבוא

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

למרות שבעבר נעשה שימוש בזלוף מכונה נורמותרמי לזמן קצר (<12 שעות) עבור כליות וכבד לפני השתלת 1,2,3,4,5, זלוף כבד נורמותרמי ממושך מחוץ לגוף הפך למציאות בשנת 2020 עם מכונת Liver4Life6. כוונת הטכנולוגיה הזו הייתה מכוונת להרחבת איברי תורם ברי קיימא, אך יישומי התרגום האפשריים היו ברורים בקלות לקהילת המחקר 7,8,9,10,11,12. עבור מדעני ספסל ומעבדות מחקר קונבנציונליות, הכלים הקליניים הללו הם כמעט בוודאות מחוץ להישג ידם בשל עלויות משמעותיות מראש וחוזרות על עצמן12,13. מכונות זלוף נורמותרמיות קליניות עולות למעלה מ-250,000 דולר, עם כלים חד פעמיים הנעים בין 9,500-60,000 דולר ארה"ב להפעלה 13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. יתר על כן, זכויות קנייניות וחוסר היכולת להתאים את הטכנולוגיה הקיימת הופכים את היישומים המדעיים למאתגרים.

הצורך הבולט במודלים פרה-קליניים משופרים 24,25,26 במחקר ביו-רפואי, יחד עם המגבלות שהוזכרו לעיל, נתנו השראה ליצירת מערכת זלוף בקוד פתוח הניתנת לשינוי (איור 1). תכנון ופיתוח מעגלים הונחו על ידי עקרונות ניצול עלויות, דרישות שטח מעבדה וניידות ליישומים תרגומיים. ניתן לבנות את המערכת תמורת 48,000-66,000 דולר, ועלות הזלוף נעה בין 1,000 ל-2,300 דולר, שהושגה באמצעות שילוב של רכיבים בודדים ממקור קל המופעלים על ידי קוד הניתן להורדה בחינם. המערכת עברה אופטימיזציה באמצעות תהליך איטרטיבי תוך שימוש בדם חזירי תורם ודם אנושי שפג תוקפו, כבד חזירי וחלקי כבד אנושי מחדר הניתוח (טבלה משלימה 1, טבלה משלימה 2 וטבלה משלימה 3). איברים שוכנים באגן סגור הממקם את הדגימה בצורה אופטימלית כדי למזער נמק בלחץ, לאפשר מסלול קנולציה אידיאלי, לנקז נגר ולהבטיח נורמותרמיה. המאגר מכיל כ-2-3 ליטר של פרפוזה לפני שהוא מופנה למעגלי זרימה. המודיאליזה, שהיא קריטית להומאוסטזיס אלקטרוליטים וריכוז המו בזלוף כבד 6,27,28,29, שולבה דרך מעגל צדדי עם משאבת רולר עצמאית. עירויים פרמקולוגיים תומכים בתפקודים פיזיולוגיים (למשל, תזונה פרנטרלית כוללת (TPN), מלחי מרה וכו'.30), מגבירים את טונוס כלי הדם (אפופרוסטנול, פנילפרין), מונעים קרישה (אנוקספרין) וזיהום (פיפרצילין-טזובקטם, אמפוטריצין). פרמטרי זלוף פיזיולוגיים מובטחים באמצעות חיישנים מקוונים בזמן אמת כדי לקבל ערכי גז, לחץ וזרימה בדם. המערכת מאפשרת הסתגלות מקסימלית למשתמש כך ששילוב רכיבי חומרה יכול להתרחש בכל נקודה במעגל. יתר על כן, כל אחד מהרכיבים הבודדים במעגל ניתן להחלפה או שינוי כדי לאפשר התאמה לשאלות מחקר ספציפיות ולצרכים ניסיוניים. לדוגמה, ניתן לשנות את מעגל הזרימה הכפולה לזלוף של איברים עם זרימה בודדת (כלומר, כליות או לבלב) פשוט על ידי הסרת מחבר ה-Y לפני ראשי המשאבה, וניתן להתקין קלאבים לעירוי/דגימה בכל נקודה בתוך המעגל. בנוסף, המערכת מנוהלת עם קוד Python המאפשר זלוף אוטומטי למחצה המבוסס על קבוצה מוגדרת של פרמטרי זלוף המוכתבים על ידי משתמש הקצה (איור משלים 1). לדוגמה, חיישנים רוכשים קריאות גזי דם עורקיים רציפים (ABG), לחץ וזרימה הפועלים כקלט ליישום פקודות פלט להתאמה אוטומטית של זרימת גז המחמצן, מהירות המשאבה וכו'. ממשק המשתמש הגרפי (GUI) מאפשר עקיפה ידנית של אוטומציה זו במידת הצורך. ההתאמה האישית של המעגל היא סימן ההיכר שלו, והיא מרחיבה את הישימות הכוללת של מערכת זו עבור מגוון רחב של חקירות ניסיוניות.

הגישה למערכת בשלמותה זמינה בחינם (https://github.com/CCR-SOP/OpenSourcePerfusionSystem.git) כדי לעודד שיתוף פעולה וחדשנות במאמץ לעצב עומקים חדשים של ידע בתחומים מרובים של מדע תרגומי.

figure-introduction-1
איור 1: מערכת זלוף בקוד פתוח. (A) סכמת מערכת זלוף בקוד פתוח להגדרת זרימה כפולה לזלוף כבד. (B) עיבוד תלת מימדי (תלת מימד) של המערכת במהלך זלוף איברים עם שילוב תוכנה כפי שמודגם על מסכים. (C) תמונה של מכונת זלוף במהלך ניסוי זלוף חזירים. התצורה החשופה באיור היא למטרות הדגמה בלבד. במהלך הזלוף, וילון החימום הסטרילי מכסה את האיבר כדי לשמור על מתחם סטרילי. חיישן P/F: חיישני לחץ וזרימה. HA: עורק הכבד. PV: וריד פורטל. HV: וריד כבד. ב.ד.: צינור מרה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

פרוטוקול

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

פרוטוקול זה נערך בהתאם לסטנדרטים האתיים של ועדת האתיקה של המחקר האנושי של המוסד שלנו ועומד בכל ההנחיות והתקנות החלות על מחקר הכולל נבדקים ורקמות אנושיות.

1. הגדרת מכונה

  1. הכנת שולחן
    1. יש לעקר את משטח השולחן והעגלה הניידת בתרסיס אלכוהול של 70% ולנגב היטב. הנח את העגלה הניידת בניצב לצד שמאל של השולחן. לפני חיבור כל הצינורות והחומרה לאורך הפרוטוקול, יש לרסס עם 70% אלכוהול או חיטוי, אם רלוונטי, לעיקור.
      הערה: לפני כל טיפול או התערבות באיברים, השתמש בכפפות סטריליות ובתרסיס אלכוהול כדי להקל על הסטריליות לפני ובמהלך הזילוף.
    2. כסו את תחנת העבודה בווילונות כחולים סטריליים ולאחר מכן רפידות תחתונות סופגות.
    3. חבר את מחזיק המאגר לרגל העגלה הקרובה ביותר לספסל כשהטבעת בולטת כלפי חוץ, כ-12 אינץ' מתחת לתחתית החלק העליון של תחנת העבודה.
    4. הנח את משפך התוף בהיבט הימני של תחנת העבודה עם זרבובית התלויה על הקצה הקדמי של השולחן. גזרו קצף זיכרון עגול כדי למלא את בסיס התוף, מה שמאפשר מרווח של 4 אינץ' לזרימה ליד הזרבובית. הנח את הסרעפת מתחת לקצף המחובר למכונת הנשמה.
    5. השג 2 שמיכות לחימום מים והנח אותן על גבי תוספת הקצף עם צינור מחבר המכוון לפינה השמאלית העליונה של השמיכה. חתכו מהדקים לבנים מהצינור והכניסו דוקרני לואר זכר בגודל 3/16 אינץ' לכל צינור. אבטח קו זרימה אחד וקו יציאה אחד מקווי מיכל חימום המים של Y'ed לכל שמיכה.
    6. השג וילון מחמם סטרילי וזהה את הריבוע הכחול המרכזי. מקפלים לשניים פעמיים וחותכים 2 מ"מ מפינת הקפל ליצירת חור יציאה. הנח וילון סטרילי על גבי התוף כך שהחור החתוך יהיה בקו אחד עם זרבובית הזרימה.
    7. השג את מחבר השקע המודפס בתלת מימד והנח את המגנט בחריץ. מניחים מתחת לווילון דרך פיית הזרימה ומיישר את החור החתוך לחור במחבר ובמגנט. הנח מגנט שני מיושר עם הזרימה כדי לאבטח את הווילון.
    8. הרם את הווילון העודף כדי לכסות את כל משפך התוף ואבטח בעזרת גומיות/קשרים אלסטיים. קפלו את הווילון העודף מעל ליצירת מחסום סטרילי. החזר את מעיל המים השני על גבי הווילון המקופל.
    9. חותכים חתיכה של ~30 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומחברים את ההיבט הפרוקסימלי לחלק היציאה מתחתית פיית משפך התוף ואת ההיבט הדיסטלי לדוקרני זרימת מאגר.
  2. הכנת משאבה ומחמצן
    1. הנח משאבות על עגלה ניידת הקרובה ביותר לקצה תחנת העבודה עם מעמד ושני clamps מיד מאחורי המשאבות כך שהמהדקים יהיו 6 אינץ' מעל המשאבות.
    2. השג 2 ראשי משאבה ואבטח במשאבות.
    3. השג 2 מחמצנים והניח בתוך clamps המחוברים למעמדים בתצורה אופקית. כוון מחמצנים עם דוקרנים כלפי חוץ ודוקרנים לרוחב מצביע ימינה.
      הערה: מחמצנים עם מחברי Luer דורשים תצורה חלופית כאשר התווית פונה כלפי חוץ והשיניים הפנימיות פונות כלפי מעלה.
  3. הכנת מערבל גז
    1. חותכים שני (2) 4 'חתיכות של צינור 1/8 אינץ' ומכניסים לואר זכר בגודל 1/8 אינץ' לקצות כל צינור. חבר צינור אחד לכל זרימת גז עורקי וורידי.
    2. חותכים שני (2) חתיכות 2 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומחברים לואר נקבה בגודל 1/4 אינץ' לקצה אחד. התקן כל אחד מחלקי הצינורות הללו על הדוקרנים הימניים העליונים של כל מחמצן.
    3. חבר את צינור זרימת הגז העורקי והוורידי בגודל 1/8 אינץ' למחבר Luer הימני העליון של המחמצנים שלהם.
  4. הכנת מעגל המודיאליזה
    1. הסר את כל הצינורות מערכת ההמודיאליזה למעט זה המוביל ישירות למסנן (קווים כחולים, אדומים, ירוקים וצהובים). אבטח את המסנן על הלוח המחורץ בחלק האחורי של תחנת העבודה, ~12 אינץ' מימין למשאבות, או בקו אחד עם המאגר.
    2. הנח משאבת רולר גדולה אחת מימין למסנן לזרימת דם. הנח 2 משאבות פריסטלטיות קטנות יותר מימין למשאבת רולר הדם.
      1. השג שני (2) 1/8צינורות פריסטלטיים והנח בתוך המשאבה הלבנה clamp. חבר שני (2) דוקרנים נקביים 1/8th Luer בכל קצה של כל צינור.
    3. תלו שקית דיאליזה בנפח 5 ליטר על ההיבט הרוחבי הימני של תחנת העבודה.
      1. חבר את שקית הדיאליזה לזרימת מסנן ההמודיאליזה על ידיחיבור צינור 1 /8 למחבר Luer של התיק. חבר את ה-1/8th Luer הזכר לקצה הצינור הזה והצמד אותו לצינור המשאבה הפריסטלטית הנכנסת.
    4. זרימה/יציאה של דיאליזה: השג 3 1/8צינורות כאשר כל קצה מצויד ב-1/8th Luer זכר.
      1. זרימה: חבר את הקצה הפרוקסימלי להיבט הדיסטלי של צינורות המשאבה ואת הקצה הדיסטלי לצינורות זרימה צהובים (עם 1/8 נקבה Luer) למסנן המודיאליזה.
      2. זרימה: חבר את הקצה הפרוקסימלי לצינורות הזרימה הירוקים (עם 1/8 נקבת לואר) ואת הקצה הדיסטלי לצינורות משאבה פריסטלטיים היוצאים. חבר את הצינור 1/8 להיבט הדיסטלי של המשאבה הפריסטלטית ונקז אותו לשקית האשפה באמצעות מחברי Luer.
  5. יצירת מעגלים פרוקסימליים
    1. הנח את המיכל בתוך מחזיק המאגר עם מספרים חיצוניים ומחבר צהוב הפונה כלפי חוץ.
    2. חותכים ~36 אינץ' של צינורות 5/16 אינץ' ומחברים את הקצה הפרוקסימלי לחריץ היציאה בתחתית המאגר. חבר את מחבר ה-Y בגודל 5/16 אינץ' לקצה הדיסטלי של צינור זה.
    3. חתוך שני (2) אורכים של 4 אינץ' של הצינור בגודל 5/16 אינץ' וחבר אותם לקצה מחבר ה-Y. חבר כל אחד מהקצוות של צינורות 4 אינץ' אלה על החוד האופקי של כל אחד מראשי המשאבה.
    4. חותכים שני (2) אורכים של 4 אינץ' של צינורות 1/4 אינץ' ומחברים 1 לכל אחד מהדוקרנים האנכיים של ראשי המשאבה. חבר את ההיבט הדיסטלי לחוד התחתון השמאלי של כל מחמצן.
    5. חותכים שני (2) אורכים של 2 אינץ' של צינורות 1/4 אינץ' ומחברים נקבה לואר לקצה אחד. הוסף כובע לואר זכר והצמד אותו לחוד התחתון הימני של כל מחמצן.
  6. יצירת מעגלים ורידיים
    1. חותכים צינור אחד (1) באורך 30 אינץ' של צינור 5/16 אינץ' ומחברים את הקצה הפרוקסימלי לדוקרני היציאה (הימנית) של המחמצן הוורידי. חותכים לשניים ומניחים מחבר Y בגודל 5/16 אינץ' מעל הקצה החתוך הדיסטלי. חבר מחדש את החצי השני לדוקרן העליון של מחבר ה-Y.
    2. מעגל דגימה בצד: חותכים חתיכה אחת (1) בגודל 2 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומותחים את הקצה הפרוקסימלי באמצעות דרייבר מחט. חבר את זה לדוקרן השני של מחבר Y בגודל 5/16 אינץ'.
      1. השג חיישן קובטה. חבר את הצד הדוקרני לצינור 2 אינץ' המחובר למחבר Y. חתוך 1-2 אינץ' של צינורות קובטה דיסטליים והתחבר ל-Luer הזכר 1/4 אינץ'. חבר לקצה הפרוקסימלי של חיישן השאנט לאחר כיולו, ובהיבט הדיסטלי, חבר את הזכר 1/8 אינץ' Luer לצינור 1/8 אינץ'.
      2. חבר את ההיבט האופקי של מחבר ה-T הנקבה לצינורות 1/8 אינץ' ולואר זכר. להיבט הניצב, חבר קלאב דגימה. חבר לואר זכר בגודל 1/8 אינץ' להיבט האופקי הנותר של מחבר ה-T.
      3. חותכים 12 אינץ' של צינור 1/8 אינץ', מחברים את הקצה הפרוקסימלי לקליב הדגימה, ומחברים לואר זכר 1/8 אינץ' לקצה הדיסטלי. חבר את זה למחבר T נקבה אחר. לצד אחד של מחבר ה-T הנקבה, חבר לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' והתחבר לתעלת זרימה באמצעות צינורות בגודל 2 אינץ' של 1/4 אינץ'.
    3. חזור לקצה הדיסטלי של הצינור בגודל 5/16 אינץ' וחבר מחבר Y נוסף בגודל 5/16 אינץ'. השג ~55 אינץ' של צינורות 1/4 אינץ' והצמד לקצה העליון של מחבר Y בגודל 5/16 אינץ'.
    4. יצירת מעגל דם המודיאליזה: חבר לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' לקצה הדיסטלי של הצינור בגודל 1/4 אינץ'. הנח את הצינור דרך משאבת הגלילה הגדולה. התחבר לזרימת הדם בחלק העליון של מסנן ההמודיאליזה (צינורות מרופדים בכחול).
      1. חותכים חתיכה אחת (1) בגודל 24 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומחברים לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' להיבט הפרוקסימלי. חבר את הצינור הזה למסנן ההמודיאליזה של יציאת הדם (צינורות מרופדים באדום). חבר את ההיבט הדיסטלי לדוקרני זרימה של המאגר.
    5. חזור כדי להשלים את מעגל הזרימה הוורידי המוביל לדגימה. חותכים חתיכה אחת (1) בגודל 36 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומתחו אותה כך שתתאים לדוקרנים של מחבר 5/16 אינץ' Y.
    6. אתר עירוי תרופות: השג 3 עצירות לארבעה כיוונים והתחבר באופן ליניארי. חבר את החלק הזה לזרוע הניצבת של מחבר T נקבה. לזרועות הקו של מחבר ה-T הנקבה, חבר שני לומרים זכריים בגודל 1/4 אינץ'. הכנס חלק 12 אינץ' מהצד השמאלי של הצינור.
    7. חבר את חיישני הזרימה החיצוניים לצינור 1/4 אינץ' לאחר אתר עירוי התרופה. השג תושבת 1 9 אינץ' ואבטח בגובה משפך התוף. בצע חתך 2 אינץ' דיסטלי לקצה חיישני הזרימה והכנס חיישני לחץ עם דוקרנים לצינורות 1/4 אינץ'. הנח את ההיבט הדיסטלי של הצינור במרכז משפך התוף. שמור לואר זכר אחד (1) 1/4 אינץ' לקנולציה ורידית לתוך הדגימה.
  7. יצירת מעגלים עורקיים
    1. חותכים חתיכה נוספת ~30 אינץ' של צינור 5/16 אינץ' ומחברים את הקצה הפרוקסימלי של דוקרני היציאה הימניים של המחמצן העורקי. חתוך את הצינור הזה בערך באמצע הדרך וחבר מחבר Y אחד בגודל 1 5/16 אינץ'.
    2. מעגל דגימה צדדי: צור מעגל דגימה צדדי כפול כמתואר בשלב 1.6.2 והצמד אותו להיבט הנחות של מחבר Y, תוך השמטת הקובטה. בסיום, חבר את ה-Luer היוצא בגודל 1/8 אינץ' למחבר T.
    3. חותכים חתיכה אחת (1) בגודל 36 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' ומתאימים אותה על הדוקרנים של מחבר 5/16 אינץ' Y.
    4. חזור על שלב 1.6.7. שמור לואר זכר אחד (1) 1/4 אינץ' לקנולציה עורקית לתוך הדגימה.
  8. יצירת זרימה ורידית
    1. חתוך ~30 אינץ' של צינור 1/4 אינץ' והצמד 1 זכר 1/4 אינץ' לואר לקצה הפרוקסימלי כדי להיצמד ליציאת הווריד הנבוב התחתון (IVC) של הדגימה. חבר את הקצה הדיסטלי לאחד מדוקרני הזרימה של המאגר.
    2. חתוך את הצינור הזה ~ 6 אינץ' מהמאגר והצמד 2 1/4 אינץ' לואר זכר לכל קצה. הכנס T נקבה עם קלאב המחובר להיבט הניצב לדגימה.
  9. הכנס פרפוזה למעגל כמתואר בשלב 4. לחמם מחדש ולחבר את הדגימה כמתואר בשלב 6.1.4. או שלב 6.2.4. ולהתחיל בזלוף.

2. כיול חיישן CDI

  1. ודא שבקבוקי הגז של הכיול מלאים ומותקנים לפי מדריך ההפעלה למשתמש ושהצג מוגדר למצב כיול. כיול לפי הוראות היצרן.
  2. נתק את מנגנון ראש החיישן-כבל מהצג לאחר השלמת הכיול ושלב אותו מיד במעגלי הצד הוורידי והעורקי המתאימים. חיבורי Luer נוצרים בשלבים 1.6.2 ו- 1.7.2.

3. ייזום קוד

  1. הורד, התקן ופתח את קוד Python שנמצא במאגר GitHub. ודא התקנה נכונה של תוכנות Python ו-PyCharm.
  2. צור ענף ייחודי לכל ריצת זלוף להקלטת נתונים מדויקת. לאחר ההפעלה, ממשק משתמש גרפי יוצג עם שני חלונות. כוונו חלון אחד לכל תצוגה לשליטה קלה בחומרה והצגת פרמטרים של זלוף.
  3. התאימו את פרמטרי הזלוף באופן ידני או הפכו את הזלוף לאוטומטי באמצעות הכפתורים המתאימים המוצגים בממשק המשתמש הגרפי (איור משלים 1).

4. יצירת פרפוזה ותחול מערכת

  1. הפעל את המעגל כשעתיים לפני זלוף האיברים כדי לאפשר תיקון של הפרעות מטבוליות/אלקטרוליטיות, התחממות לנורמותרמיה ומתן נוגדי קרישה, אנטיביוטיקה ותרופות אחרות.
  2. פרפוזה חזירית
    1. השג 2 ליטר של דם חזירי מלא מסוג OO והכניס אותו למאגר על ידי ניקוז דרך מזרק פתוח של 50-100 מ"ל. יש ליטול כ-1 מ"ל דם מלא ולמדוד את רמת החומציות הבסיסית, האלקטרוליטים וההמטוקריט במכונה נקודתית.
    2. יש לתת מינוסים של 8.4% נתרן ביקרבונט לפי הצורך כדי לנטרל חומציות הנובעת מחומרים משמרים בדם קר. התחל המודיאליזה כדי לנרמל היפרקלמיה וחומצה לקטית לפי הצורך וטיטרציה לריכוז ההמטוקריט הרצוי. התאם את זרימת הגז לטיטרציה לרמות pO2 ו-pCO2 פיזיולוגיות.
    3. מתן תרופות כמתואר להלן (סעיף 5).
    4. שמור על 1-2 ליטר דם מלא מסוג OO לבולוסים לסירוגין לפי הצורך כדי לשמור על המטוקריט ב-~30-40% לאורך ניסוי הזלוף.
  3. פרפוזה אנושית
    1. השג מוצרי דם מותאמים מבנק דם (כמעט פג תוקף או נתרם למטרות מחקר).
      הערה: נדרשות כ-4 יחידות כל אחת של תאי דם אדומים ארוזים (RBCs) ופלזמה לכל ניסוי זלוף.
    2. שטפו pRBCs כדי להסיר חומרים משמרים ולנרמל הפרעות אלקטרוליטים מכדור ה-RBC לפני ההתחלה. שטפו RBCs פעמיים.
      1. שטיפת RBC: הנח pRBC ו-0.9% NaCl ביחס של 1:1 לתוך צינור צנטריפוגה. צנטריפוגה בחום של 1300 × גרם למשך 15 דקות. הסר את הסופרנטנט בעזרת פיפטה ומתן מחדש 0.9% NaCl טרי ביחס של 1:1 לכדור ה-RBC. צנטריפוגה שוב כאמור לעיל והסר את הסופרנטנט השני לכדור RBC שנשטף סופית.
    3. הכניסו כדורי RBC שטופים למאגר באמצעות מזרק פתוח של 50-100 מ"ל. הכניסו 4 יחידות פלזמה למאגר והתחילו במחזור.
    4. התחל דיאליזה, שמיכות חימום וזרימת גז ברגע שהפרפוזה מסתובבת.
    5. דגימת פרפוזה ויישום התערבויות תרופתיות לפי הצורך כדי להבטיח רמות פרפוזה כמעט פיזיולוגיות ככל האפשר לפני זלוף איברים.
    6. שטפו והציגו כדורי pRBC שטופים נוספים ומצב נפח טיטראט באמצעות המודיאליזה לפי הצורך כדי לשמור על רמות המטוקריט של 30-40%.

5. התערבות תרופתית והכנת עירוי

  1. מתן אנטיביוטיקה ואנטי פטריות
    1. שלבו שני בקבוקונים של 2.5 גרם של פיפרצילין/טאזובקטם בכוס דגימה סטרילית עם 40 מ"ל של מי מלח סטריליים. הוסף 10 מ"ל למאגר כ"אנטיביוטיקה ראשונית".
      1. מדללים את התערובת הנותרת ב -60 מ"ל מי מלח סטריליים ומחלקים בין שני מזרקים של 50 מ"ל. חבר מזרק אחד למשאבת מזרק ותכנת אספקה רציפה של 41 מיקרוליטר לדקה לאתר עירוי התרופות בווריד הפורטל (שלב 1.6.6).
      2. את האנטיביוטיקה הנותרת שומרים במקרר של 4 מעלות צלזיוס.
    2. הרכיבו מחדש בקבוקון אחד של 50 מ"ג של אמפוטריצין עם 10 מ"ל מים סטריליים.
      1. צייר 1 מ"ל של אמפוטריצין מרוכז ושלב אותו עם 9 מ"ל של מי מלח סטריליים. יש לתת את תערובת ה-10 מ"ל למאגר כדי לשמש כ"פריים אנטי פטרייתי" בתחילת הזילוף.
      2. יש לתת 1 מ"ל של אמפוטריצין מרוכז כל 12 שעות למאגר.
  2. נוגדי קרישה
    1. שלב 1 מ"ל (100 מ"ג) של אנוקספרין עם 49 מ"ל של מי מלח סטריליים. יש לתת תערובת של 5 מ"ל לליטר פרפוזה בתחילת הזלוף לקבלת "פריים נוגד קרישה".
      1. שמור את תמיסת האנוקספרין שנותרה במקרר של 4 מעלות צלזיוס.
      2. יש לתת את תמיסת האנוקספרין (5 מ"ל/1 ליטר פרפוזה) כל 12 שעות למאגר.
  3. סטרואידים
    1. יש להרכיב מחדש 1 גרם מתילפרדניזולון עם 20 מ"ל מים סטריליים.
    2. יש להפעיל את המערכת בהתאם למפרטי המינון לפני תחילת הזילוף: כבדי חזיר מקבלים 10 מ"ל (500 מ"ג) של מתילפרדניזולון. כבד אנושי חלקי מקבל 2 מ"ל (100 מ"ג) של סולומדרול.
    3. יש לדלל את התערובת הנותרת ב-40 מ"ל מי מלח במזרק של 50 מ"ל ולהניח אותה במשאבת מזרק כדי לספק ברציפות 33 מיקרוליטר לדקה לאתר עירוי התרופות בווריד הפורטלי (שלב 1.6.6).
  4. תזונה פרנטרלית ומלחי מרה
    1. להרכיב מחדש 1.7 גרם של חומצה טאורוכולית עם 50 מ"ל של 10% חומצת אמינו + רכיב תזונה פרנטרלי מרוכז אלקטרוליטים של TPN (לא מעורבב עם דקסטרוז) בכוס דגימה סטרילית. משכו למזרק של 50 מ"ל והניחו במשאבת מזרק כדי לספק ברציפות 83 מיקרוליטר לדקה לאתר עירוי התרופות בווריד הפורטלי (שלב 1.6.6).
  5. שליטה בטונוס כלי הדם
    1. הרחבת כלי דם: יש להרכיב מחדש 0.5 מ"ג אפופרוסטנול עם 50 מ"ל מי מלח סטריליים בכוס סטרילית ולהניח במזרק של 50 מ"ל. הנח אותו במשאבת מזרק וחבר אותו לסוגר הפרוקסימלי לחיישן זרימת עורק הכבד.
      1. בולוס או עירוי רציף (10 מיקרוליטר לדקה) לפי הצורך כדי להשיג לחץ עורקי ממוצע רצוי ו/או לנטרל עווית כלי דם.
    2. התכווצות כלי דם: יש לדלל 5 מ"ל (50 מ"ג) פנילפרין ב-45 מ"ל מי מלח סטריליים בכוס סטרילית ולהניח במזרק של 50 מ"ל. יש לאחסן את התערובת במקרר בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס ובבולוס לפי הצורך כדי לשמור על לחץ עורקי ממוצע רצוי.
      הערה: זה נדרש לעתים רחוקות, וניתן להשמיט את הבנייה מחדש וליישם אותה רק לפי הצורך.
  6. כיול חיישן לחץ וזרימה
    1. כיול לחץ: כיול חיישני לחץ ללא זרימת פרפוזה. אפס מחדש חיישנים אם קריאת לחץ שאינה אפס מוצגת לפי הוראות היצרן כאשר קצה הצינור פתוח לאוויר בלחץ של 0 מ"מ כספית. הקפידו על מדידות לחץ נאותות על ידי חסימה עדינה של הקצוות הפרוקסימליים והדיסטליים של הצינור כדי לייצר לחצים מוגברים.
    2. כיול זרימה: כיול ברגע שהמעגל מסתובב במחזור פרפוזה לפני זלוף איברים כדי להבטיח מדידה מדויקת. מהדק צינורות דיסטליים לחיישני זרימה כדי לנתק את הזרימה. חיישני זרימה אפס מחדש אם קצב זרימה שאינו אפס מוצג לפי הוראות היצרן. שחרר צינורות כדי לאפשר זרימה ומדידת זרימה מדויקת.

6. רכש כבד

  1. רכש חזירים
    הערה: כבדי חזיר נרכשים מאטליז מקומי בהתאם לפרוטוקולי הטיפול ההומני של USDA בבעלי חיים. הדיסקציה מונחית על ידי צוות המחקר כדי לכלול וריד נבוב וצינור מרה תת-קרקעי וסופרהפטי.
    1. עקרו את הכבד ביוד מדולל במי מלח סטריליים והניחו אותו באגן סטרילי על קרח. זהה את וריד הפורטל, עורק הכבד, הווריד הנבוב העליון וצינור המרה המשותף, קנולט ואבטח עם קשרי משי 4-0.
      הערה: צינור המרה מכוסה לעתים קרובות באנגיו-קטטר מנופח בשל קוטרו הקטן וכדי למנוע חסימת מרה של מערכות מרה חזיריות שונות.
    2. שטפו את וריד הפורטל הקנולטי ואת עורק הכבד עם 3 ליטר של מי מלח סטריליים קרים (2 ליטר PV:1 L HA) ואחריו 1 ליטר של תמיסת שימור איברים קרים (750 מ"ל PV:250 מ"ל HA). טבלו את הכבד בתמיסת שימור האיברים הקרים בקרח להובלה.
    3. יש להפעיל את המערכת כמתואר לעיל (שלב 4.1) עד לעמידה בפרמטרים פיזיולוגיים.
    4. טבלו את הכבד המשונן במי מלח סטריליים מחוממים לחימום מהיר והסרה של כל תסחיפי אוויר. חבר את צינורות הזרימה המתאימים לווריד הפורטל ולצינוריות עורק הכבד. מהירות משאבת טיטראט לערכי זרימה ולחץ פיזיולוגיים.
    5. חבר את צינורית הווריד הנבוב לצינור היציאה כדי להקל על הזרימה למאגר כדי להשלים את המעגל.
    6. רוקנו את כיס המרה משאריות המרה לפני חיבור צינורות המזרק לצינורית צינור המרה ולבקבוקון חרוטי לאיסוף.
  2. רכש אנושי
    1. ראש המערכת כמתואר לעיל (שלב 4.1).
    2. השג דגימות אנושיות לאחר כריתות אונקולוגיות סטנדרטיות של טיפול. מדוד את קצבי הזרימה in vivo על ידי אולטרסאונד תוך ניתוחי לכיול במערכת ex vivo . זהה את וריד הפורטל הסגמנטלי, עורק הכבד וצינור המרה במהלך דיסקציה כירורגית. חצו את השלישייה לפי טכניקה כירורגית סטנדרטית ומסרו את הדגימה של השדה הניתוחי לשולחן האחורי הסטרילי.
    3. זהה וקנולט את וריד השער הסגמנטלי, עורק הכבד, וריד הכבד וצינור המרה, מאובטח עם קשרי משי 4-0 או תפר פרולן.
      הערה: השמט קנולציה של זרימה יוצאת אם למקטע אין וריד יציאה דומיננטי כדי למנוע הפטופתיה גודשת. יציאת האגן מתפקדת לאחר מכן כצינור היציאה של וריד הכבד/IVC.
    4. חזור למעבדת ex vivo ושקול את הדגימה. טבלו את הדגימה במי מלח סטריליים מחוממים וחברו צינורות זרימה/יציאה בהתאמה. חבר את צינורית צינור המרה לצינור המזרק לניקוז לבקבוקון החרוטי.
    5. התחל בזרימת משאבת הזלוף והטיטראט לפרמטרים רצויים של זרימה וזלוף לחץ.

7. טיטרציה של פרמטר זלוף

  1. דגימת פרפוזה ממעגלי צד קדם-כבדיים (HA ו-PV) ופוסט-כבד (IVC או יציאת אגן) בנקודות זמן רבות לטיטרציה של פרמטרי זלוף על סמך ערכי גז דם, אלקטרוליט והמטוקריט והמוגלובין בנקודת הטיפול.
  2. כייל את חיישני CDI לאורך הזלוף באמצעות ניתוחי הדגימות הידניים.
  3. התאם את זרימת ההמודיאליזה והיציאה בהתאם כדי לשמור על מצב הנפח וריכוז ההמטוקריט של 30-40% ולתקן כל הפרעות מטבוליות ואלקטרוליטים.
  4. מינון ידני של 5% דקסטרוז, מים חופשיים, 8.4% נתרן ביקרבונט ו-0.9% NaCl לפי הצורך לתיקון חריגות אלקטרוליטים.

8. גרסאות מעגל זלוף

  1. הסתגלות תחבורתית
    1. חבר את המשאבות למקור חשמל נייד למשך הריצה כדי להקל על זלוף רציף בדרך למכונת ההדמיה. חבר את מקור החשמל הנייד לשקע ה-AC כדי לטעון את הסוללה החיצונית במהלך הזילוף.
    2. נתק את מקור החשמל הנייד משקע ה-AC בקיר לאחר סיום ניסוי הזילוף.
    3. נתק את זרימת הגז למחמצנים. מהדק את מעגל הצד של המודיאליזה ונתק את זרימת הדם כדי לסנן. הפסק את משאבות הדיאליזה.
    4. הסר חיישני זרימה מצינורות הזרימה. נתק עירויי תרופות וכבה את פקקי העצירה. נתק חיישני לחץ מתקע הכניסה/פלט.
    5. העבר בזהירות את משפך התוף והצינורות לעגלה הניידת, שכעת היא יחידה עצמאית וניתן להעביר אותה לחבילת ההדמיה.

תוצאות

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

ריצות חזיר ייצוגיות
כבדי חזיר שלמים התקבלו מאטליז מקומי ליעילות עלות-תועלת וחדרו לשלבי אופטימיזציה ובדיקה שונים של פיתוח מכונה (טבלה משלימה 1). 24 השעות הראשונות מתוך שלוש ריצות כבד מייצגות מוערכות כאן (איור 2). הלחץ העורקי הממוצע בכבד היה 80 מ"מ כספית ± 11 מ"מ כספית, והלחץ הוורידי הפורטלי הממוצע היה 7.1 מ"מ כספית ± 3.3 מ"מ כספית עם זרימות של 107 מ"ל לדקה ± 102 מ"ל לדקה ו-501 מ"ל לדקה ± 329 מ"ל לדקה, בהתאמה. סטיות התקן הגדולות ללחץ וזרימה מתואמות עם ההבדל הגדול בגודל הכבד, כאשר חזירים נעים בין 50 ק"ג ל-350 ק"ג. מעגלי הזרימה הכפולים מאפשרים הפרשי חמצן פיזיולוגיים עם רוויה עורקית ממוצעת (SO2) של 95 ± 7.4% בהשוואה לממוצע ורידי פורטליSO 2 של 85 ± 13% (p < 0.001). זרימת ה-SO2 מוורידי הכבד הייתה 74 ±-18%, מה שמעיד על צריכת חמצן (p <-0.01), ומדידות ה-pH ההיקפיות היו בטווחים פיזיולוגיים של 7.2 ±-0.09. פרמטרים פיזיולוגיים נוספים כגון סך ההמוגלובין (9 ± 2.5 גרם/ד"ל), רמות המטוקריט (28.3 ±-6.4%), רמת גלוקוז (477 ±-15 מ"ג/ד"ל) ושינויים בלקטט (3.0 ±-2.5 מילימול) ואשלגן (-0.77 ±-2.3 מילימול) נוטרו לאורך הזלוף על ידי דגימה במרווחי זמן קבועים. עבור זלוף חזיר, ייצור המרה היה מעיד על כדאיות האיברים. כיס המרה נוקז ידנית ברגע שהאיבר הפך לנורמותרמי, וצינור המרה המשותף חובר לצינור קטן לאיסוף. סך ייצור המרה במהלך הזלוף היה 41 ±-6.9 מ"ל בסך הכל, עם קצב של 6.9 ±-4.0 מ"ל לשעה.

figure-results-1
איור 2: מדדי פרפוזה במהלך זלוף כבד חזירי (n = 3). (A) קצב זרימת הדם הממוצע (מ"ל/דקה) של עורק הכבד ווריד השער לאורך זמן. (B) לחצי זרימת דם ממוצעים (מ"מ כספית) של עורק הכבד ווריד הפורטל לאורך זמן. (C) השוואה של אחוז הרוויה של RBC O2 בין עורק הכבד, וריד השער והווריד הנבוב התחתון המדגים הפרש חמצן בין זרימות כפולות וצריכת חמצן בזרימה היוצאת. נקבעו הבדלים מובהקים סטטיסטית בין וריד הפורטל לרוויה העורקית (p < 0.0001), הרוויה של וריד הפורטל ו-IVC (p < 0.01) והרוויה העורקית וה-IVC (p < 0.0001). (D) הערכת pH בדם בין עורק הכבד, וריד השער והווריד הנבוב התחתון. (E) רמות המטוקריט (%) והמוגלובין (גרם/ד"ל) (למעלה) לאורך הזלוף, בנוסף לשינוי ב-PV אשלגן (mmol) (למטה) כסמן להמוליזה. (F) רמות גלוקוז במאגר המשקפות גלוקוז במעגל ממוצע (מ"ג/ד"ל) לאורך הזלוף. (G) שינוי ברמת הלקטט (מ"ג/ד"ל) לאורך הזלוף בהשוואה לערכי לקטט בזמן 0 בזרימת עורק הכבד, יציאת IVC ופרפוזה מערכתית. (H) ייצור מרה (מ"ל) לאורך זמן לאורך הזלוף. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

ריצות אנושיות ייצוגיות
שלושה מקטעי כבד אנושיים נושאי גידול הוחדרו, עם משך זלוף שנע בין 48-72 שעות, בהתאם לדרישות הניסוי (איור 3). כדי להשוות נתונים בין ריצות יישום מייצגות, הערכנו את 48 השעות הראשונות של ערכים ביוכימיים. זלוף משוער בפרמטרים in vivo עם זרימה ורידית פורטלית רציפה בלחץ נמוך ונפח גבוה וזרימה עורקית פועמת בלחץ גבוה ובנפח נמוך, המוצגים בזמן אמת כדי לאפשר טיטרציה קלה. אם הכבד לא הגיע לערכים ביוכימיים פיזיולוגיים תוך שעתיים מהזלוף, הניסוי הופסק. עבור זלוף כבד מוצלח, לחץ עורקי הכבד הממוצע היה 84 מ"מ כספית ± 11 מ"מ כספית, והלחץ הוורידי הפורטלי הממוצע היה 9 מ"מ כספית ± 4 מ"מ כספית עם זרימות של 113 מ"ל לדקה ± 66 מ"ל לדקה ו-317 מ"ל לדקה ± 302 מ"ל לדקה, בהתאמה. מעגלי הזרימה הכפולים מאפשרים הפרשי חמצן פיזיולוגיים עם רוויה עורקית ממוצעת (SO2) של 98% ± 3% בהשוואה לממוצע ורידי פורטליSO 2 של 92% ± 7% (p < 0.0001). ה-SO2 של הזרימה היוצאת מוורידי הכבד היה 86% ±-9%, מה שמעיד על צריכת חמצן (p < 0.0001), ומדידות ה-pH ברחבי המערכת היו בטווחים פיזיולוגיים של 7.3 ±-0.09. פרמטרים פיזיולוגיים נוספים כגון המוגלובין כולל (10.2 גרם/ד"ל ±-1.6 גרם/ד"ל), רמות המטוקריט (30.2% ±-5.5%), רמת גלוקוז (170 מ"ג/ד"ל ±-68 מ"ג/ד"ל) ושינויים בלקטט (3.6 ממול/ליטר ±-2.2 ממול/ד"ל) נוטרו לאורך הזלוף על ידי דגימה במרווחי זמן קבועים. בריצה מייצגת הופקו בממוצע 1.4 מ"ל לשעה של מרה. לפני ובעת סיום ניסויי הזלוף, הושגו ביופסיות לניתוח רקמות. קטעי רקמה מייצגים פרנכימה בכבד, גידול נוירואנדוקריני גרורתי ואדנוקרצינומה גרורתית של המעי הגס לאחר זלוף.

figure-results-2
איור 3: מדדי פרפוזט ורקמות במהלך זלוף מקטעי כבד אנושי (n = 3). (A) קצב זרימת פרפוזה ממוצע (מ"ל/דקה) עבור עורק הכבד ווריד הפורטל. (B) לחץ זרימת פרפוזה ממוצע (מ"מ כספית) עבור עורק הכבד ווריד הפורטל לאורך זמן. (C) ריווי חמצן של תאי דם אדומים (%) עבור עורק הכבד הנכנס, וריד שער הזרימה ווריד הכבד היוצא. נקבעו הבדלים מובהקים סטטיסטית בין וריד הפורטל לרוויה העורקית (p < 0.0001), וריד הפורטל ורוויית IVC (p < 0.0001), והרוויה העורקית ו- IVC (עמ < 0.0001). (D) pH פרפוזה עבור עורק הכבד הנכנס, וריד שער הזרימה ווריד הכבד היוצא. (E) מדדי תאי דם אדומים לאורך הזלוף, כולל רמות ממוצעות של המטוקריט (%) והמוגלובין (גרם/ד"ל) (למעלה) עם שינוי בפרפוזה אשלגן (mmol) מנקודת ההתחלה לאורך זמן (למטה). (F) ריכוז גלוקוז ממוצע (מ"ג/ד"ל) עבור עורק הכבד הנכנס, וריד השער הנכנס ווריד הכבד היוצא לאורך זמן. (G) שינוי בריכוז הפרפוזה לקטט (מ"ג/ד"ל) מקו הבסיס לאורך זמן עבור עורק הכבד הנכנס, וריד הכבד היוצא והפרפוזה המערכתית. (H) ייצור מרה (מ"ל) לאורך זמן. (I) מקטעי כבד אנושיים (Couinaud II-IV) במהלך (משמאל) ואחרי זלוף (מימין) המדגימים חוסר נמק בלחץ לאחר אופטימיזציה של המערכת. אזור צריבה שטחי קיים בחלק העליון של התמונה השמאלית עקב המוסטזיס תוך ניתוחי. (J) קטע רקמה לאחר זלוף המדגים פרנכימה בכבד (כתם המטוקסילין ואאוזין, פי 10, משובץ 40x; סרגל קנה מידה 50 מיקרומטר). (K) חתך רקמה לאחר זלוף המדגים גידול נוירואנדוקריני גרורתי (כתם המטוקסילין ואאוזין, 10x, שיבוץ 40x; סרגל קנה מידה 250 מיקרומטר). (L) חתך רקמה לאחר זלוף המדגים אדנוקרצינומה גרורתית של המעי הגס (כתם המטוקסילין ואאוזין, 10x, שיבוץ 40x; סרגל קנה מידה 50 מיקרומטר). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

יישום מייצג: הדמיית CT של דגימה מוחדרת
היכולת לשלב מקורות נתונים קליניים כגון טומוגרפיה ממוחשבת (CT) או הדמיית תהודה מגנטית (MR) עם פתולוגיה עומדת לקדם אבחון ורפואה מותאמים אישית. עם זאת, דוחות פתולוגיים הם ממצאים מסכמים, וההטרוגניות הטבועה בגידולים מוצקים עולה בהרבה על היכולות האנושיות לתיחום. פתרון פוטנציאלי הוא ביצוע הדמיה ex vivo ואחריה הכנה מיידית של קטעי רקמה בקנה מידה מאקרו כדי לאפשר אינטגרציה רדיומית של נתונים תאיים המשמרים מרחבית (למשל, טרנסקריפטומיקה מרחבית, אימונופלואורסצנציה מרובת מאוד). כדי להתאים להדמיה קונבנציונלית במערכת, נבנה מערך נייד, כולל מעבר משאבות למקור סוללה חיצוני כדי לספק כוח ללא הפרעה במהלך הובלה והדמיה (איור 4A). עם הכבד על שולחן ה-CT, ניתנה ניגודיות יוד, והתקבלו תמונות, המדגימות מאפיינים רדיוגרפיים עקביים עם אלה שנרכשו in vivo (איור 4B).

יישום מייצג: זלוף כליות ולבלב
מולדת בעיצובה, המערכת ניתנת להתאמה לזלוף של איברים נוספים (איור 4C-F), מה שמייתר את הצורך בזרימה כפולה ובכך מקטין את העלויות לכל שימוש. כדי להדגים, הסרנו את המעגל הוורידי הפורטלי עבור זרימה עורקית בודדת (איור משלים 2) והחדרנו כליה אנושית (איור 4C) ולבלב חלקי אנושי (איור 4E). קטעי רקמה מייצגים לאחר זלוף מדגימים גלומרולי (איור 4D) ואיי לנגרהנס (איור 4F).

figure-results-3
איור 4: יישום מייצג של מכונות זלוף: הדמיית CT ומודולריות איברים. (A) התאמה ניידת של המערכת עבור הובלה. (B) תמונות CT מייצגות של הכבד עם גידול לאחר מתן ניגודיות יוד in vivo (למעלה) ו-ex vivo לאחר זלוף (למטה). (C) זלוף כליות אנושי במכונה שהוגדרה מחדש לזרימה בודדת. (D) חתך רקמה לאחר זלוף מדגים גלומרולי כליה ותעלות איסוף (כתם המטוקסילין ואאוזין, 8x; סרגל קנה מידה 250 מיקרומטר). (E) זלוף לבלב דיסטלי אנושי במכונה שהוגדרה מחדש לזרימה בודדת. (F) חתך רקמה לאחר זלוף מדגים איי לבלב (כתם המטוקסילין ואאוזין, 8x; סרגל קנה מידה 250 מיקרומטר). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור משלים 1: הגדרות קוד Python כדי להקל על זלוף אוטומטי למחצה. סכמטי המתאר פרמטרי קלט ופלט המשמשים את הקוד המאפשר אוטומציה למחצה בתוספת התאמות ידניות נפוצות (טבלה). אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 2: סכימת זרימה בודדת המשמשת לזלוף כליות ולבלב. חיישן P/F: חיישני לחץ וזרימה. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

איור משלים 3: אופטימיזציה של תאי דם אדומים. (A) ניסוי זלוף בדם בלבד הראה פחות המוליזה באופן משמעותי בתנאי סל"ד נמוך בהשוואה לתנאי סל"ד גבוה (p < 0.01) תוך שימוש בהמוגלובין נטול פלזמה כתחליף לליזה של תאים. (B) השוואה איכותית של המוליזה בפלזמה לאורך זמן מדגימה חזותית פחות המוליזה במצבי סל"ד נמוך בהשוואה למצבי סל"ד גבוהים. (ג-ו) הערכת המוליזה במערכות עם רמות שונות של התנגדות ואינטגרציה של אגן עם פונדקאיות פלזמה: (C) נקבע הבדל משמעותי ברמות הלקטט בין הגדרת המעגל המקביל לבין הגדרת המעגל הסגור והאגן (p < 0.0001 ו- p < 0.0001, בהתאמה). (D) נקבע הבדל מובהק ברמות האשלגן בין הגדרת המעגל המקביל לבין הסדרה הסגורה והסדרה עם הגדרת האגן (p < 0.0001 ו-p < 0.0001, בהתאמה). (E) נקבע הבדל משמעותי ברמות ההמטוקריט בין הגדרת המעגל המקביל לבין הסדרה הסגורה והסדרה עם הגדרת האגן (p < 0.0001 ו-p < 0.0001, בהתאמה). (F) נקבע הבדל מובהק ברמות ההמוגלובין בין הגדרת המעגל המקביל לסדרה סגורה לסדרה עם הגדרת אגן (p < 0.0001 ו-p < 0.0001, בהתאמה). אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

טבלה משלימה 1: זלוף אופטימיזציה של איברי חזיר. שלושים וחמישה ניסויי זלוף חזירים בוצעו בשלבי האופטימיזציה, כולל 25 כבדים חלקיים, 2 כליות ו-8 כבדים שלמים. כלולים משך הזלוף והסיבה לסיום. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

טבלה משלימה 2: אימות כבד אנושי וזלוף יישומים. ארבעה עשר זלוף חלקי בכבד אנושי, כולל כריתות כבד רשמיות שמאל וימין המשתרעות על ניסויי זלוף חד-מקטעים. כלולים פתולוגיה, מטרת ניסוי, משך הזלוף והרציונל לסיום. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

טבלה משלימה 3: אופטימיזציה של פרפוזה בלבד. עשרים ושתיים ריצות אופטימיזציה של פרפוזה בלבד, כולל סוג המין, מטרת הניסוי, משך הניסוי והסיבה לסיום. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

דיון

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

מכונות זלוף נורמות'רמיות ששימשו בדרך כלל לפני השתלת איברים מוצקים אפשרו צעדים משמעותיים בזלוף ex vivo. בעוד שהשימוש בהם עם איברים חלקיים אפשרי מבחינה טכנית במקרים מסוימים 7,8,9, הם נותרים בלתי נגישים למדען המחקר בשל עלויות גבוהות וזמינות מוגבלת. בעבודה זו, ביקשנו לספק אלטרנטיבה דומה בקוד פתוח לקהילת המחקר הרחבה יותר באמצעות שימוש ברכיבים ממקור קל וקוד נגיש בחינם להפעלת המערכת עבור מגוון רחב של נקודות קצה מחקר.

מספר שלבים בתוך הפרוטוקול חיוניים להשגת זלוף איברים יציב. אחד השלבים הקריטיים ביותר הוא פריקת לחץ יעילה למניעת קריסה פרנכימלית והתרחבות סינוסואידית. זה הושג על ידי יישום קצף זיכרון הנתמך על ידי דיאפרגמה מתנודדת כדי לפזר באופן שווה את משקל האיבר ולשמור על לחץ פורטל קרוב לאטמוספירה לניקוז נאות. השימוש הראשוני בסורג מתכת לתמיכה בכבד הביא להתמוטטות פרנכימלית ולגודש סינוסואידי, כפי שנצפה בניתוח היסטולוגי והדמיית אולטרסאונד במהלך הזלוף. זה נפתר חלקית על ידי מעבר לערסל סיליקון מחורר. בעוד שנמק לחץ גס נפתר, עדיין היו עדויות בולטות לקריסה פרנכימלית, כפי שמעידים לחצים גבוהים של ורידים פורטליים ודגימות צפופות משמעותית לאחר 48 שעות של זלוף. ניסו גם לטבול את הכבד במי מלח או בדם והצליחו להקל על גודש ויתר לחץ דם פורטלי; עם זאת, הדבר לא היה אפשרי בשל הכמות הגדולה של הפרפוזה הנדרשת, הקושי לשמור על סטריליות והיעדר ניקוז יעיל למאגר. בהשוואה לטכניקת הציפה, ראינו את אותו לחץ פורטלי קרוב לאטמוספירה כאשר הכבד הונח על כרית קצף זיכרון עם דיאפרגמה מתנודדת כדי לפזר משקל באופן שווה יותר (איור 1B ואיור 3I). עיצוב זה מביא למקטעים רכים יותר ובעלי חדירה טובה יותר תוך שהוא מאפשר ניקוז קל ויעיל של זרימת הדם מהדגימה.

צעד קריטי שני הוא מזעור התנגדות המעגל המקנה לחץ גזירה על כדוריות הדם האדומות כדי למנוע המוליזה. זה הושג על ידי הכנסת מעגלי צד עם רכיבים מגבילים כדי להקל על הזרימה הפיזיולוגית מבלי לחשוף את הפרפוזה ללחץ מיותר. המוליזה היא תהליך בלתי נמנע ומתמשך במהלך זלוף מכונה. באיטרציות מוקדמות של המערכת, המוליזה נרחבת הייתה תורמת משמעותית לסיום מוקדם. מתח הגזירה שהמערכת מעניקה לתאי הדם האדומים נובע בעיקר מהמשאבות עקב קיפאון ומחזור דם בנוסף לקטרים צרים של צינורות וממברנות. המשאבות המופעלות כיום גורמות למידה מסוימת של המוליזה, המתגברת עם הזמן. יעילות המשאבה היא גורם חשוב בהמוליזה, שכן זרימות גבוהות יותר עשויות להועיל עקב שיעורים נמוכים יותר של מיחזור דם וזרימה משנית, המופחתת על ידי נפח גבוה יותר של פרפוזה ו/או מהירויות משאבה נמוכות יותר. מכיוון שלעתים קרובות קשה להשיג כמויות גדולות של pRBCs, מיקדנו מאמצים בתכנון מחדש של המערכת כדי לספק קצבי זרימה פיזיולוגיים במהירויות משאבה נמוכות יותר, מה שמעניק התנגדות נמוכה יותר במעגל הכולל31. כדי להפחית עוד יותר את ההתנגדות הפנימית של המעגל, שילבנו מעגלי צד במקביל, מה שהביא לרמות נמוכות יותר של לקטט ואשלגן ורמות המטוקריט והמוגלובין גבוהות יותר לאורך זמן (איור משלים 3). לבסוף, ההמופילטר הנוכחי משולב במעגל הצד של וריד הפורטל עם דם המונע על ידי משאבה פריסטלטית המעניקה כמות משמעותית של המוליזה עקב התנגדות בולטת ומתח גזירה המוענקים הן על ידי המסנן והן על ידי המשאבה שלו. אחד ממאמצי האופטימיזציה הנוכחיים שלנו מתמקד בהסרת מעגל צד זה על ידי חקירת היישום הפוטנציאלי של צינורות המודיאליזה למאגר. הסרת המסננים בדרגה קלינית תאפשר הסרה לאחר מכן של המשאבה הפריסטלטית, תמזער עוד יותר את המוליזה ותפחית את העלות הכוללת של המערכת.

למרות התועלת ויכולת ההסתגלות של המערכת המתוארת כאן, יש להכיר במגבלות. יש לציין כי משך הזלוף הבר-קיימא ניתן לשחזור 3-4 ימים. המוליזה נותרה גורם מרכזי המגביל את אורך החיים של הזלוף, כפי שנדון לעיל. עם זאת, מצאנו כי הגדלה משמעותית של נפח הפרפוזה הכולל יכולה להאריך באופן משמעותי את משך הזלוף אם נדרשים זמני זלוף ארוכים יותר, אך זה מגדיל את ניצול המשאבים מעבר למה שאנו מתארים כאן. משך הזלוף האופטימלי יהיה תלוי בסופו של דבר בשאלת הניסוי הספציפית שנשאלת מהמערכת. לדוגמה, מחקרים החוקרים קינטיקה של אספקת תרופות או עיכוב מסלול עשויים להתבצע ביעילות במשך 2-12 שעות, בעוד ששאלות הנוגעות לגיוס תאים למיקרו-סביבת הגידול עשויות לדרוש 48 שעותו-32 שעות. הרחבת הכדאיות מעבר לחלון הנוכחי עשויה להיות חשובה עבור יישומים כגון שיפוץ מטריצה חוץ-תאית (כלומר, פיברוזיס), אך אנו מאמינים שרוב היישומים הקשורים לסרטן לא ידרשו את הוצאת המשאבים הנוספים. ההתמקדות העיקרית הייתה ביישומים תרגומיים מוכווני אונקולוגיה, שמטרתם לשמור על גידולים אנושיים בסביבה מבוקרת ex vivo שבה ניתן לספק טיפול באמצעות פרנכימה שלמה וכלי דם של הגידול, תנאים המשכפלים יותר את המורכבות של תרחישי in vivo25. בתרחיש זה, המערכת מטפלת בסוגיות ארוכות שנים במודלים האונקולוגיים הפרה-קליניים הנוכחיים הקשורים לאספקת תרופות, הטרוגניות של גידול ומטבוליזם של תרופות, מה שעשוי להסביר את הכישלון התכוף בתרגום הצלחה פרה-קלינית ליעילות קלינית33,34.

בהשוואה למכונות מסחריות קיימות, המערכת מציעה יתרונות עלות משמעותיים, מדרגיות מודולרית וגמישות ניסיונית. מכשירים מסחריים הם לרוב קנייניים, יקרים ומותאמים לזלוף איברים מלא במסגרות השתלה. המערכת ניתנת להרחבה באופן שמכונות מסחריות אינן ניתנות להרחבה, כך שאנו יכולים לדמיין את תחולתה באופן רחב. המערכת המוצגת כאן אינה תוצר סופי אלא תוכנית שניתן לשנות, להתאים ולייעד מחדש כך שתתאים למגוון רחב של תחומי עניין מחקריים ושאלות ניסיוניות, ולמלא חלל עבור מדענים מדיסציפלינות רבות.

כיוונים עתידיים לפלטפורמה זו כוללים צמצום למקטעי כבד תת-סגמנטליים ונפח פרפוזה כדי לאפשר שימוש במוצרי דם אוטולוגיים לתמיכה ביישומים אימונו-אונקולוגיים. אנו פועלים גם לשילוב פלטפורמות מולטי-אומיקס והדמיה בזמן אמת כדי לספק ניטור דינמי של התגובה לטיפול, ולסלול את הדרך למחקרים פרמקולוגיים מפורטים. אנו מקווים שהמערכת תעודד שיתוף פעולה וחדשנות במאמץ לעצב עומקים חדשים של ידע בתחומים מרובים של מדע התרגום.

גילויים

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

המחברים לא מדווחים על ניגודי אינטרסים במחקר זה ובממצאיו. המחקר המדווח בפרסום זה נתמך על ידי תוכנית המחקר הפנימי של המכונים הלאומיים לבריאות. מקור המימון להדמיית הדגימה והרדיומיקה הראשונית הנתמכת על ידי פרס המחקר לקלינאי צוות מזהה הצעה 231145 לאליוט לוי.

תודות

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

המחברים מבקשים להודות ולהביע את הערכתם בתמיכה בפרויקט זה לקבוצות הבאות: המחלקה לרפואת עירוי של ה-NIH, המחלקה לרפואה פרי-ניתוחית של ה-NIH, המחלקה לפתולוגיה של ה-NIH, הבשרים של וגנר.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
1/4 אינץ' מזהה x 3/8 אינץ' OD x 1/16 אינץ' קיר Versilon  C-219-A צינורות PVC גמישיםתאגיד הפלסטיק האמריקאי57682
מזרקים 10 סמ"ק עם קצה BD Luer-Lockב.ד.302995
מזרקים 1 סמ"ק עם קצה BD Luer-Lockב.ד.309628
25 Fr צינורית פורטלXVIVO11.01.520
מחזיק חיישן זרימה מודפס בתלת מימדלא ישיםלא ישיםראה GitHub עבור קובצי SDL
מחזיק מגנט מודפס בתלת מימדלא ישיםלא ישיםראה GitHub עבור קובצי SDL
48 אינץ'. H x 24 אינץ' W לוח מחורץ לבןהום דיפו109099
4-Way Stopcock, צהוב, 2 מנעולי לואר נקבה, לואר זכר עם מנעול ספיןמכשירי דיוק עולמיים14057-10
מזרקים 50 סמ"ק עם קצה BD Luer-Lockב.ד.309653
ACF00023 טיגון S3  מאת סנט גוביין | 5/16 אינץ' תעודת זהות x 1/2 אינץ' OD x 3/32 אינץ' קיר | E-3603 ללא DEHP | צינורות מעבדה ללא פתלטים | אורך חבילה של 50 אינץ'מחסן צינורותACF00023
אמפוטריציןבית מרקחת וטרינרילא ישיםhttps://mms.mckesson.com/product/505635/Xgen-Pharmaceuticals-39822105505
אביזר דוקרני, מחבר Y, מזהה צינור "3/8, PP, 5/PKVWRMFLX06368-24סוג החומר אינו קריטי
כיול CDI 540טרומו540 מעלות
תושבת ראש כבל CDIטרומוCDI519CL
צג CDIטרומו500AVHCTCL
CDI מוט ClampטרומוCDI517CL
מחבר צינורות Clave IV ללא מחט 100/Caהנרי שיין דנטל1097422
קלינימיקס עם אלקטרוליטיםבקסטר2B7721השתמש רק בצד חומצת האמינו, אין לערבב עם צד דקסטרוז
CO2 USP דרגה 50 פאונדהחמצן של רוברטR25
צגי מחשב עבור GUI לא ישיםלא ישיםכל סוג של מסך להצגת GUI
מכשיר לרכישת נתוניםמחשוב מדידהיציאת USB-202צריך 2 או 3, תלוי איך מכונות מחוברות
ספק כוח שולחני למשאבהלויטרון100-40015צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
משפך תוף Eagle 1662 עם מסך פליז, קוטר 18 אינץ' x 7 אינץ' גובה, צהובתעשייתי גלובליWB440139
אפופרוסטנולבית מרקחת וטרינרילא ישיםhttps://mms.mckesson.com/product/1239813/Sun-Pharmaceuticals-62756005940
נקבה Luer ¼ " דוקרנים בחדר נקי ניילון טבעי מיוצר; 10 יח'VWRMFLX40314-26סוג החומר אינו קריטי
הולם, פוליפרופילן, ישר, מתאמי פתיון נקבה ל-Hosebarb, מזהה 1/8 אינץ'; 25/פקיסטןVWRMFLX30800-08סוג החומר אינו קריטי
התאמה, פוליפרופילן, ישר, זכר Luer Lock למתאם Hosebarb, מזהה 1/8 אינץ'; 25/פקיסטןVWRMFLX30800-18סוג החומר אינו קריטי
התאמה, PVDF, ישר, מפחית דוקרני צינור, 5/16 אינץ' ID x ¼ " תעודת זהות; 10/פקיסטןVWRMFLX40614-62סוג החומר אינו קריטי
תושבות זרימה לא ישיםלא ישיםראה GitHub עבור קובצי SDL
מהדק חיישן זרימהקיינסFD-XC20R1
בקר חיישן זרימהקיינסFD-XA1
ראש חיישן זרימהקיינסFD-XS20
ספק כוח חיישן זרימהקיינסMS2-H50
בלנדר גז MCQGB100+2צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
בקבוק גז A, CDI 500טרומוCDI506
בקבוק גז B, CDI 500טרומוCDI507
ערכת גלוקגון, גלוקגון 1 מ"ג, מים סטריליים 1 מ"ל, בקבוקוןפרזניוס0593-03
H/S CUVETTE 1/4x1/4 W/6 אינץ' EXT 1CA=10EA 70-2006-4298-4טרומו6934
מאגר Hardshell עם 150 ומיקרו; מסנן Mתאגיד Haemonetics00205-00
כרית קרה, מולטי-ט-פד, גודל כרית TP12E 13 אינץ' x 18 אינץ' עבור משאבת Gaymar TP700מולטי-טי-פד8002-062-012https://www.amazon.com/Heat-Cold-Mul-T-Pad-Gaymar-TP700/dp/B00HFF7876. של  שימו לב, סטרייקר מספקת גם מעילי מים מחוממים דומים ל"מול-ת-פד C2Dx 8002-062-012"
אינסוליןבית מרקחת וטרינריhttps://mms.mckesson.com/product/294668/Novo-Nordisk-Pharmaceutical-00169183311
משאבת אקוליין דגם Ismatec VC-280 IIאיסמטקISM1078B-115
מאוורר ילדים LTV 1200קרפיוז'ןhttps://coastbiomed.com/product/carefusion-ltv-1200-ventilator/?srsltid=AfmBOopSCKwTLmKhZXcI
CgGQHfiKwj__78jNWxVaznJCS
aq3RjXw2E-H.
מכונת הנשמה לילדים מדגם זה הוסבה מעודפי בית החולים ולא נרכשה. כל משאבה מסחרית לסירוגין או מכונת אוורור היא תחליף מתאים.
כבל משאבה ראשילויטרון190-10331צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
MaPerSol פתרון לשימור איברים, שקית 1 ליטרפתרונות שימורPS005
מאסטרפלקס  אביזרי מתאם, Luer to Luer, Tee, Avantor VWRMFLX45508-56סוג החומר אינו קריטי
מאסטרפלקס  נקבה לואר 3/16 אינץ' תעודת זהות דוקרנית בחדר נקי PVDF טבעי מיוצרVWRMFLX40314-22סוג החומר אינו קריטי
משאבה דיגיטלית Masterflex Ismatec Reglo עם MasterflexLive, 4 ערוצים, 8 רולר; 115/230 וולט ACמאסטרפלקסMFLX78018-22https://www.avantorsciences.com/us/en/product/NA5139147/masterflex-ismatec-reglo-digital-multichannel-pumps-avantor
Masterflex זכר Luer 1/4 אינץ' מזהה דוקרני בחדר נקי PVDF טבעי מיוצר, 10/PKVWRMFLX40318-27סוג החומר אינו קריטי
Masterflex זכר Luer 3/16 אינץ' ID Barb בחדר נקי PVDF טבעי מיוצרVWRMFLX40318-22סוג החומר אינו קריטי
מגשים סטנדרטיים של אגן השליה של MedlineמדלייןDYNJSPLACENTA
MEDTRONIC DLP 2 אינץ' עם קצה משופע 3 מ"מתפריםMDT30007
קצף זיכרון מזרן במחיר הטוב ביותרhttps://www.amazon.com/Best-Price-Mattress-Twin-Topper/dp/B07999TQWB/ref=sr_1_2_sspa?crid=17LQXX80WX5FK&dib=eyJ2Ijo<> iMSJ9.oRyEE5KwmKy1pb-VvY9MOJg
_MF3wr0PmXqKcOrSEbeJWS2X
5BkFs_WSfuE1OU8GS0u_T1qM
IJbsoy3omRv1wfBCy2sw2fOUIX
JMqAO6BSb7t_D3j745MoXjedLbo
BYypyi6_Qgoc32N8bpVcmoT_k9b
LECWdi_KpEmxQx2PEok1fjlK3ywO
yBXwqPnXefMt5JeW5H1R7RO3fD
g4tidmRoEJ-YxfU3d_iprpFpm7A3zi
7CG_BMUAaGpBcRitwqb9Q4TB5bM
1i-GcMhSFKbzaGNd76CoVVVkZRjib
c9Ix-CvY.t7xCkzB81vNhO9gYLxoNen
WHEwC6JJpw9T4G6iIa5N4& dib_tag
=se& keywords=memory%2Bfoam& qid
=1748632609& קידומת = זיכרון%2Bfoam
%2Caps%2C133& sr=8-2-spons& sp_csd
=d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGY& ה=1
מגנט ניאודימיום עם חור ישר ללא הברגהמקמאסטר קאר336ק834
חנקן, 125 CU FTGrade 4.5 טוהר גבוההחמצן של רוברט₪32
חמצן, 255 CU FTGrade 4.5 טוהר גבוההחמצן של רוברטR5
PDMSXA-2500: PermSelect  2500 סנטימטר רבוע מודול ממברנה - התאמת דוקרנים ללא MCCPermselectPDMSXA-2500יכול לקבל התאמה לואר או דוקרן, אבל החיבור ישתנה
הזרקת פנילפרין הידרוכלוריד, בקבוקון USP 10 מ"ג/מ"ל 1 מ"לבריאות לפני הכל1000520
וילון חימום פוליאוריטן למערכות חימום נוזלים ORS, סטרילי, 44 אינץ' x 66 אינץ'מדלייןORS-300H
דם חזיר חזירלמפייר7204911
צג חיישן לחץפנדוטקPMAT2HR
סט PRISMAFLEX M60בקסטר הלת'קר קורפ106696
PrismaSol BGK0/2.5 תמיסה חלופית לטיפול רציף בהחלפת כליה, ללא PVCבקסטר110240S
לוחית בסיס הרכבה למשאבהלויטרון190-10313צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
מתאם USB למשאבהלויטרון100-30391צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
מערכת דרייבר PuraLevלויטרון100-91025צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
כבל מתאם IP של PuraLev לויטרון190-10475צריך 2, אחד ל-HA אחד ל-PV
חיישן SHUNT SYS500 - CA = 20EA 98-0702-1541-7טרומוCDI510Hיכול לקנות שפג תוקפו מתפרים - לעבוד אותו הדבר, לפעמים יש קצת סחף pH
חיישן לחץ לשימוש חד פעמי, לא סטרילי, דוקרני צינור פוליסולפון 1/4 אינץ'פנדוטקPREPS-N-025
חיישני לחץ לשימוש חד פעמיפנדוטקPREPS-N-025ניתן לעשות שימוש חוזר עם עיקור, אך בדוק את החיישן לפני כל שימוש
נתרן ביקרבונט 8.4% תמיסה בדרגת מעבדהסמטת המעבדה144-55-8
נתרן טאורוכולט הידראטמיליפור סיגמא86339-25G
סולומדרולבית מרקחת וטרינרילא ישיםhttps://mms.mckesson.com/product/1212228/Dr-Reddys-Laboratories-43598013074
כרית חימום Stryker אמזוןB01M74Y8DI
SU Pumphead, PP, Barb 3/8 אינץ', גמא >25kGy, DCP-30.2-G25, PuraLev לויטרון100-91071יכול לעשות שימוש חוזר לאחר עיקור 
משאבת מזרק (משאבה 11 עלית)מנגנון הרווארד70-4504צריך אחד לכל תרופה מוזרקת
צינורות מזרקשב"כME2020
דוד מים וסירקולטורגרנט סיינטיפיקTC120
זוסיןבית מרקחת וטרינרילא ישיםhttps://mms.mckesson.com/product/1009456/Auromedics-Pharmaceuticals-55150011930

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Akateh, C., Beal, E. W., Whitson, B. A., Black, S. M. Normothermic ex-vivo liver perfusion and the clinical implications for liver transplantation. J Clin Transl Hepatol. 6 (3), 276-282 (2018).
  2. Eymard, C., Markmann, J. Normothermic ex vivo liver perfusion: Platform for liver graft assessment and therapeutic modification. Organogenesis. 14 (4), 169-171 (2018).
  3. Weissenbacher, A., Vrakas, G., Nasralla, D., Ceresa, C. D. L. The future of organ perfusion and re-conditioning. Transpl Int. 32 (6), 586-597 (2019).
  4. Rijkse, E., Jn, I. J., Minnee, R. C. Machine perfusion in abdominal organ transplantation: Current use in the netherlands. World J Transplant. 10 (1), 15-28 (2020).
  5. Hameed, A. M., Pleass, H. C., Wong, G., Hawthorne, W. J. Maximizing kidneys for transplantation using machine perfusion: From the past to the future: A comprehensive systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 95 (40), e5083(2016).
  6. Eshmuminov, D., et al. An integrated perfusion machine preserves injured human livers for 1 week. Nat Biotechnol. 38 (2), 189-198 (2020).
  7. Mueller, M., et al. Long-term normothermic machine preservation of partial livers: First experience with 21 human hemi-livers. Ann Surg. 274 (5), 836-842 (2021).
  8. Lau, N. S., et al. Prolonged ex vivo normothermic perfusion of a split liver: An innovative approach to increase the number of available grafts. Transplant Direct. 7 (10), e763(2021).
  9. Hoffman, J., et al. innovative models to study ischemia/reperfusion-related redox damage in organ transplantation. Antioxidants. 12 (1), 31(2023).
  10. Kanani, T., et al. Development of a novel ex vivo porcine hepatic segmental perfusion proof-of-concept model towards more ethical translational research. Cureus. 15 (2), e35143(2023).
  11. Kanani, T., et al. A narrative review of the applications of ex-vivo human liver perfusion. Cureus. 15 (2), e34804(2023).
  12. Magbagbeola, M., et al. An adaptable research platform for ex vivo normothermic machine perfusion of the liver. Int J Comput Assist Radiol Surg. 18, 1101-1108 (2023).
  13. Riveros, S., et al. Implementation and design of customized ex vivo machine perfusion. Analysis of its first results. Artif Organs. 46 (2), 210-218 (2021).
  14. Raigani, S., et al. Viability testing of discarded livers with normothermic machine perfusion: Alleviating the organ shortage outweighs the cost. Clin Transplant. 34 (11), e1469(2020).
  15. Martins, P. N., et al. analysis, and pitfalls of clinical trials using ex situ liver machine perfusion: The international liver transplantation society consensus guidelines. Transplantation. 105 (4), 796-815 (2021).
  16. Yeh, H., Uygun, K. Increasing donor liver utilization through machine perfusion. Hepatology. 70 (1), 431-433 (2019).
  17. Wehrle, C., et al. Impact of back-to-base normothermic machine perfusion on complications and costs: A multi-center, real-world risk-matched analysis. Ann Surg. 280 (2), 300-310 (2024).
  18. Handley, T. J., Arnow, K. D., Melcher, M. L. Despite increasing costs, perfusion machines expand the donor pool of livers and could save lives. J Surg Res. 283, 42-51 (2023).
  19. Pettit, S. J., Petrie, M. C. Transplantation of hearts donated after circulatory-determined death a song of fire and ice. Circ Heart Fail. 12 (4), e005991(2019).
  20. Zimmerman, J., Carter, A. W. Cost-utility analysis of normothermic and hypothermic ex-situ machine perfusion in liver transplantation. Br J Surg. 109, e31-e32 (2022).
  21. Javanbakht, M., Mashayekhi, A., Trevor, M., Branagan-Harris, M., Atkinson, J. Cost-utility analysis of normothermic liver perfusion with the organox metra compared to static cold storage in the United Kingdom. J Med Econ. 23 (11), 1284-1292 (2020).
  22. Webb, A. N., Izquierdo, D. L., Eurich, D. T., Shapiro, A. M. J., Bigam, D. L. The actual operative costs of liver transplantation and normothermic machine perfusion in a Canadian setting. Pharmacoecon Open. 5, 311-318 (2021).
  23. Webb, A. N., Lester, E. L. W., Shapiro, A. M. J., Eurich, D. T., Bigam, D. L. Cost-utility analysis of normothermic machine perfusion compared to static cold storage in liver transplantation in the canadian setting. Am J Transplant. 22 (2), 541-551 (2022).
  24. Marshall, L. J., Bailey, J., Cassotta, M., Herrmann, K., Pistollato, F. Poor translatability of biomedical research using animals - a narrative review. Altern Lab Anim. 51 (2), 102-135 (2023).
  25. Loewa, A., Feng, J. J., Hedtrich, S. Human disease models in drug development. Nat Rev Bioeng. , (2023).
  26. S.5002 - FDA Modernization Act 2.0. , Food and Drug Administration. At https://www.congress.gov/bill/117th-congress/senate-bill/5002 (2022).
  27. Eshmuminov, D., Clavien, P. A. Long-term dynamic ex vivo organ preservation. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 20 (5), 267-268 (2023).
  28. Lascaris, B., Hoffmann, R. F., Nijsten, M. W. N., Porte, R. J., De Meijer, V. E. Continuous renal replacement therapy during long-term normothermic machine perfusion of human donor livers for up to 7 D. Transplant Direct. 10 (2), e1568(2024).
  29. Huang, J., et al. Incorporating a hemodialysis filter into a commercial normothermic perfusion system to facilitate long-term preservation of human split-livers. Artif Organs. 48 (9), 1008-1017 (2024).
  30. Clarke, G., et al. A reproducible extended ex-vivo normothermic machine liver perfusion protocol utilising improved nutrition and targeted vascular flows. Commun Med (Lond). 4 (1), 214(2024).
  31. Gross-Hardt, S., et al. Low-flow assessment of current ECMO/ECCO2R rotary blood pumps and the potential effect on hemocompatibility. Crit Care. 23 (1), 348(2019).
  32. Nakasone, E. S., Askautrud, H. A., Egeblad, M. Live imaging of drug responses in the tumor microenvironment in mouse models of breast cancer. J Vis Exp. (73), e50088(2013).
  33. Gutmann, D. H., et al. Precision pre-clinical modeling to advance cancer treatment. J Natl Cancer Inst. 117 (4), 586-594 (2025).
  34. Wong, C. H., Siah, K. W., Lo, A. W. Estimation of clinical trial success rates and related parameters. Biostatistics. 20 (2), 273-286 (2019).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

CT

מאמרים קשורים