Nowy model ex vivo do oceny właściwości endoskopowego materiału do iniekcji podśluzówkowej
19 października 2018
Opracowaliśmy nowy model ex vivo, który stosuje stałe napięcie do próbki żołądka świni. Rozwój ten umożliwił dokładną ocenę wydajności (wysokości i czasu trwania uniesienia podśluzówkowego) różnych kart SIM. Wyjaśniono szczegółową metodologię konfiguracji tego nowego modelu.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie biomedycyny dotyczące interesującej nas materii medycznej. Główną zaletą tej techniki jest to, że wykonywanie różnych iniekcji podśluzówkowych może być oceniane dokładniej niż w przypadku konwencjonalnych metod. Zacznij od wycięcia sześciu na sześć centymetrów kwadratowych z górnej trzeciej części żołądka świni i natychmiast przechowuj próbki w temperaturze minus 30 stopni Celsjusza.
Aby ustawić urządzenie trakcyjne, podłącz klips ze stali nierdzewnej do drutu klucza i haczyka w kształcie litery S, a następnie podłącz przewód klucza i hak do obciążnika. Podłącz hak do drugiego końca drutu i zamocuj koła pasowe na obu końcach podstawy. Następnie umieść gumową płytkę o wymiarach sześć na sześć centymetrów na środku podstawy i umieść rozmrożoną próbkę żołądkową na gumowej płytce.
Następnie ściśnij końce próbki za pomocą klipsa urządzenia trakcyjnego, zawieś ciężar przez oba koła pasowe, aby przyłożyć stałe napięcie do próbki i użyj cyfrowego miernika do pomiaru wysokości podśluzówkowej przed wstrzyknięciem. Następnie zamocuj rysik na wysokości powierzchni błony śluzowej i naciśnij ustawienie wstępne, aby wykonać regulację punktu zerowego wysokościomierza. Aby wykonać zabieg uniesienia błony podśluzówkowej, użyj strzykawki o pojemności 2,5 mililitra wyposażonej w igłę o rozmiarze 23, aby wstrzyknąć dwa mililitry 0,4% hialuronianu sodu poziomo do błony podśluzówkowej z brzegów próbki.
Następnie za pomocą miernika cyfrowego należy natychmiast zmierzyć wysokość uniesienia błony podśluzówkowej, a po wstrzyknięciu we wskazanych punktach czasowych. Rejestrowanie wysokości wyświetlanej na wysokościomierzu, podczas mocowania rysika do górnej części rzędnej podśluzówkowej. W tych reprezentatywnych eksperymentach wysokość uniesienia podśluzówkowego mierzono po zwykłym wstrzyknięciu soli fizjologicznej lub kwasu hialuronianowego, przy użyciu konwencjonalnych i nowych modeli analizy ex vivo.
Chociaż wysokość uniesienia podśluzówkowego zmniejszała się z czasem po wstrzyknięciu któregokolwiek z roztworów, w obu modelach wynikowa wysokość uniesienia podśluzówkowego po wstrzyknięciu kwasu hialuronianowego była konsekwentnie wyższa niż ta zmierzona po normalnym wstrzyknięciu soli fizjologicznej, niezależnie od czasu po wstrzyknięciu. Warto zauważyć, że zastosowanie stałego napięcia skutkowało mniejszą ogólną zmiennością pomiarów w porównaniu z konwencjonalnym modelem pomiaru bez naprężenia. Rzeczywiście, wysokość podśluzówkowej uzyskana przy napięciu 3,0 niutonów była znacznie niższa niż wysokość podśluzówkowa uzyskana przy 1,5 niutona.
Natomiast nie zaobserwowano istotnych różnic w wysokości uniesienia podśluzówkowego przy użyciu modelu konwencjonalnego, w porównaniu z którymkolwiek z modeli o stałym napięciu. Po jej opracowaniu, technika ta toruje drogę naukowcom w dziedzinie zagadnień biomedycznych, aby wyrazić zastosowanie wysokowydajnych materiałów do iniekcji podśluzówkowych w terapii endoskopowej.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia nowy model ex vivo do oceny skuteczności materiałów do wtryskiwania podśluzówkowego (SIMs) z wykorzystaniem preparatów żołądka świni. Model ten pozwala na zastosowanie stałego napięcia, co umożliwia dokładną ocenę wysokości i czasu trwania uniesienia podśluzówkowego.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Inżynieria biomedyczna
- Gastrologia
- Modele ex vivo
Wstęp
- Tradycyjne metody oceny SIM mogą charakteryzować się niską dokładnością.
- Aplikacja stałego napięcia może poprawić wyniki eksperymentalne.
- Próbki żołądka świńskiego stanowią odpowiedni model biologiczny.
- Zrozumienie wydajności SIM jest kluczowe dla zastosowań medycznych.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnego modelu ex vivo do oceny SIM.
- Poprawa dokładności ocen wydajności różnych systemów SIM.
- Przedstawienie szczegółowej metodologii dla przyszłych badań.
Zastosowane metody
- Przygotowanie preparatów żołądka świni poprzez wycinanie i mrożenie.
- Konfiguracja urządzenia do trakcji z wykorzystaniem klipsów ze stali nierdzewnej i obciążników.
- Przyłożenie stałego napięcia do preparatów żołądka.
- Pomiar wysokości i czasu trwania uniesienia błony podśluzowej.
Główne wyniki
- Nowy model umożliwia precyzyjną ocenę wydajności SIM.
- Spójne przyłożenie napięcia prowadzi do powtarzalnych wyników.
- Wysokość i czas trwania uniesienia podśluzówkowego mogą być dokładnie mierzone.
- Metoda ta wykazuje przewagę nad konwencjonalnymi technikami oceny.
Wnioski
- Opracowany model ex vivo stanowi znaczący postęp w ocenie SIM.
- Stanowi on podstawę dla przyszłych badań w dziedzinie biomedycyny.
- Dokładna ocena SIM może poprawić wyniki kliniczne.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Dokładna ocena materiałów do wtryskiwania podśluzówkowego (SIMs) ma kluczowe znaczenie dla rozwoju terapii endoskopowych w leczeniu wczesnego raka przewodu pokarmowego. Nowy model ex vivo umożliwia precyzyjny i powtarzalny pomiar wysokości uniesienia podśluzówki przy stałym napięciu, co zmniejsza zmienność i zwiększa pewność prognostyczną w ocenie skuteczności SIMs. Wspiera to walidację celów oraz identyfikację wiodących kandydatów poprzez wyłonienie krytycznych czynników wydajności, które determinują rozwój i priorytetyzację SIMs.
Strategiczne Zastosowania w Badaniach i Rozwoju Biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez kwantyfikację wydajności SIM w kontrolowanych warunkach biomechanicznych.
- Wartość operacyjna: Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego dzięki powtarzalnym pomiarom uniesienia podśluzowego, które wyjaśniają walidację celów funkcjonalnych.
- Wartość prognostyczna: Identyfikuje krytyczne czynniki determinujące wydajność SIM, umożliwiając selekcję portfela opartą na danych oraz identyfikację wiodących kandydatów.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowuje zwalidowane układy biologiczne do dalszego przesiewania poprzez standaryzację oceny SIM w jednolitych warunkach napięcia.
- Wartość operacyjna: Zwiększa powtarzalność testów i niezawodność wyników ilościowych dzięki zastosowaniu stałego napięcia oraz pomiarom za pomocą cyfrowego wskaźnika wysokości.
- Wartość strategiczna: Poprawia gotowość do przesiewania i skalowalność poprzez ograniczenie zmienności pomiarów, co wspiera wiarygodną ocenę związków w różnych typach SIM.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Zapewnia istotny w kontekście chorobowym model żołądka świńskiego ex vivo, który jest spójny z opracowywaniem biomarkerów translacyjnych dla terapii endoskopowej.
- Wartość operacyjna: Zapewnia ciągłość od etapu odkrywania po walidację przedkliniczną poprzez dostarczanie spójnych i mierzalnych danych dotyczących wydajności SIM.
- Wartość strategiczna: Wspiera decyzje dotyczące postępów skorygowane o ryzyko, umożliwiając dokładne porównanie SIM, co zmniejsza ryzyko biologiczne na późnych etapach rozwoju terapeutycznego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum procesów badawczych – od wczesnej fazy odkrywania, poprzez identyfikację wiodących związków, aż po walidację przedkliniczną – dostarczając ilościowych i powtarzalnych danych dotyczących wydajności SIM, które stanowią podstawę do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu dalszych prac.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków poprzez umożliwienie precyzyjnego pomiaru uniesienia podśluzówki jako funkcjonalnego wskaźnika skuteczności SIM.
- Screening: Zapewnia gotowość testu i wyniki ilościowe dzięki ustandaryzowanemu przyłożeniu napięcia oraz pomiarowi cyfrowym manometrem, co gwarantuje wiarygodne porównanie SIM.
- Analityka: Generuje mierzalne, statystycznie porównywalne dane dotyczące wysokości i czasu trwania uniesienia podśluzówki, które pomagają zespołom ocenić działanie SIM w różnych warunkach.
- Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość przedkliniczną dzięki zastosowaniu fizjologicznie istotnego modelu żołądka świni, który naśladuje odpowiedź tkanki podśluzówkowej człowieka.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnego użytku platformę do oceny SIM, którą można zastosować w wielu projektach i dla różnych typów materiałów, co ogranicza powielanie prac nad rozwojem modelu.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie wydajności SIM poprzez redukcję zmienności i umożliwienie dokładnego wykrywania różnic w wydajności.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację i powtarzalność dzięki zastosowaniu stałego napięcia oraz zestandaryzowanemu przygotowaniu próbek.
- Wartość strategiczna: Zwiększa efektywność kapitałową poprzez przyspieszenie tempa rozwoju SIM dzięki szybkiej identyfikacji krytycznych czynników wydajności.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia ustalanie priorytetów z uwzględnieniem ryzyka oraz podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju w oparciu o mierzalne i powtarzalne wskaźniki wydajności SIM.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy z zakresu inżynierii biomedycznej oraz doświadczenia w obchodzeniu się z tkankami ex vivo w celu prawidłowego przygotowania preparatów i konfiguracji urządzenia.
- Zależy od instrumentarium, w tym od klipsów ze stali nierdzewnej, obciążników, bloczków, gumowych płyt oraz cyfrowych wysokościomierzy służących do przykładania i pomiaru naprężenia.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w zakresie pozyskiwania preparatów, protokołów mrożenia oraz kalibracji naprężenia w celu zapewnienia powtarzalności wyników pomiędzy laboratoriami.
- Wiąże się z koniecznością uwzględnienia adaptacji przy zastosowaniu modelu do różnych typów tkanek lub gatunków innych niż świńskie preparaty żołądka.
- Obejmuje ograniczenia praktyczne, takie jak konieczność natychmiastowego wykorzystania preparatu po rozmrożeniu oraz potencjalna degradacja tkanki w czasie, co może wpływać na spójność pomiarów.
