Laser Doppler: Een instrument voor het meten alvleesklier Islet microvasculaire Vasomotion In Vivo

Het algemene doel van deze procedure is om de functionele status van de microvasculaire vasomotie van de pancreaseilandjes in vivo te bepalen, om zo de impact ervan op gerelateerde ziekten te beoordelen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het medische circulatieveld, zoals de vraag of de microvasculaire vasomotie van de pancreaseilandjes verandert bij een pathologische status. We kregen het idee voor deze methode nadat we hadden aangetoond dat er een functionele mechanische circulatie is geëvolueerd tijdens de ontwikkeling van diabetes.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het de functionele status van de microvasculaire vasomotie van weefsels en organen kan evalueren in zowel klinische als laboratoriumomgevingen. Deze methode kan inzicht bieden in ziekten die verband houden met de pancreaseilandjes. Het kan ook worden toegepast op andere systemen, zoals microvasculaire ziekten van de nieren en het netvlies.

De toepassingen van deze techniek strekken zich ook uit tot het begrijpen van de aard van trends in de functionele status van de microvasculaire vasomotie. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben, omdat er tijdens de experimenten enorme hoeveelheden microvasculaire academische data worden verkregen via laser-doppler. Een demonstratie van deze methode is cruciaal, aangezien veel factoren de nauwkeurige verzameling van microcirculatiegegevens nadelig kunnen beïnvloeden.

Dit protocol begint met het dagelijks injecteren van muizen met STZ gedurende vijf opeenvolgende dagen. Los de STZ op in natriumcitraatbuffer tot een werkconcentratie van 5 mg/mL. Dien vervolgens intra-peritoneale injecties toe via een spuit van 1 mL en een naald van 25 gauge.

De muizen moeten vier uur vóór de injectie vasten, maar de toegang tot water mag niet worden beperkt. Injecteer de controlemuizen met hetzelfde volume pure natriumcitraatbuffer. Geef de muizen na de injecties weer regulier voer en 10% sucrosewater.

Vervang na de vijfde dag van STZ-injectie het 10% sucrosewater door gewoon water. Test negen dagen later hun bloedglucosegehalte. Laat de muizen eerst zes uur vasten met vrije toegang tot water.

Neem vervolgens bloed uit hun staartvenen en gebruik een standaard handheld glucometer om het bloed te meten. Beschouw alle muizen met een bloedglucosegehalte van meer dan 200 mg/dL als diabetisch. Reinig vóór het gebruik van het laser-dopplerapparaat eerst de optische oppervlakken van de probespit en de probeconnector met een zachte, niet-schurende doek, en sluit daarna de kabel aan op de poort van het instrument.

Zet vervolgens het kalibratiestandaardstatief in elkaar. Laat de bewaarde fluxstandaard eerst op kamertemperatuur komen. Dit duurt ongeveer een half uur.

Schud vervolgens de fluxstandaard voorzichtig gedurende 10 seconden en laat deze twee minuten rusten op de kalibratiebasis. Breng daarna de klem zo hoog mogelijk omhoog en bevestig de probe in de klem. Dompel de probe nu langzaam onder in de fluxstandaard en zet de probe vast met de probehouders.

Om verder te gaan, dimt u de kamerverlichting en drukt u op kalibratie op het laser-dopplerapparaat. Kies nu het werkkanaal waaraan de probe is aangesloten en start het kalibratieprogramma. Plaats een geanestheseerde muis in rugligging op een werkplatform en zet deze vast met chirurgische tape.

Steriliseer vervolgens de abdominale huid met 75% ethanol vanaf de cervicale regio tot aan de staart, en bedek daarna de periferie van het gebied met een droge gazen spons met een gat van drie centimeter breed in het midden. Til vervolgens de abdominale huid op met een pincet en maak een eerste verticale incisie langs de middenlijn van de buik met een scalpel of huidschaar. Pak daarna de onderliggende spier vast met een pincet en maak een incisie om de abdominale holte binnen te gaan.

Zorg dat er geen organen worden beschadigd. Om de buikholte vrij te leggen, vouwt u de huid en de onderliggende spieren over de borstkas, waarna u het pancreasparenchym en de milt voorzichtig blootlegt met een stomp pincet. Maak vervolgens in de aansturingssoftware van het laser-dopplerapparaat een nieuw meetbestand aan en configureer de aangesloten monitoren.

Stel onder het tabblad 'general' de bewakingsduur in op 'free run' en gebruik de fabrieksinstellingen voor het tabblad 'LDF monitor'. Open vervolgens het dialoogvenster 'display setup' en selecteer de juiste kanalen. Schakel daarna de volgende parameters om: de gegevensbron voor het kanaal en label, de eenheden en de kleur, en klik vervolgens op 'next'.

Voer vervolgens de identificerende informatie over het subject en de meting in het dialoogvenster voor bestandsinformatie in en ga verder door opnieuw op volgende te klikken. De configuratie is nu voltooid en er verschijnt een meetvenster. Beweeg de elektrode vervolgens handmatig tot binnen één millimeter van de pancreas.

De nauwkeurigheid van de meting is afhankelijk van de afstand tussen de probe en het weefsel van de pancreaseilandjes. De bloedstroommeting zal onnauwkeurig zijn tenzij strikt wordt toegezien op een tussenruimte van één millimeter tussen de weefsels en de probe. Klik op het startpictogram om de opname te beginnen, waarna de microvasculaire bloed PU-gegevens worden opgeslagen.

Doe dit gedurende een volledige minuut en gebruik de knoppen om het display te comprimeren en uit te breiden, en de knoppen om de hoogte van de grafieksporen te verhogen of te verlagen, om het weergegeven effect tijdens de opname aan te passen, en stop vervolgens de opname. Sla het bestand daarna op met een passende naam. Verplaats de probe nu handmatig om additieve effecten en lokale uitputting van de contractie- en relaxatiecapaciteit te voorkomen.

Verzamel in totaal PU-gegevens van drie willekeurige punten op de pancreas per muis. Meet op een bepaald moment tijdens het experiment de PU-gegevens van een niet-reflecterende plaat om een basislijncontrolewaarde te verkrijgen. Gebruik na het uitvoeren van de drie metingen hechtmaterialen van maat 3-0 om de spierlagen te sluiten en vervolgens hechtmaterialen van maat 4-0 om de huidlaag te sluiten.

Houd de muis nu in een herstelkooi in de gaten totdat deze klaar is om te worden overgebracht naar een schone thuiskooi. Over het algemeen wordt de microcirculatoire toestand van het pancreaseilandje gekenmerkt door periodieke contractie- en relaxatiefasen. De algemene hemodynamische verschijnselen creëren een patroon van bloedstroomperfusie.

Met behulp van het laser-dopplerapparaat werden PU-gegevens verzameld om het distributiepatroon van de microvasculaire bloedperfusie bij niet-diabetische en diabetische muizen aan te tonen. De resultaten waren volledig verschillend. Het ritme van contracties en relaxaties van de microvasculaire vasomotie in de pancreaseilandjes was chaotisch en onregelmatig bij STZ-geïnduceerde diabetische muizen, terwijl niet-diabetische controles ritmische oscillaties vertoonden.

Vervolgens werd de vasomotie gekwantificeerd met behulp van PU-profielen. Vergeleken met de controles was de gemiddelde bloedperfusie van de microcirculatie van de pancreaseilandjes verlaagd bij STZ-geïnduceerde diabetische muizen. Deze muizen vertoonden daarnaast significante afnames in de amplitude en frequentie van deze vasomotie, evenals in de relatieve snelheid van de bloedperfusie naar de pancreaseilandjes.

Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in 30 minuten worden uitgevoerd mits deze correct wordt toegepast. Tijdens deze procedure is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de afstand tussen de probe en het pancreasweefsel minder dan één millimeter bedraagt. Een onjuiste afstand leidt tot een kunstmatig verhoogde of verlaagde meting van de bloedstroom.

Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals laser-speckle en translocerende zuurstof, worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals de visualisatie van ischemie, de beoordeling van de bloedstroom en de evaluatie van de functionele status van de microvasculaire vasomotie. Na de ontwikkeling van deze techniek werd de weg vrijgemaakt voor onderzoekers en clinici op het gebied van endocrinologie en metabolisme om de microcirculatoire mechanismen te onderzoeken die ten grondslag liggen aan ziekten gerelateerd aan de eilandjes van Langerhans. Vergeet niet dat het werken met laserinstrumenten uiterst gevaarlijk kan zijn vanwege blootstelling aan straling en dat er tijdens deze procedure altijd voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen, zoals het handhaven van een afstand van ten minste 200 millimeter tussen de omgeving en het oog.