Un nuovo modello Ex Vivo per la valutazione delle prestazioni del materiale di iniezione sottomucosa endoscopica
19 ottobre 2018
Abbiamo sviluppato un nuovo modello ex vivo riferisce l'esemplare gastrico porcina tensionamento costante. Questo sviluppo ha permesso di valutare le prestazioni (l'altezza e la durata dell'elevazione submucosal) dei vari SIMs con precisione. La metodologia di installazione dettagliate di questo nuovo modello è spiegata.
Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in campo biomedico sulla questione medica di interesse. Il vantaggio principale di questa tecnica è che le prestazioni di varie questioni di iniezione submucosa possono essere evalauate in modo più accurato rispetto ai metodi convenzionali. Inizia tagliando sei per sei centimetri quadrati dalla terza parte superiore di uno stomaco suino e immagazzinando immediatamente gli esemplari a meno 30 gradi Celsius.
Per impostare il dispositivo di trazione, collegare una clip in acciaio inossidabile a un filo chiave e a un gancio a forma di S e collegare il filo chiave e il gancio a un peso. Collegare il gancio all'altra estremità del filo e fissare le pulegge a entrambe le estremità della base. Quindi posizionare una piastra di gomma di sei per sei centimetri, al centro della base e posizionare un campione gastrico scongelato sulla piastra di gomma.
Successivamente, pizzicare le estremità del campione con la clip del dispositivo di trazione, appendere il peso attraverso entrambe le pulegge per applicare una tensione costante al campione e utilizzare un misuratore digitale per misurare l'altezza di elevazione submucosa pre-iniezione. Quindi fissare lo scriber all'altezza della superficie della mucosa e spingere preimpostato, per eseguire una regolazione del punto zero del misuratore di altezza. Per eseguire una procedura di elevazione submucosa, utilizzare una siringa da 2,5 millilitri dotata di un ago calibro 23, per iniettare due millilitri di ialuronato di sodio allo 0,4%, orizzontalmente nella sottomucosa dai margini del campione.
Quindi utilizzare il misuratore digitale per misurare immediatamente l'altezza di elevazione submucosa e nei punti di tempo indicati dopo l'iniezione. Registrazione dell'altezza visualizzata sull'indicatore di altezza, quando si fissa lo scriber nella parte superiore dell'elevazione submucosa. In questi esperimenti rappresentativi, l'altezza di elevazione submucosale è stata misurata dopo la normale iniezione salina, o acido ialuronato, usando i modelli di analisi convenzionali e nuovi ex vivo.
Sebbene l'altezza di elevazione submucosa sia diminuita nel tempo dopo l'iniezione di entrambe le soluzioni, in entrambi i modelli, le altezze di elevazione submucosa risultanti, dopo l'iniezione di acido ialuronato, erano costantemente superiori a quelle misurate dopo la normale iniezione salina, indipendentemente dal tempo di post-iniezione. In particolare, l'applicazione di una tensione costante ha comportato una minore variabilità complessiva all'interno delle misurazioni, rispetto al modello di misurazione convenzionale senza tensione. Infatti le altezze di elevazione submucosa ottenute ad una tensione di 3,0 Newton, erano significativamente inferiori alle altezze di elevazione submucosa ottenute a 1,5 newton.
Mentre, non sono state osservate differenze significative nelle altezze di elevazione submucosa usando il modello convenzionale, rispetto a entrambi i modelli a tensione costante. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica apre la strada ai ricercatori nel campo delle questioni biomediche, per esprimere l'uso di materiali di iniezione submucosa ad alte prestazioni per la terapia endoscopica.
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Panoramica
Questo studio presenta un nuovo modello ex vivo per la valutazione delle prestazioni dei materiali per iniezione sottomucosa (SIMs) mediante l'uso di campioni gastrici suini. Il modello consente l'applicazione di una tensione costante, permettendo una valutazione accurata dell'altezza e della durata dell'elevazione sottomucosa.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Ingegneria biomedica
- Gastroenterologia
- Modelli ex vivo
Sfondo
- I metodi tradizionali per la valutazione dei SIM potrebbero mancare di accuratezza.
- L'applicazione di una tensione costante può migliorare i risultati sperimentali.
- Specimen gastrici suini forniscono un modello biologico pertinente.
- Comprendere le prestazioni dei SIM è fondamentale per le applicazioni mediche.
Scopo dello studio
- Sviluppare un modello es vivo affidabile per la valutazione della SIM.
- Migliorare l'accuratezza delle valutazioni delle prestazioni di diverse SIM.
- Fornire una metodologia dettagliata per la ricerca futura.
Metodi Utilizzati
- Preparazione di campioni gastrici suini mediante taglio e congelamento.
- Configurazione di un dispositivo di trazione utilizzando clip in acciaio inossidabile e pesi.
- Applicazione di una tensione costante ai campioni gastrici.
- Misurazione dell'altezza e della durata dell'elevazione della sottomucosa.
Risultati principali
- Il nuovo modello consente una valutazione precisa delle prestazioni di SIM.
- L'applicazione costante della tensione porta a risultati riproducibili.
- L'altezza e la durata dell'elevazione sottomucosa possono essere misurate con precisione.
- Questo metodo presenta vantaggi rispetto alle tecniche di valutazione convenzionali.
Conclusioni
- Il modello sviluppato ex vivo rappresenta un notevole progresso nella valutazione dei SIM.
- Fornisce un quadro di riferimento per futuri studi nella ricerca biomedica.
- Una valutazione accurata dei SIM può migliorare gli esiti clinici.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Una valutazione accurata dei materiali per iniezione sottomucosa (SIM) è fondamentale per il progresso delle terapie endoscopiche nei tumori gastrointestinali in fase precoce. Il nuovo modello ex vivo consente una misurazione precisa e riproducibile dell’altezza del sollevamento sottomucoso sotto tensione costante, riducendo la variabilità e migliorando l'affidabilità predittiva nella valutazione delle prestazioni dei SIM. Questo approccio supporta la validazione degli obiettivi e l'identificazione dei candidati principali, individuando fattori critici di prestazione che guidano lo sviluppo e la priorizzazione dei SIM.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi di ipotesi terapeutiche quantificando le prestazioni del SIM in condizioni biomeccaniche controllate.
- Valore operativo: Supporta la riduzione del rischio biologico mediante misurazioni riproducibili dell'elevazione sottomucosa che chiariscono la validazione del bersaglio funzionale.
- Valore predittivo: Identifica i fattori critici che determinano le prestazioni del SIM, consentendo la selezione basata sui dati del portafoglio e l'individuazione dei candidati principali.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Prepara sistemi biologici validati per analisi successive standardizzando la valutazione del SIM in condizioni uniformi di tensione.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità del saggio e l'affidabilità dei risultati quantitativi mediante l'applicazione costante della tensione e la misurazione con calibro digitale dell'altezza.
- Valore strategico: Aumenta la prontezza e la scalabilità delle analisi riducendo la variabilità delle misurazioni, favorendo una valutazione affidabile dei composti attraverso diversi tipi di SIM.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Fornisce un modello gastrico porcino ex vivo rilevante per le malattie, allineato allo sviluppo traslazionale di biomarcatori per la terapia endoscopica.
- Valore operativo: Garantisce continuità dalla fase di scoperta fino alla validazione preclinica, fornendo dati coerenti e quantificabili sulle prestazioni dei SIM.
- Valore strategico: Supporta decisioni di avanzamento basate sulla valutazione del rischio, permettendo un confronto accurato dei SIM e riducendo il rischio biologico in fase avanzata dello sviluppo terapeutico.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si integra nel percorso di scoperta, dall'Early Discovery all'identificazione del lead e alla validazione preclinica, fornendo dati quantitativi e riproducibili sulle prestazioni del SIM che informano le decisioni di avanzamento o interruzione.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi mediante la misurazione precisa dell'elevazione sottomucosa come lettura funzionale dell'efficacia del SIM.
- Screening: Fornisce prontezza del saggio e risultati quantitativi grazie all'applicazione standardizzata della tensione e alla misurazione con indicatore digitale, garantendo un confronto affidabile tra diversi SIM.
- Analisi: Genera dati misurabili e statisticamente confrontabili sull'altezza e sulla durata dell'elevazione sottomucosa, che aiutano i team a valutare le prestazioni del SIM in diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Si collega alla continuità preclinica utilizzando un modello gastrico porcino fisiologicamente rilevante che riproduce la risposta del tessuto sottomucoso umano.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile per la valutazione del SIM applicabile a diversi progetti e tipi di materiale, riducendo lo sviluppo ridondante di modelli.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nelle prestazioni del SIM riducendo la variabilità e consentendo un rilevamento accurato delle differenze prestazionali.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione e la riproducibilità grazie all'applicazione costante della tensione e alla preparazione standardizzata dei campioni.
- Valore strategico: Potenzia l'efficienza del capitale accelerando lo sviluppo del SIM mediante l'identificazione rapida dei fattori critici di prestazione.
- Impatto sul portafoglio: Consente decisioni di priorità e avanzamento corrette in base al rischio, basate su metriche di prestazione del SIM quantificabili e riproducibili.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze in ingegneria biomedica e nella manipolazione di tessuti ex vivo per una corretta preparazione del campione e configurazione del dispositivo.
- È dipendente da strumentazione specifica, inclusi clip in acciaio inossidabile, pesi, carrucole, piastre di gomma e indicatori digitali di altezza per l'applicazione e la misurazione della tensione.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro riguardo all'approvvigionamento dei campioni, ai protocolli di congelamento e alla calibrazione della tensione, al fine di garantire la riproducibilità tra laboratori diversi.
- Comporta considerazioni di adattamento quando il modello viene applicato a tipi di tessuto o specie diverse rispetto ai campioni gastrici suini.
- Presenta limitazioni pratiche, come la necessità di utilizzare immediatamente i campioni dopo lo scongelamento e il potenziale degrado del tessuto nel tempo, che potrebbe influire sulla coerenza delle misurazioni.
