מערכת זילוף נורמתרמית בקוד פתוח המיועדת למדעני מחקר

מיקרו-סביבה של גידול אנושי היא קומפלקס חי ומתפתח המגיב להפרעות בתרופות בדרכים שקשה לחזות ברמה התאית. מטרתנו הייתה לקיים את המיקרו-סביבה של הגידול האנושי ex vivo בתנאים כמעט פיזיולוגיים לצורך חקירות מפורטות. המכונה המוצגת כאן ומתייחסת למחסור במערכות שפע נורמותרמיות במחיר סביר ליישומי מחקר, המאפשרות מחקרים איטרטיביים למספר רב של נקודות קצה ניסיוניות רצויות.

המעבדה שלנו תמשיך לעבוד כדי להקטין עוד יותר את המכונה לשפע אוטולוגי לחלוטין, מה שיאפשר למערכת לחקירות אימונו-אונקולוגיות וטיפול תאי. כדי להתחיל, הנח את משפך התוף בצד ימין של תחנת העבודה כשהפיה משתרעת מעבר לקצה הקדמי של השולחן. הנח קצף זיכרון עגול כך שיתאים לבסיס התוף כשהסרעפת ממוקמת מתחת לקצף.

השאירו מרווח של ארבעה סנטימטרים ליד הפיה ליציאה. לאחר מכן הנח שתי שמיכות חימום מים על גבי תוספת הקצף כשצינור המחבר פונה לפינה השמאלית העליונה והכנס דוקרני לואר זכר בגודל 3/16 אינץ' לכל צינור. קח וילון מקופל, סטרילי וחם יותר.

חותכים שני מילימטרים מפינת הקפל ליצירת חור יציאה ומניחים אותו על התוף. לאחר מכן, השג את מחבר השקע המודפס בתלת מימד והכנס את המגנט לחריץ שלו. הנח מכלול זה מתחת לווילון דרך פיית הזרימה ויישר את החור החתוך עם החור במחבר ובמגנט.

הרם את הווילון העודף כדי לכסות את משפך התוף ואבטח אותו באמצעות גומיות או קשרים אלסטיים. קפלו את הווילון העודף מעל החלק העליון כדי ליצור מחסום סטרילי. כעת הניחו את מעיל המים השני על גבי הווילון המקופל במלואו.

לאחר מכן קח חתיכת צינור בגודל 30 אינץ' בגודל 1/4 אינץ' וחבר את הקצה הפרוקסימלי לשקע בבסיס פיית משפך התוף ונוח ליד מחזיק המאגר, שיחובר מאוחר יותר. כעת, הנח את המשאבות על עגלה ניידת הממוקמת ליד הצד השמאלי של תחנת העבודה. מקם את המעמד בשני מהדקים ישירות מאחורי המשאבות, כך שהמהדקים יהיו מוגבהים שישה סנטימטרים מעל המשאבות.

יתר על כן, השג שני ראשי משאבה ואבטח כל אחד מהם לאחת המשאבות. הנח שני מחמצנים לתוך clamps על המעמד בכיוון אופקי. לאחר מכן חבר את צינור זרימת הגז העורקי והוורידי בגודל 1/8 אינץ' למחבר התחתון הימני העליון של המחמצן שלהם.

כעת, הסר את כל הצינורות מערכת ההמודיאליזה, למעט הקווים המובילים ישירות לתוך המסנן. הנח משאבת רולר אחת גדולה מימין למסנן ההמודיאליזה לזרימת הדם. לאחר מכן הנח שתי משאבות פריסטלטיות קטנות יותר מימין למשאבת רולר הדם לזרימה ויציאה של דיאליזה.

השג שני צינורות פריסטלטיים בגודל 1/8 אינץ' והכנס אותם למשאבה הלבנה clamp. חבר דוקרני לואר נקבה בגודל 1/8 אינץ' לשני הקצוות של כל צינור. כדי לחבר את שקית הדיאליזה לזרימת המסנן, חבר צינור בגודל 1/8 אינץ' למחבר Luer בתיק.

חבר לואר זכר בגודל 1/8 אינץ' לקצה הצינור וחבר אותו לצינור המשאבה הפריסטלטית הנכנסת. חבר מעגלי זרימה ויציאה ליציאות מסנן המודיאליזה המתאימות. הנח את המאגר בתוך מחזיק המאגר כשסימוני המדידה החיצוניים והמחבר הצהוב פונה כלפי חוץ.

לאחר מכן, חותכים חתיכה בגודל 36 אינץ' של צינור בגודל 5/16 אינץ'. חבר מחבר Y לקצה הדיסטלי של צינור זה וחבר את הקצה הפרוקסימלי לשקע היציאה בתחתית המאגר. חותכים שני חלקים בגודל 4 אינץ' של צינורות בגודל 5/16 אינץ' ומחברים כל אחד לקצה מחבר ה-Y.

חבר את הקצוות האחרים של צינורות אלה לשיניים האופקיות של ראשי המשאבה. לאחר מכן חתוך שתי חתיכות של 4 אינץ' של צינורות בגודל 1/4 אינץ' וחבר אחת לכל דוקרנים אנכיים בראשי המשאבה. חבר את הקצה השני לחוד התחתון השמאלי של כל מחמצן.

עכשיו קח קטע של 30 אינץ' של צינורות בגודל 5/16 אינץ'. חותכים את הצינור לשניים ומניחים מחבר Y בגודל 5/16 אינץ' מעל הקצה החתוך הדיסטלי. חבר את הקצה הפרוקסימלי לדוקרני היציאה של המחמצן הוורידי.

חבר מחדש את החצי השני לדוקרן העליון של מחבר ה-Y. עבור מעגל הדגימה הצדדי, חותכים חתיכה בגודל 2 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ'. ובעזרת נהג מחט, מותחים את הקצה הפרוקסימלי.

חבר את צינור המתיחה הזה לדוקרנים שנותרו של מחבר ה-Y בגודל 5/16 אינץ'. לאחר חיבור חיישן השאנט של הקובטה, חבר את החלק האופקי של מחבר T נקבה לצינור בגודל 1/8 אינץ' המצויד בלואר זכר. חבר דגימה לאספקט הניצב של מחבר ה-T.

לבסוף, חבר לואר זכר בגודל 1/8 אינץ' לצד האופקי השני של מחבר ה-T. לאחר מכן חותכים צינור באורך 12 אינץ' של צינור בגודל 1/8 אינץ' ומחברים את הקצה הפרוקסימלי לקליב הדגימה. חבר לואר זכר בגודל 1/8 אינץ' לקצה הדיסטלי וחבר אותו למחבר T נקבה שני.

לצד אחד של מחבר T זה, חבר לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' והשתמש בחתיכת צינור בגודל 1/4 אינץ' כדי לחבר אותו לדוקרני זרימת מאגר. בקצה הדיסטלי של הצינור בגודל 5/16 אינץ', חבר מחבר Y נוסף בגודל 5/16 אינץ'. השג כ-55 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ' וחבר אותו לדוקרנים העליונים של מחבר Y.

עבור מעגל הדם של המודיאליזה, חבר לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' לקצה הדיסטלי של הצינור בגודל 1/4 אינץ'. השחילו את הצינור הזה דרך משאבת הגלילה הגדולה וחברו אותו ליציאת זרימת הדם בחלק העליון של מסנן ההמודיאליזה המזוהה על ידי צינורות מרופדים אדומים. לאחר מכן, קח חתיכה בגודל 24 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ' והצמד לואר זכר לקצה הפרוקסימלי.

חבר את הצינור הזה ליציאת יציאת הדם הכחולה של מסנן ההמודיאליזה. לאחר מכן חבר את הקצה הדיסטלי לדוקרני הזרימה של המאגר. קח חתיכה בגודל 36 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ' ומתח אותה כך שתתאים היטב על הדוקר של מחבר ה-Y בגודל 5/16 אינץ'.

לאחר מכן, השג שלושה פקקי עצירה לארבעה כיוונים וחבר אותם ברצף ליניארי. חבר מכלול זה ליציאה הניצבת של מחבר T נקבה. הכנס רכיב זה 12 אינץ' מהצד השמאלי של הצינור בגודל 1/4 אינץ'.

לאחר מכן חבר חיישני זרימה חיצוניים לצינור בגודל 1/4 אינץ' מיד במורד הזרם של אתר עירוי התרופות. בצע חתך במרחק של שני סנטימטרים מחיישני הזרימה והכנס חיישני לחץ עם קצוות דוקרניים לתוך הצינור בגודל 1/4 אינץ'. הנח את החלק הדיסטלי של הצינור במרכז משפך התוף.

לאחר מכן, חתוך צינור באורך 30 אינץ' של צינור בגודל 5/16 אינץ' וחבר את הקצה הפרוקסימלי שלו לדוקרני היציאה הימניים של המחמצן העורקי. חתוך את הצינור הזה בנקודת האמצע והכנס מחבר Y בגודל 5/16 אינץ'. לאחר מכן חתוך קטע של 36 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ' וחבר אותו לדוקרנים של מחבר ה-Y בגודל 5/16 אינץ'.

חבר מחדש את חיישן הזרימה החיצוני. בצע חתך של שני סנטימטרים במורד הזרם וחבר חיישני לחץ לקצה הצינור הממוקם במרכז משפך התוף לזרימת עורקים. לאחר מכן חתוך חתיכה של 30 אינץ' של צינור בגודל 1/4 אינץ' והצמד לואר זכר בגודל 1/4 אינץ' לקצה הפרוקסימלי לחיבור בסופו של דבר ליציאת הווריד הנבוב התחתון של הדגימה.

חתוך את הצינור הזה 6 אינץ' מהמאגר והצמד 1/4 אינץ' זכר Luer לשני הקצוות. הכנס מחבר T נקבה עם דגימה על היציאה הניצבת. הכנס פרפוזה למעגל לפי השיטה שתוארה קודם לכן.

מחממים מחדש ומחברים את הדגימה ומתחילים בזילוף. ב-24 השעות הראשונות של זלוף כבד חזיר, זרימת עורק הכבד וורידי הפורטל הייתה בממוצע 107 ו-501 מיליליטר לדקה, בהתאמה, עם לחצי זרימה יציבים של 80 ו-7.1 מילימטרים של כספית. ריווי החמצן העורקי, הפורטלי והוורידי בכבד חזירי עמד בממוצע על 95%, 85% ו-74%, כאשר ה-pH נותר קרוב ל-7.2.

רמות הגלוקוז ירדו בהתמדה. ההמטוקריט וההמוגלובין נותרו יציבים והאשלגן ירד מעט. כבדי חזיר ייצרו 41 מיליליטר מרה והראו עלייה מתונה של לקטט בזלוף אנושי.

זרימות עורקים וורידים היו בממוצע 113 ו-317 מיליליטר לדקה וריווי החמצן הגיע ל-98%92% ו-86% בוורידים העורקיים, הפורטליים והכבדיים. כבד אנושי שמר על pH פיזיולוגי, המטוקריט והמוגלובין יציבים, והראה ירידה בגלוקוז ועלייה בלקטט עם ייצור מרה ממוצע של 1.4 מיליליטר לשעה. היסטולוגיה אישרה פרנכימה בכבד ומורפולוגיה של הגידול לאחר זלוף.

מערך נייד איפשר הדמיית CT של כבדים מחוררים, והניב איכות רדיוגרפית הדומה לסריקות in vivo. המערכת תמכה גם בזלוף כליות ולבלב עם גלומרולרי משומר ואיי לנגרהנס.