W tym miejscu przedstawiamy protokół budowy systemu narządów na chipie (OOC) mającego naśladować pneumonektomię. System ten bada potencjalną korelację między upośledzeniem glikokaliksu a powikłaniami po pneumonektomii.
Artykuł metodologiczny
W tym miejscu przedstawiamy protokół budowy systemu narządów na chipie (OOC) mającego naśladować pneumonektomię. System ten bada potencjalną korelację między upośledzeniem glikokaliksu a powikłaniami po pneumonektomii.
Glikokaliks śródbłonka (GCX), bogata w węglowodany warstwa pokrywająca powierzchnię światła komórek śródbłonka, odgrywa kluczową rolę w regulacji odpowiedzi komórkowych na bodźce. Składa się z białek transbłonowych służących jako mechanoprzetworniki odpowiedzi komórkowych. Chociaż naturalnie zachowuje swoją strukturę i stabilność w warunkach homeostazy, narażenie na naprężenia ścinające może wywołać uszkodzenia z licznymi konsekwencjami. Zbadano ogólny wpływ naprężeń ścinających na komórki śródbłonka, ale zakres i wpływ naprężeń ścinających na układy naczyniowe, w szczególności po pneumonektomii, nie został dobrze zbadany. Aby to zbadać, podjęto kompleksowe podejście, polegające na stworzeniu modelu CAD unaczynienia płuc przed i po pneumonektomii. Wykorzystując obliczeniową symulację płynów, zidentyfikowano kluczowe obszary podwyższonego naprężenia ścinającego i ciśnienia oraz odtworzono je w systemie organ-on-chip (OOC). Ludzkie komórki śródbłonka mikronaczyniowego płuc (HLMVECs) wysiewano na formę w kształcie wybranych skrawków w celu scharakteryzowania skutków podwyższonego naprężenia ścinającego in vitro. Po eksperymentach HLMVEC poddano barwieniu immunologicznemu w celu jakościowej oceny stanu zdrowia GCX przy normalnych i zwiększonych stresach wywołanych pneumonektomią. Integracja modelowania komputerowego i analizy eksperymentalnej zwiększa nasze zrozumienie, w jaki sposób zmiany naprężeń ścinających wpływają na GCX, wyjaśniając ich wpływ na funkcję naczyń krwionośnych i powikłania pooperacyjne.
Pneumonektomia to inwazyjna interwencja chirurgiczna wysokiego ryzyka wykonywana w celu usunięcia prawego lub lewego płuca1. Ta procedura jest zwykle stosowana jako opcja leczenia różnych poważnych dolegliwości, takich jak rak płuc, gruźlica płuc i urazowe urazy płuc2. Chociaż procedura jest obiecująca, wiąże się ze znacznym ryzykiem, na co wskazuje zwiększona liczba powikłań pooperacyjnych, od arytmii po obrzęki płuc1.
Pneumonektomia ma ogromny wpływ na dynamikę układu sercowo-naczyniowego, kierując cały rzut serca do pozostałego płuca3. Wiadomo....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W badaniu wykorzystano dane obrazowania tomografii komputerowej (CT) z poprzedniej literatury14 , które zostały zebrane zgodnie z instytucjonalnymi i federalnymi standardami etycznymi. Wszystkie dane obrazowe, do których się odniesiono, uzyskały świadomą zgodę uczestników, po zatwierdzeniu przez Instytucjonalną Komisję Rewizyjną (IRB) w celu zapewnienia ochrony praw i prywatności uczestników.
1. Modelowanie unaczynienia płuc w oprogramowaniu CAD
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki badania stanu ustalonego przepływu laminarnego symulacji płynów wykazały wzrost naprężeń ścinających w niektórych rozwidleniach w modelach pneumonektomii w porównaniu z modelem kontrolnym, pokazanym na rysunku 11. Wizualizowane w kroku 2.8 protokołu, czerwone obszary oznaczają obszary o dużym naprężeniu ścinającym, podczas gdy niebieskie obszary pokazują obszary o niskim naprężeniu ścinającym.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Modelowanie naczyń krwionośnych to ważna nowa dziedzina do eksploracji. Pomyślne stworzenie dokładnego modelu naczyniowego jest bardzo obiecujące dla postępu w dziedzinie inżynierii tkankowej i opracowywania leków. W tym artykule przedstawiono nowatorską metodę generowania układu naczyniowego OOC, który można wykorzystać do naśladowania pneumonektomii lub dowolnego innego układu naczyniowego lub geometrii w celu zbadania potencjalnego związku między upośledzeniem GCX a powikłaniami po pneumonektomii. W szerszej skali met.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.
Autorzy pragną wyrazić naszą najgłębszą wdzięczność Wydziałowi Inżynierii Biomedycznej Instytutu Politechniki w Worcester za wsparcie i wskazówki. Chcielibyśmy złożyć specjalne podziękowania Megan Ouellette, Johnowi Martelowi i Sudish Vengat za ich wspólne wysiłki i innowacyjne pomysły, które znacznie poprawiły jakość i rentowność tych badań. Ponadto chcielibyśmy podziękować Samancie Cocchiaro i Udai Rattan za ich wkład w laboratorium oraz ich niezbędne wsparcie i pomoc.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| # 8-32 x 3/4 cala Combo Śruba maszynowa z okrągłym ocynkowana (8 sztuk) | Everbilt | 204274613 | - |
| 0,25% EDTA-trypsyna | ThermoFisher Naukowy | 25200056 | - |
| 15 ml stożkowe sterylne polipropylenowe probówki wirówkowe | Thermo Scientific | 12-565-269 | - |
| Talerz 35x10mm, nunclon Delta | Thermo Scientific | 153066 | - |
| 50 ml stożkowe sterylne polipropylenowe probówki wirówkowe | Thermo Scientific | 12-565-271 | - |
| Różne gumowe stopery | Marka rybacka | 14-132 | |
| Kolby poddane hodowli komórkowej BioLite (25cm^2) | Thermo Scientific | 12-556-009 | - |
| Kolby poddane hodowli komórkowej BioLite (75cm^2) | Thermo Scientific | 12-556-010 | - |
| COMSOL Multifizyka | COMSOL | N/A | - |
| Klej dwustronny | 3 mln | 16758005 | - |
| Epredia Richard-Allan Naukowa szklana osłona | Thermo Scientific | 22-050-218 | - |
| Surowica bydlęca płodu | ThermoFisher Naukowy | A5256701 | - |
| Fibronektyna | ThermoFisher Naukowy | 33016015 | 20 μ rozcieńczenie g/ml |
| Wanny wodne Fisherbrand Isotemp ze sterowaniem cyfrowym: Model 210 | Marka rybacka | 15-462-10Q | - |
| Sterylna strzykawka Fisherbrand (60 ml) | Marka rybacka | 14-955-461 | - |
| Ludzkie komórki śródbłonka mikronaczyniowego płuc | Sigma Aldrich | 540-05A | - |
| Mikroskop fluorescencyjny Keyence BZX810 | Klucz | N/A | - |
| Zestaw elastometru silikonowego Krayden Dow Sylgard 184. Przezroczysty, (1,1LB) | Dow | 4019862 | - |
| Marga Cipta odlew akrylowy o grubości 1/2 ', 48x96' | Marga Cipta | N/A | - |
| Głowica pompy Masterflex L/S Easy-Load II | Technologia MasterFlex | 77200-50 | |
| Rurka pompy precyzyjnej Masterflex L/S, silikon utwardzany platyną, L/S 16; 25 stóp | Technologia MasterFlex | 96410-16 | - |
| Standardowa pompa perystaltyczna Masterflex L/S | Technologia Masterflex | 07522-20 | |
| Mikropipeta 0,2 do 2 μ L | Marka rybacka | FBE00002 | - |
| Mikropipety od 10 do 100 μ L | Marka rybacka | FBE00100 | - |
| Mikropipeta od 100 do 1000 μ L | Marka rybacka | FBE01000 | - |
| Mikropipeta od 5 do 50 μn; L | Marka rybacka | FBE00050 | - |
| Pożywka do wzrostu komórek śródbłonka mikronaczyniowego (500ml) | Sigma - Aldrich | 111-500 | - |
| Sterylne filtry strzykawkowe Nalgene | Thermo Scientific | 725-2520 | - |
| Mikroskop fluorescencyjny Nikon Eclipse TS-100 | Nikon | NI-TS100 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (DPBS, 10X), formuła Dulbecco | Thermo Scientific | J61917. Zobacz materiał K3 | - |
| Prusament PLA Prusa Galaxy Black 1kg | Prusa | PRM-PLA-GLX-1000 | - |
| Mikroskop hybrydowy Rebel, pionowy i odwrócony, Discover Echo | ECHO | 76376-746 | - |
| Uszczelniacz silikonowy | Loctite | 908570 | - |
| SolidWorks (SolidWorks) | Dassault Systemes | N/A | |
| Sterylne jednorazowe pipety serologiczne z polistyrenu z paskiem powiększającym (10 ml) | Marka rybacka | 13-678-11E | - |
| Sterylne jednorazowe pipety serologiczne z polistyrenu z paskiem powiększającym (25 ml) | Marka rybacka | 13-678-11 | - |
| Sterylne jednorazowe pipety serologiczne z polistyrenu z paskiem powiększającym (50 ml) | Marka rybacka | 13-678-11F | - |
| Sterylne jednorazowe pipety serologiczne z polistyrenu z paskiem powiększającym (5 ml) | Marka rybacka | 13-678-11D | - |
| Streptawidyna, koniugat Alexa Fluor 488 | Invitrogen | S32354 powiedział: | |
| Streptawidyna, koniugat Alexa Fluor 488 | Invitrogen | S32354 powiedział: | - |
| Resevoir strzykawki | BD | 300865 | |
| Thermo Scientific Alfa Aesar 1LT Albumina, Bydlęca, Frakcja V, 35% roztworu, Klasa odczynnika, Bez kwasów tłuszczowych, z azydkiem jako konserwantem | Thermo Scientific | N12H004 | - |
| Łączniki rurowe | Marka rybacka | 01-000-161 | - |
| VECTASHIELD Medium montażowe Antifade z DAPI | Vectashield (Tarcza Vectashield) | H-1200-10 | - |
| Inkubator CO2 firmy VWR z płaszczem wodnym | Avantar | 10810-744 | - |
| Przeciwciało biotynylowane WGA | Wektor | Zobacz materiał B-1025 | - |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie