Hemocompatibiliteittesten van bloedcontactimplantaten in een Flow Loop-model dat menselijke bloedstroom nabootst

Summary

Dit protocol beschrijft een uitgebreide hemocompatibiliteitsevaluatie van bloedcontactapparatuur met behulp van lasergesneden neurovasculaire implantaten. Een flow loop model met vers, gehepariniseerd menselijk bloed wordt toegepast om de bloedstroom na te bootsen. Na perfusie worden verschillende hematologische markers geanalyseerd en vergeleken met de waarden die direct na de bloedafname zijn opgedaan voor hemocompatibiliteitsevaluatie van de geteste apparaten.

Abstract

Het toenemende gebruik van medische hulpmiddelen (bijvoorbeeld vaattransplantaties, stents en hartkatheters) voor tijdelijke of permanente doeleinden die in de bloedsomloop van het lichaam achterblijven, vereist een betrouwbare en multiparametrische aanpak die de mogelijke hematologische complicaties door deze apparaten evalueert (d.w.z. activering en vernietiging van bloedbestanddelen). Uitgebreide in vitro hemocompatibiliteitstests van bloedcontactimplantaten is de eerste stap naar een succesvolle implementatie in vivo. Daarom is uitgebreide analyse volgens de International Organization for Standardization 10993-4 (ISO 10993-4) verplicht voorafgaand aan de klinische toepassing. De gepresenteerde stroomlus beschrijft een gevoelig model om de hemostatische prestaties van stents te analyseren (in dit geval neurovasculair) en bijwerkingen te onthullen. Het gebruik van vers menselijk volbloed en zachte bloedafname zijn essentieel om de preactivering van bloed te voorkomen. Het bloed wordt geperfundeerd door een gehepariniseerde slang die het testmonster bevat met behulp van een peristaltische pomp met een snelheid van 150 mL/min bij 37 °C gedurende 60 min. Voor en na perfusie, hematologische markers (d.w.z. het aantal bloedcellen, hemoglobine, hematocriet en plasmatische markers) die de activering van leukocyten (polymorfoomaat [PMN]-elastase), bloedplaatjes (β-tromboglobine [β-TG]), het stollingssysteem (thombin-antithrombine III [TAT]) en de complementcascade (SC5b-9) worden geanalyseerd. Tot slot presenteren we een essentieel en betrouwbaar model voor uitgebreide hemocompatibiliteitstests van stents en andere bloedcontactapparatuur voorafgaand aan de klinische toepassing.

Introduction

De in vivo toepassing van implantaten en biomaterialen, die interageren met menselijk bloed, vereist intensieve preklinische tests gericht op het onderzoek van verschillende markers van het hemostatisch systeem. De Internationale Organisatie voor Normalisatie 10993-4 (ISO 10993-4) specificeert de centrale principes voor de evaluatie van bloedcontactapparatuur (d.w.z. stents en vasculaire grafts) en beschouwt het apparaatontwerp, klinisch nut en benodigde materialen¹.

Menselijk bloed is een vloeistof die verschillende plasma-eiwitten en cellen bevat, waaronder leukocyten (witte bloedcellen [WBC's]), erytrocyten (rode ....

Protocol

De bloedafnameprocedure werd goedgekeurd door de ethische commissie van de medische faculteit van de Universiteit van Tuebingen (projectidentificatiecode: 270/2010BO1). Alle onderwerpen verstrekt schriftelijke, geïnformeerde toestemming voor opname voor deelname.

1. Voorbereiding van heparin-loaded Monovettes

1. Meng de onverdunde heparine (5.000 IU/mL) met natriumchloride (NaCl, 0,9%) oplossing en bereiden een oplossing met een resulterende concentratie van 15 IE/mL heparine.
2. Voeg 900 μL van de verdunde heparineoplossing toe aan elke neutrale monovette (9 mL) om na bloedafname een uiteindelijke heparineconcentratie van 1,5....

Results

Kort samengevat, menselijk volbloed werd verzameld in heparine-geladen monovettes vervolgens samengevoegd en gebruikt om de basislijn niveaus van cel tellingen evenals plasmatische hemocompatibiliteit markers te evalueren.

Vervolgens werd de slang met de neurovasculaire implantaatmonsters gevuld en werd het bloed gedurende 60 min geperfundeerd bij 150 mL/min en 37 °C met behulp van een peristaltische pomp. Ook hier werd het aantal cellen in alle groepen geanalyseerd en werden de plasmamonsters.......

Discussion

Het gepresenteerde protocol beschrijft een uitgebreide en betrouwbare methode voor het hemocompatibiliteitsonderzoek van bloedcontactimplantaten overeenkomstig ISO 10993-4 in een schuifstroommodel dat de menselijke bloedstroom imiteert. Deze studie is gebaseerd op het testen van lasergesneden neurovasculaire implantaten, maar kan worden uitgevoerd met een verscheidenheid aan monsters. De resultaten tonen aan dat deze methode de brede analyse van verschillende parameters mogelijk maakt, zoals het aantal bloedcellen, preva.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
aqua ad iniectabilia	Fresenius-Kabi, Bad-Homburg, Germany	1088813
beta-TG ELISA	Diagnostica Stago, Duesseldorf, Germany	00950
Centrifuge Rotana 460 R	Andreas Hettich, Tuttlingen, Germany	-
Citrat monovettes (1.4 mL)	Sarstedt, Nümbrecht, Germany	6,16,68,001
CTAD monovettes (2.7 mL)	BD Biosciences, Heidelberg, Germany	367562
EDTA monovettes (1.2 mL)	Sarstedt, Nümbrecht, Germany	6,16,62,001
Ethanol p.A. (1000 mL)	AppliChem, Darmstadt, Germany	1,31,08,61,611
Glutaraldehyde (25 % in water)	SERVA Electrophoresis, Heidelberg, Germany	23114.01
Heparin coating for tubes	Ension, Pittsburgh, USA	-
Heparin-Natrium (25.000 IE/ 5 mL)	LEO Pharma, Neu-Isenburg, Germany	PZN 15261203
Multiplate Reader Mithras LB 940	Berthold, Bad Wildbad, Germany	-
NaCl 0,9%	Fresenius-Kabi, Bad-Homburg, Germany	1312813
Neutral monovettes (9 mL)	Sarstedt, Nümbrecht, Germany	2,10,63,001
PBS buffer (w/o Ca2+/Mg2+)	Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany	70011044
Peristaltic pump ISM444B	Cole Parmer, Wertheim, Germany	3475
Pipette (100 µL)	Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany	3124000075
Pipette (1000 µL)	Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany	3123000063
Plastic container (100 mL)	Sarstedt, Nümbrecht, Germany	7,55,62,300
PMN-Elastase ELISA	Demeditec Diagnostics, Kiel Germany	DEH3311
Polyvinyl chloride tube	Saint-Gobain Performance Plastics Inc., Courbevoie France	-
Reaction Tubes (1.5 mL)	Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany	30123328
neurovascular laser-cut implants	Acandis GmbH, Pforzheim	01-0011x
SC5b-9 ELISA	TECOmedical, Buende, Germany	A029
Scanning electron microscope	Cambridge Instruments, Cambridge, UK	-
Sealing tape (96 well plate)	Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany	15036
Syringe 10/12 mL Norm-Ject	Henke-Sass-Wolf, Tuttlingen, Germany	10080010
TAT micro kit	Siemens Healthcare, Marburg, Germany	OWMG15
Waterbath Type 1083	Gesellschaft für Labortechnik, Burgwedel, Germany	-