Method Article

Testy profilowania zakrzepów: platforma oparta na mikrofluidyce do kompleksowej charakterystyki trombogenezy biomechanicznej

DOI:

10.3791/69555

January 9th, 2026

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Praca ta opisuje test mikrofluidyczny, który wykorzystuje naprężenie ścinające do wywołania powstawania zakrzepów we krwi i charakteryzuje zakrzep za pomocą wielu wymiarów odczytu. Test pozwala mierzyć tendencję protrombotyczną próbek krwi, dzięki czemu jest przydatny w diagnozowaniu chorób, odkrywaniu leków oraz podstawowych badaniach mechanistycznych związanych z zakrzepicą.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zakrzepica to stan patologiczny opisujący nieprawidłowe gromadzenie płytek krwi i czynników krzepnięcia w naczyniu krwionośnym. Chociaż wiele badań koncentrowało się na aktywacji płytek krwi przez rozpuszczalnych agonistów jako mechanizmie zakrzepicy, często pomijano, że przepływ krwi sprzyja także powstawaniu zakrzepów. Szczególnie w tętnicach zakrzepica wiąże się z zwężeniem tętnic, które zwiększa naprężenie ścinające w przepływie krwi i ułatwia proces trombogenezy, zjawiska określanego jako trombogeneza biomechaniczna. Przez długi czas nie było dostępnego biotestu, który dostarczałby kompleksowych i szczegółowych informacji na temat procesu trombogenezy biomechanicznej. Aby temu zaradzić, opracowano test profilowania zakrzepów poprzez połączenie mikrofluidyki z wielokolorowym obrazowaniem fluorescencyjnym, który umożliwia kompleksową charakterystykę trombogenezy biomechanicznej z siedmioma odczytami obejmującymi wielkość i skład zakrzepu oraz poziom aktywacji płytek. Ten test profilowania zakrzepów może być używany do oceny tendencji protrombowej u ludzi oraz skuteczności leków przeciwzakrzepowych, a także jest przydatny do lepszego zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw zakrzepicy tętniczej.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zakrzepica jest główną przyczyną chorób sercowo-naczyniowych, odpowiedzialną za miliony zgonów na całymświecie każdego roku. Obecnie nie ma dostępnych badań biologicznych w standardowych warunkach klinicznych do oceny ryzyka zakrzepicy. Wśród skomercjalizowanych laboratoryjnych i punktów badań hematologicznych konwencjonalnych testów koagulacyjnych i aggregometria okazały się niewiarygodne w przewidywaniu zakrzepicy lub poważnych niepożądanych zdarzeń sercowo-naczyniowych 2,3,4. Globalne testy zakrzepicy5, PFA-100/2006 oraz globalne testy krzepnięcia 7,8,9,10,11 również mają ograniczone dane potwierdzające ich wydajność.

Na podstawie obecnej wiedzy, proces trombogenezy jest głównie wspierany przez trzy mechanizmy. Poza dwoma konwencjonalnie uznawanymi mechanizmami, czyli biochemiczną agregacją płytek krwi i koagulacją, trzecim mechanizmem, który jest niedostatecznie zbadany i często niedoceniany, jest agregacja płytek sterowana ścinaniem, określana również jako "agregacja płytek biomechanicznych"12,13. W agregacji płytek biomechanicznych wysokie naprężenia ścinania i gradient ścinania są głównym czynnikiem umożliwiającym usieciowanie płytek za pomocą czynnika GPIbα-von Willebrand (VWF), integriny αIIbβ 3-VWF oraz integriny αIIbβ interakcji3-fibrynogenów. W zakrzepicy tętniczej najważniejszym mechanizmem prawdopodobnie jest agregacja płytek biomechanicznych, biorąc pod uwagę, że jest ona znacznie wzmocniona przez wysoki przepływ ścinający spowodowany stenozą tętnic. Dlatego trombogeneza wywołana przez agregację płytek biomechanicznych została nazwana "trombogenezą biomechaniczną"12,14.

W poprzednich pracach powszechną metodą eksperymentalnej obserwacji agregacji płytek biomechanicznych jest test zwężenia mikrofluidycznego, w którym miejsce ciężkiej stenozy jest osadzone w prostym kanale. Gdy krew jest przepuszczana przez kanał pod fizjologicznym naprężeniem ścinającym ściany, wokół miejsca stenotycznego powstaje wysokie naprężenie ścinające, co powoduje gromadzenie płytek krwi w kształcie krzepka. Jednak wcześniejsze badania wykorzystywały tylko jeden odczyt (dla płytek krwi, odzwierciedlający rozmiar zakrzepa) 15,16,17,18,19 lub co najwyżej dwa (jeden dla płytek krwi, drugi dla innego biomarkera) odczyt13,20, co nie jest w stanie zapewnić kompleksowej charakterystyki zakrzepca.

Niedawno opracowano test profilowania zakrzepowego, który wykorzystuje wielokolorowe obrazowanie fluorescencyjne w teście zwężenia mikrofluidycznego, umożliwiając śledzenie w czasie rzeczywistym 7 biomarkerów (płytki krwi, poziom fibrynogenu, poziom czynnika von Willebranda, poziom ekspresji P-selektyny, poziom ekspozycji na fosfatydyloserynę, rozszerzony poziom integrinyα IIbβ3 , w pełni aktywną integrinę αIIbβ3 poziom ekspresji) w zakrzepie, który stanowi podstawę do kompleksowej charakterystyki trombogenezy biomechanicznej21. W tej pracy przedstawiono szczegółowe protokoły dotyczące przygotowania i wykonania testu profilowania zakrzepów oraz powiązanej analizy danych. Sprzęt wymagany do testu obejmuje odwrócony wielokolorowy mikroskop fluorescencyjny oraz układ mikrofluidyczny. Test wykorzystuje stosunkowo niewielką ilość ludzkiej krwi pełnej (mniej niż 2 mL), ma wysoką opłacalność (~$12 za próbkę) i daje wyniki w ciągu 30 minut. Test pozwala dokładnie wykrywać wielowymiarowe nieprawidłowości protrombotyczne u osób oraz oceniać wpływ środków przeciwzakrzepowych na zmianę rozmiaru, składu i aktywacji płytek krwi, co potwierdza szerokie zastosowanie zarówno w badaniach, jak i klinicznychw przyszłości. Warto zauważyć, że test musi wykorzystywać świeżo pobraną heparynizowaną krew. Przechowywanie krwi w temperaturze 4 °C lub przez ponad 6 godzin lub stosowanie antykoagulantów innych niż heparyna może zapobiec powstawaniu zakrzepów lub spowodować niedokładne wyniki.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół ten jest zgodny z wytycznymi i został zatwierdzony przez Komitet Etyki Badań Ludzkich Oddziału Medycznego Uniwersytetu Teksaskiego. Sprzęt eksperymentalny składa się z urządzenia mikrofluidycznego, elementów perfuzji (złącza, rurki, strzykawki i pompy strzykawkowej) oraz odwróconego mikroskopu z komponentami optycznymi umożliwiającymi obrazowanie w jasnym polu i wielokolorową fluorescencję. W mikroskopie stosuje się wielodiodowy oświetlnię oraz sześcian filtra wieloprzepustowego do rozdzielania 4 kanałów fluorescencyjnego przy minimalnym wzajemnym przeciekaniu: wzbudzenie: 391/32, 479/33, 554/24, 638/31 oraz emisje: 435/30, 519/25, 594/32, 695/58. Na wszystkie procedury eksperymentalne należy nosić środki ochrony osobistej, w tym rękawiczki, ochronę oczu oraz kurtkę laboratoryjną. Odczynniki i używany sprzęt są wymienione w Tabeli Materiałów.

1. Przygotowanie urządzeń mikrofluidycznych

  1. Zaprojektuj formę główną z prostokątnymi kanałami (200 μm szerokości × 50 μm wysokości), które zawierają miejsce zwężenia światła w 80%. Każdy kanał ma dedykowane wloty i wyjścia do połączeń rur (Rysunek 1; zobacz Plik Uzupełniający 1 dla oryginalnego pliku projektowego).
  2. Na podstawie tego projektu użyj płytki krzemowej do wykonania formy głównej fotorezystycznej SU-8 za pomocą standardowej fotolitografii. Przyklej formę na dno 15-centymetrowej miski Petriego (rysunek 2A).
  3. Przygotować mieszankę PDMS, mieszając bazę prepolimerową i środek utwardzający w zestawie silikonowego elastomeru w stosunku wagowym 10:1. Wylej mieszankę na formę główną (rysunek 2B).
  4. Umieść płytę zawierającą mieszaninę PDMS w desykatorze próżniowym, aby odgazować i wyeliminować uwięzione pęcherzyki powietrza.
    UWAGA: Utrzymuj płytę pod próżnią przez co najmniej 2 godziny, aż bąbelki zostaną całkowicie usunięte.
  5. Termicznie utwardzaj mieszaninę PDMS, inkubując ją w temperaturze 75 °C przez 2 godziny.
  6. Ostrożnie wytnij utwardzone PDMS z formy głównej (rysunek 2C,D) i podziel je na pojedyncze jednostki układowe.
  7. Utwórz wlot i wylot, wybijając otwory w wyznaczonych miejscach za pomocą igły sondy (Rysunek 2E).
    UWAGA: Użyj sprężonego powietrza, aby usunąć wszelkie resztki z dziurków z dziurkanych otworów. Aby zminimalizować zanieczyszczenia powierzchni, przed klejeniem czyść urządzenia PDMS taśmą uszczelniającą za pomocą taśmy uszczelniającej.
  8. W okapu chemicznym spryskaj chusteczkę do pracy 75% etanolem, a zwilżoną chusteczką do wycierania i czyszczenia szkiełek. Zostaw szkiełka do wyschnięcia.
  9. W okapie chemicznym obrób szklane szkiełka i układy PDMS generatorem wysokiej częstotliwości odpowiednio przez 30 i 20 sekund, a następnie wyrównaj każdy układ ze szklanym szkiełem. Delikatnie dociskaj chip do powierzchni szkła szkła, aby można go było okleić.
    UWAGA: Ten krok należy wykonać w okapie chemicznym, ponieważ generator wysokiej częstotliwości wytwarza ozon podczas użytkowania, co jest szkodliwe dla zdrowia.
  10. Termicznie związać urządzenia, inkubując je w temperaturze 150 °C przez 15 minut. Po ostudzeniu urządzenia będą gotowe do użycia (rysunek 2F).
  11. Przechowuj urządzenia w temperaturze pokojowej i bez kurzu.
  12. Użyj szczypców, aby usunąć plastikową część igieł sondy i wygiąć metalowe rurki pod kątem 90°. Te wygięte rurki będą używane jako złącza dla urządzeń mikrofluidycznych.

2. Przygotowanie czujnika świetlówkowego

UWAGA: Eksperyment wykorzystuje łącznie 7 czujników fluorescencjowych: SZ22-FITC, fibrinogen-Alexa Fluor 405, 2.2.9-Alexa Fluor 555, AK4-Alexa Fluor 647, Annexin V-Pacific Blue, MBC 370.2-Alexa Fluor 555, PAC-1-Alexa Fluor 647. Wśród nich fibrynogen, 2.2.9 i MBC 370.2 są dostępne komercyjnie tylko w formie niesprzężonej i muszą być fluorescencyjne sprzężone w laboratorium.

  1. Aby sprzężyć fibrynogen z Alexa Fluor 405:
    1. Przygotuj świeży bufor wodorowęglanu sodu o pojemności 0,1 M, pH 8,5.
    2. Rozcieńcz zapas fibrynogenu do 1 mg/mL w soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (PBS; 137 mM NaCl, 2,7 mM KCl, 10 mM Na2HPO4, 1,8 mM KH2PO4, pH 7,4).
    3. Dodaj 1/10 objętości buforu wodorowęglanu sodu do roztworu fibrynogenu.
    4. Wymieszaj 1 ml fibrynogenu z 1 mg Alexa Fluor 405 NHS-ester i inkubuj przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej na rotatorze. Chroń się przed światłem.
    5. Usuń bufor magazynowy z kolumny oczyszczającej, wirując kolumnę w 1 100 × g przez 2 minuty, a następnie wyrzuć przepływ. Załaduj roztwór reakcji na kolumnę, zamontuj kolumnę na kompatybilnej fiolce zbierającej i wiruj w 1100 × g przez 5 minut, aby pobrać fibrynogen Alexa Fluor 405.
    6. Użyj spektrofotometru do pomiaru absorpcji przy 280 nm (A280; sygnał białkowy) i długości fali 405 nm (A405; sygnał barwnikowy). Oblicz stężenie białka i stosunek F/P (fluorescencja: stosunek molowy białka).
      UWAGA: Stosunek F/P powinien mieścić się w zakresie 8-10.
    7. Przechowuj fibrinogen-Alexa Fluor 405 w temperaturze 4 °C w ciemności.
  2. Aby sprzężyć przeciwciała 2.2.9 i MBC 370.2 z Alexa Fluor 555:
    1. Przygotuj świeży bufor wodorowęglanu sodu o pojemności 0,1 M, pH 8,5.
    2. Rozcieńcz zapas przeciwciał do 1 mg/mL w buforze wolnym od amin.
    3. Dodaj 1/10 objętości buforu wodorowęglanu sodu do roztworu przeciwciał.
    4. Wymieszaj przeciwciało 100 μL z 1 fiolką (100 μg) esteru NHS Alexa Fluor 555 i inkubuj przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej na rotatorze. Chroń się przed światłem.
    5. Usuń bufor magazynowy z kolumny oczyszczającej, wirując kolumnę w 1100 × g przez 2 minuty, a następnie wyrzuć przepływ. Załaduj roztwór reakcyjny na kolumnę, montuj kolumnę na kompatybilnej fiolce zbierającej i wiruj w 1 100 × g przez 5 minut, aby pobrać 2.2.9- lub MBC 370.2-Alexa Fluor 555.
    6. Użyj spektrofotometru do pomiaru absorpcji przy 280 nm (A280; sygnał białkowy) i 555 nm (A555; sygnał barwnikowy) długości fali. Oblicz stężenie przeciwciał oraz stosunek F/P (fluorescencja: molowy stosunek przeciwciał).
      UWAGA: Stosunek F/P powinien mieścić się w zakresie 1-1,5.
    7. Przechowywać 2.2.9- oraz MBC 370.2-Alexa Fluor 555 w temperaturze 4 °C w ciemności.
      UWAGA: Unikaj nadmiernego oznakowania – wysoki stosunek F/P może zaburzać funkcjonowanie biologiczne.

3. Pobieranie krwi od ludzi

UWAGA: Procedura ta musi być przeprowadzana przez wykwalifikowany personel medyczny (np. licencjonowane pielęgniarki, certyfikowane flebotomistki). Uzyskaj także pisemną, świadomą zgodę od osób biorących udział w badaniu.

  1. Przygotuj strzykawkę, aspirując 500 μL buforu Tyrode (12 mM NaHCO3, 10 mM Hepes, 137 mM NaCl, 2,7 mM KCl, 5,5 mM D-Glukozy, 0,5% albuminy surowicy bydłej, pH 7,4) zawierającego 0,32 U/mL heparyny na 10 mL krwi do pobrania.
  2. Pobieraj krew przez wenipunkcję. Użyj pustej strzykawki, aby zebrać pierwsze 2 mL krwi do wyrzucenia. Następnie przełącz się na strzykawkę zawierającą heparynę, aby pobrać próbkę krwi. Ciągnij strzykawkę powoli, aby zminimalizować aktywację płytek.
  3. Przelej pobraną krew do probówki do wirówki o pojemności 15 ml i utrzymuj ją w temperaturze poniżej 37 °C.
    UWAGA: Próbki krwi należy wykorzystać do eksperymentów w ciągu 6 godzin od pobrania.

4. Testowanie zakrzepów

UWAGA: Zaleca się wykonywanie wszystkich procedur związanych z handlem krwią w szafce bioasekuracyjnej, gdy to możliwe, aby uniknąć rozcieków krwi na eksperymentaliście. Jeśli to niemożliwe, użyj tarczy ochronnej na ławce.

  1. Rozcieńcz monomer VWF do 2 μg/mL w PBS. Wstępnie pokryj urządzenia mikrofluidyczne monomerem VWF i inkubuj przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
  2. Inkubuj próbkę krwi za pomocą czujnika fluorescencyjnego Set 1 lub 2 przez 10 minut w temperaturze pokojowej:
    1. Zestaw 1: SZ22-FITC (0,5 μg/mL), fibrynogen-Alexa Fluor 405 (60 μg/mL), 2,2,9-Alexa Fluor 555 (1 μg/mL), AK4-Alexa Fluor 647 (1 μg/mL).
    2. Zestaw 2: SZ22-FITC (0,5 μg/mL), Annexin V-Pacific Blue (1 μg/mL), MBC 370,2-Alexa Fluor 555 (1 μg/mL), PAC-1-Alexa Fluor 647 (1 μg/mL).
      UWAGA: Ponieważ dwa zestawy czujników muszą być używane oddzielnie, każda próbka krwi musi być zbadana co najmniej dwukrotnie (raz zestawem sensorów 1, raz zestawem czujników 2), aby uzyskać pełny zestaw danych.
  3. Podłącz urządzenie mikrofluidyczne z wlotami i wyjściami oraz rurkami. Drugi koniec złącza wlotowego należy połączyć z rurką zawierającą PBS, a drugi koniec złącza wylotowego za pomocą strzykawki. Zamontuj strzykawkę na pompce strzykawkowej. Zamontuj urządzenie mikrofluidyczne na odwróconym mikroskopie i ręcznie manewruj stopniem, aby znaleźć miejsce zwężenia pod mikroskopem (rysunek 3A).
  4. Napełnij kanał mikrofluidyczny i rurkę PBS za pomocą pompy strzykawkowej z przepływem 0,5 mL/min. Upewnij się, że wokół miejsca zwężenia nie ma pęcherzyków powietrza.
  5. Połącz rurkę wlotową z próbką krwi i przeprowadź próbkę krwi przez kanał mikrofluidyczny za pomocą pompy strzykawkowej z przepływem 0,018 mL/min (Rysunek 3A).
  6. Ustaw czas naświetlania i wzmocnienie każdego kanału fluorescencji. Wykonaj wielokolorowe obrazowanie fluorescencji w czasie rzeczywistym, naprzemiennie przeplatając 4 kanały, pobudzając jeden rodzaj fluoroforu naraz. Tymczasem znajdź płaszczyznę ogniska krzepu i rejestruj sygnały w miejscu stenozy, zwykle trwające 15-30 minut (rysunek 4).
    UWAGA: Czas naświetlania każdego kanału należy dostosować tak, aby sygnał fluorescencjonalny był łatwo rozpoznawalny, unikając jednocześnie nasycenia (Rysunek 4). W obecnym systemie próbki krwi zdrowych pacjentów zazwyczaj wykazują następujący zakres intensywności sygnału w obrębie uformowanego zakrzepca: SZ22-FITC, 70-110; fibrinogen-Alexa Fluor 405, 60-100; 2.2.9-Alexa Fluor 555, 70-110; AK4-Alexa Fluor 647, 45-75; Annexin V-Pacific Blue, 35-65; MBC 370.2-Alexa Fluor 555, 45-85; PAC-1-Alexa Fluor 647, 10-30. Warto jednak zauważyć, że niewielka część zdrowych osób dawała nietypowy wynik. Dlatego zaleca się badanie co najmniej 5 próbek krwi zdrowego pacjenta, aby upewnić się, że czas ekspozycji dla każdego kanału jest prawidłowo dobrany.

5. Analiza danych

  1. Otwórz plik danych za pomocą ImageJ 1.53 (Fidżi, National Institutes of Health).
    UWAGA: Każdy plik powinien zawierać łącznie 4 filmy z 4 różnych kanałów. Poniższa procedura jest zazwyczaj stosowalna do każdego punktu czasowego, który użytkownik chce analizować.
  2. Użyj kanału SZ22-FITC do identyfikacji konturu trombu oraz użyj 'Polygon selections', aby mniej więcej wybrać powierzchnię trombu (rysunek 5A,B).
  3. Dla każdego kanału użyj Obraz -> Reguluj -> Próg , aby wyeliminować tło (Rysunek 5C), a następnie użyj Analizuj -> Mierz , aby zmierzyć powierzchnię i średnią intensywność sygnału w obrębie trombu.
    UWAGA: SZ22-FITC barwi płytki krwi, a tym samym odzwierciedla rozmiar zakrzepa. W Zestawie 1 fibrynogen-Alexa Fluor 405 odzwierciedla poziom wzbogacenia fibrynogenu, 2.2.9-Alexa Fluor 555 odzwierciedla poziom wzbogacenia czynnika von Willebrand (VWF), a AK4-Alexa Fluor 647 odzwierciedla ekspresję P-selekcji. W Zestawie 2 Annexin V-Pacific Blue odzwierciedla ekspozycję na fosfatydyloserynę (PS), MBC 370.2-Alexa Fluor 555 odzwierciedla aktywację integriny αIIbβ3 do przedłużonej konformacji (E+ αIIbβ3), a PAC-1-Alexa Fluor 647 odzwierciedla pełną aktywację integriny αIIbβ3 (Akt. αIIbβ3)21.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badanie profilowania zakrzepów perfuzuje krew przez kanał stenotyczny, umożliwiając powstawanie krzepca sterowanego ścinaniem, oraz wykonuje wielokolorowe obrazowanie fluorescencyjne w czasie rzeczywistym, aby zebrać wielowymiarowe informacje o utworzonym zakrzepcie. Wykonując eksperymenty z użyciem czujników Zestawu 1 i Zestawu 2, można scharakteryzować zakrzep pod względem takich jak rozmiar, wzbogacenie białek sieciujących (czynnik von Willebranda, fibrynogen), a także poziom aktywacji płytek (odzwierciedlony ekspresj...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Łącząc test zwężenia mikrofluidycznego z wielokolorowym obrazowaniem fluorescencyjnym, test profilowania zakrzepów zapewnia wygodne i skuteczne podejście do badania trombogenezy biomechanicznej oraz mechanobiologii płytek krwi. Z kolei test jest przydatny w wielu zastosowaniach. Na przykład może być używany do przesiewu środków przeciwzakrzepowych, które specyficznie hamują agregację płytek biomechanicznych, gdzie cel molekularny i mechanizm działania można wywnioskować z kodu kreskowego efektu21....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów do ujawnienia.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badania związane z tym artykułem oraz opracowaniem testu profilowania zakrzepów w laboratorium Chena zostały wsparte grantem Narodowego Instytutu Serca, Płuc i Krwi R00HL153678 (Y.C.), National Institute on Aging, nagrodą Claude D. Pepper Older Americans Independence Center Award #P30-AG024832 (Y.C.), UTMB Team Science Pilot Research Award (Y.C.), stypendium podoktorskim American Heart Association 20POST 35080023 (Y.C.), oraz Nagrodę Projektu Transformacyjnego Amerykańskiego Stowarzyszenia Kardiologicznego 25TPA1471420 (Y.C.). Prace te były częściowo realizowane w San Diego Nanotechnology Infrastructure (SDNI) UCSD, będącym członkiem National Nanotechnology Coordinated Infrastructure, wspieranej przez National Science Foundation (Grant ECCS-2025752).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Strzykawki 10 mLHenke Sass Wolf5100-X00V0Pobranie próbki krwi
Rurki falcon o pojemności 15 mLGenesee Scientific28-101Przechowywanie próbek krwi
1 mL gazoszczelna szklana strzykawkaHamilton81331Montaż sprzętu
2.2.9MERU VasImmuneBarwienie zakrzepu
20 igieł sond 20 x 2McMaster-CarrM919Tworzenie urządzeń PDMS
Strzykawki 20 mLHenke Sass Wolf5200-X00V0Pobranie próbki krwi
70% etanoluSigma-AldrichEX0281-1Dezynfekcja gazoszczelnych strzykawek i czyszczenie szkiełek szklanych
AK4-Alexa Fluor 647BioLegend304918Barwienie zakrzepu
Alexa Fluor 405 NHS EsterInvitrogenA30000Znakowanie fibrynogenów
Zestaw do etykietowania przeciwciał Alexa fluor 555InvitrogenA88065Oznaczenia MBC 370.2 i 2.2.9
Annexin V-Pacific BlueInvitrogen501121505Barwienie zakrzepu
Sprzątacz doOffice Depot911245Tworzenie urządzeń PDMS
Zestaw noży hobbystycznych do rękodzieła z drewnianym pudełkiemŁopatki Excel44282Tworzenie urządzeń PDMS
Woda dejonizowana ThermoFisher Scientific  751-628Mycie gazoszczelnych strzykawek
SuszarkaBel ArtF420270000Odgazowywanie PDMS
Jednorazowa wielofunkcyjna szpatułka laboratoryjnaLevGo17211Mieszanie bazy silikonowo-elastomerowej i środka do utwardzania;
Kolumna do usuwania barwników i biotynZebaA44296SZnakowanie fibrynogenów
FibrynogenInnowacyjne badaniaIHUFBG25MGBarwienie zakrzepu
Pompa strzykawkowa Fusion 200-XChemyx Inc.0720XMontaż sprzętu
Heparyna  Sigma-AldrichH3149Antykoagulacja próbki krwi
Generator wysokich częstotliwościElectro-technic product Inc.BD-20Tworzenie urządzeń PDMS
Ludzki monomer VWFSino Biological Inc.10973-H08CPowłoka urządzeń mikrofuidycznych
Oprogramowanie Image J v1.53Fidżi, Narodowy Instytut ZdrowiaAnaliza danych
Mikroskop odwróconyLeicaDM IL PROWADZIŁ; kostka filtra: Leica DFT51010; Latarnia morska: LED5Montaż sprzętu
KimwipesKimberly-Clark Professional34120Czyszczenie szkiełek szklanych
Nasadki zamków luerInternational Medical Industries, Inc.57100BPobranie próbki krwi
MBC 370.2KerafastEBW104Barwienie zakrzepu
Okulary osłonowe na mikroskopPaul Marienfeld GmbH & Kompania KGES0107222Tworzenie urządzeń PDMS
Mini-skrobak do żyletkiStanley28-100Tworzenie urządzeń PDMS
Spektrofotometr UV-Vis NanoDrop 2000Thermo ScientificND-2000Pomiar stężenia białka i stosunku F/P
PiekarnikInstrumenty linii laboratoryjnej3512Tworzenie urządzeń PDMS
PAC-1-Alexa Fluor 647BioLegend362806Barwienie zakrzepu
Plastikowy kubekThermoFisher Scientific  S04589Mieszanie bazy silikonowo-elastomerowej i środka do utwardzania;
SU-8 fotorezysta master  PleśńZakład Czystej Nano3 Nanofabrykacji UC San DiegoTworzenie urządzeń PDMS
Sylgard 184 Zestaw Silikonowego ElastomeraKrayden DowDC4019862PDMS
SZ22-FITC Beckman CoulterIM 1756UBarwienie zakrzepu
RurkiCole-Palmer Instrument Co.06422-01Montaż sprzętu

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lindstrom, M., et al. Global burden of cardiovascular diseases and risks collaboration, 1990-2021. J Am Coll Cardiol. 80 (25), 2372-2425 (2022).
  2. Lim, H. Y., O'malley, C., Donnan, G., Nandurkar, H., Ho, P. A review of global coagulation assays - is there a role in thrombosis risk prediction. Thromb Res. 179, 45-55 (2019).
  3. Paniccia, R., Priora, R., Liotta, A. A., Abbate, R. Platelet function tests: A comparative review. Vasc Health Risk Manag. 11, 133-148 (2015).
  4. Zhang, Y., Jiang, F., Chen, Y., Ju, L. A. Platelet mechanobiology inspired microdevices: From hematological function tests to disease and drug screening. Front Pharmacol. 12, 779753(2021).
  5. Gorog, D. A., et al. First direct comparison of platelet reactivity and thrombolytic status between Japanese and Western volunteers: Possible relationship to the "Japanese paradox". Int J Cardiol. 152 (1), 43-48 (2011).
  6. Gorog, D. A., Becker, R. C. Point-of-care platelet function tests: Relevance to arterial thrombosis and opportunities for improvement. J Thromb Thrombolysis. 51 (1), 1-11 (2021).
  7. Lopez-Jaime, F. J., et al. Clot stiffness measured by seer sonorheometry as a marker of poor prognosis in hospitalized COVID-19 patients. Clin Appl Thromb Hemost. 28, 10760296221112085(2022).
  8. Bochsen, L., Wiinberg, B., Kjelgaard-Hansen, M., Steinbruchel, D. A., Johansson, P. I. Evaluation of the TEG platelet mapping assay in blood donors. Thromb J. 5, 3(2007).
  9. Lipets, E. N., Ataullakhanov, F. I. Global assays of hemostasis in the diagnostics of hypercoagulation and evaluation of thrombosis risk. Thromb J. 13 (1), 4(2015).
  10. Thromboelastography loinc code 67790-6. , LOINC Committee. (2022).
  11. Volod, O., Viola, F. The quantra system: System description and protocols for measurements. Methods Mol Biol. 2663, 743-761 (2023).
  12. Nesbitt, W. S., et al. A shear gradient-dependent platelet aggregation mechanism drives thrombus formation. Nature Medicine. 15 (6), 665-673 (2009).
  13. Chen, Y., et al. An integrin alphaiibbeta3 intermediate affinity state mediates biomechanical platelet aggregation. Nat Mater. 18 (7), 760-769 (2019).
  14. Li, M., Hotaling, N. A., Ku, D. N., Forest, C. R. Microfluidic thrombosis under multiple shear rates and antiplatelet therapy doses. PLoS One. 9 (1), e82493(2014).
  15. Colace, T. V., Diamond, S. L. Direct observation of von Willebrand factor elongation and fiber formation on collagen during acute whole blood exposure to pathological flow. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 33 (1), 105-113 (2013).
  16. Westein, E., et al. Atherosclerotic geometries exacerbate pathological thrombus formation poststenosis in a von Willebrand factor-dependent manner. Proc Natl Acad Sci USA. 110 (4), 1357-1362 (2013).
  17. Brazilek, R. J., et al. Application of a strain rate gradient microfluidic device to von Willebrand's disease screening. Lab Chip. 17 (15), 2595-2608 (2017).
  18. Tovar-Lopez, F. J., et al. A microfluidics device to monitor platelet aggregation dynamics in response to strain rate micro-gradients in flowing blood. Lab Chip. 10 (3), 291-302 (2010).
  19. Kim, D. A., Ku, D. N. Structure of shear-induced platelet aggregated clot formed in an in vitro arterial thrombosis model. Blood Adv. 6 (9), 2872-2883 (2022).
  20. Receveur, N., et al. Shear rate gradients promote a bi-phasic thrombus formation on weak adhesive proteins, such as fibrinogen, in a vwf-dependent manner. Haematologica. 105 (10), 2471-2483 (2020).
  21. Din, M., et al. Multi-parametric thrombus profiling microfluidics detects intensified biomechanical thrombogenesis associated with hypertension and aging. Nat Commun. 15, 9067(2024).
  22. Stein, P. D., Sabbah, H. N. Measured turbulence and its effect on thrombus formation. Circ Res. 35 (4), 608-614 (1974).
  23. Mahalingam, A., et al. Numerical analysis of the effect of turbulence transition on the hemodynamic parameters in human coronary arteries. Cardiovasc Diagn Ther. 6 (3), 208-220 (2016).
  24. Thomson, E. E., et al. Gigapixel imaging with a novel multi-camera array microscope. Elife. 11, e74988(2022).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Thrombus ProfilingBiomechanical ThrombogenesisMicrofluidic DevicesPlatelet ActivationFluorescence ImagingArterial ThrombosisVon Willebrand FactorProthrombotic TendencySyringe PumpImageJ Analysis

Related Articles