Kontrolowane odwracalne niedokrwienie tętnic trzewnych, przekrwienie żył i połączona malperfuzja poprzez laparotomię w linii środkowej u szczurów
5 lipca 2024
Ten artykuł wprowadza ustandaryzowaną procedurę kontrolowanego, odwracalnego malperfuzji narządów trzewnych w modelach szczurzych. Celem jest wywołanie tych stanów nieprawidłowej perfuzji z wysokim stopniem pewności metodologicznej i kontroli, przy jednoczesnym zachowaniu prostoty technicznej i odporności na błędy.
Zakres naszych badań obejmuje charakterystykę spektralną fizjologicznych i sperperperowanych narządów i tkanek. Mamy nadzieję, że dzięki obrazowaniu hiperspektralnej będziemy w stanie wiarygodnie identyfikować i różnicować stany złej perfuzji w różnych tkankach oraz ustanowić tę technologię jako nowy filar diagnostyczny w medycynie, który wypełni istniejące luki diagnostyczne. Aktualnymi wyzwaniami eksperymentalnymi w zakresie charakterystyki spektralnej narządów z wadą sfuzji był po pierwsze brak protokołów eksperymentalnych dla standaryzowanej indukcji różnych stanów niedokrwienia, a także dążenie do odwracalności.
Nasze wyniki utorowały drogę do pytań naukowo-badawczych dotyczących systematycznego badania wpływu malperfuzji trzewnej na poziomie biomolekularnym, spektralnym, medycznym, a także chirurgicznym z możliwością uzyskania wysokiej rozdzielczości czasowej, a także odwracalności stanu złej perperfuzji. Aby rozpocząć, umieść znieczulonego szczura na stole operacyjnym w celu laparotomii. Wykonaj siedmiocentymetrowe nacięcie skóry nad brzuchem i rozetnij powięź.
Zszyj haczyki do przygotowania chirurgicznego z dołączonymi plastikowymi rurkami i chirurgicznymi klamrami na komary przez skórę. Odsłonić miejsce chirurgiczne za pomocą haczyków do przygotowania chirurgicznego, napinając tkankę. Umieść część kompresu chirurgicznego poniżej mostka i wyetnij mieczyk mieczykowaty mocnymi nożyczkami materiałowymi.
Za pomocą kompresu chirurgicznego uciskaj obszar resekcji, aby uzyskać wystarczającą hemostazę tego dobrze ukrwionego obszaru. Następnie zmobilizuj wątrobę grzbietową i rozetnij odsłonięte więzadło pospolite. Za pomocą atraumatycznych narzędzi przygotowawczych wykonaj lewą medializację górnych narządów jamy brzusznej, aby uzyskać dostęp do lewej tętnicy nadnerczy.
Następnie zidentyfikuj miejsce pulsujące, przyśrodkowe do przedłużenia czaszki lewej tętnicy nadnerczy. Za pomocą zacisków overholt przejdź przez tkankę miękką w celu rozwarstwienia i tunelu aorty brzusznej na najbardziej czaszkowym końcu. Zawiesić aortę za pomocą silikonowej pętli na naczynia.
Następnie nałóż odpowiedni zacisk mikronaczyniowy tętniaka za pomocą silikonowej pętli, aby lekko zwichnąć aortę brzusznie i poprowadź zacisk mikronaczyniowy tętniaka wzdłuż pętli, aby zagwarantować izolowane zaciskanie aorty. Usuń zacisk mikronaczyniowy po pożądanym czasie złej perfuzji, aby uzyskać reperfuzję narządów. Używając atraumatycznych narzędzi przygotowawczych, zmobilizuj wątrobę w prawo i ostro rozetnij więzadła wątrobowe, aby jeszcze bardziej zlateralizować wątrobę.
Za pomocą zacisków overholt otwórz przestrzeń zawątrobową w lewej skorupie przepony i przedrąż tunel w żyle przedziałowej. Po przetarciu żyły głównej silikonową pętlą naczyniową, należy założyć odpowiedni zacisk mikronaczyniowy tętniaka za pomocą pętli, aby lekko zjadła żyłę brzusznie. Następnie przesuń zacisk mikronaczyniowy tętniaka wzdłuż pętli, aby zapewnić izolowane zaciśnięcie żyły.
Usuń zacisk mikronaczyniowy po pożądanym czasie złej perfuzji, aby uzyskać reperfuzję narządów. Po zaciśnięciu aorty i żyły jamy głównej należy ponownie założyć zacisk mikronaczyniowy tętniaka na oba naczynia, ponownie za pomocą silikonowej pętli. Usuń zacisk mikronaczyniowy po pożądanym czasie złej perfuzji, aby uzyskać reperfuzję narządów.
Obrazowanie hiperspektralne wykorzystano do walidacji czterech różnych stanów złej perfuzji. Zmierzono parametry wskaźnika natlenienia i perfuzji w pięciu narządach trzewnych, wykazując znaczne zmniejszenie tych wartości podczas malperfuzji w porównaniu z normalnymi stanami fizjologicznymi. Szczególnie dla żołądka ustalone wartości nasycenia tlenem wahają się od perfuzji fizjologicznej na poziomie około 64,1% do niższych wartości w różnych stanach złej perfuzji, przy czym najniższa wynosi 39,3% dla połączonej wady, co wskazuje na ciężkie stany niedokrwienne.
Przegląd
W niniejszym artykule przedstawiono zestandaryzowaną procedurę indukowania kontrolowanej, odwracalnej hipoperfuzji narządów trzewnych w modelach szczurzych. Metodologia ta ma na celu zapewnienie wysokiej pewności i kontroli przy zachowaniu prostoty technicznej.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Fizjologia
- Obrazowanie medyczne
Wprowadzenie
- Stany niedoperfuzji mogą znacząco wpływać na funkcje narządów.
- Obecne metody diagnostyki niedoperfuzji są ograniczone.
- Obrazowanie hiperspektralne oferuje potencjalne rozwiązanie w celu identyfikacji niedoperfuzji.
- Brakuje ustandaryzowanych protokołów indukcji niedoperfuzji.
Cel badania
- Opracowanie niezawodnej metody indukowania hipoperfuzji w modelach szczurzych.
- Wykorzystanie obrazowania hiperspektralnego do charakterystyki narządów z zaburzoną perfuzją.
- Ustanowienie nowego podejścia diagnostycznego w celu identyfikacji stanów hipoperfuzji.
Zastosowane metody
- Indukcja malperfuzji za pomocą technik chirurgicznych na modelach szczurzych.
- Zastosowanie mikronaczyniowych zacisków tętniaka do kontrolowanej malperfuzji.
- Wykorzystanie obrazowania hiperspektralnego do oceny oksygenacji i perfuzji.
- Pomiar parametrów fizjologicznych w różnych narządach trzewnych.
Główne wyniki
- Cztery odrębne stany niedokrwienia zostały zwalidowane przy użyciu obrazowania hiperspektralnego.
- Podczas niedokrwienia zaobserwowano znaczne zmniejszenie utlenowania i perfuzji.
- Wartości saturacji tlenem różniły się znacząco, co wskazywało na występowanie warunków niedokrwiennych.
- Badanie to stanowi podstawę do dalszych analiz w zakresie niedokrwienia trzewnego.
Wnioski
- Znormalizowana procedura umożliwia powtarzalne badania malperfuzji.
- Obrazowanie hiperspektralne pozwala skutecznie rozróżnić stany malperfuzji.
- Niniejsze badanie otwiera nowe możliwości udoskonalenia metod diagnostycznych w medycynie.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Kontrolowana, odwracalna indukcja niedoperfuzji trzewnej w modelach szczurzych umożliwia rygorystyczną weryfikację hipotez dotyczących mechanizmów perfuzji tkanek oraz walidację biomarkerów obrazowych. Model ten wypełnia istotną lukę w badaniach przedklinicznych, zapewniając standaryzowane i powtarzalne warunki oceny metod diagnostycznych oraz interwencji terapeutycznych ukierunkowanych na niedokrwienie i zastój krwi. Podejście to zwiększa wiarygodność prognostyczną w punkcie przejścia z fazy odkrycia do badań przedklinicznych w przypadku portfeli projektów ukierunkowanych na naczynia i tkanki.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia analizę mechanistyczną niedokrwienia tętniczego, zastoju żylnego oraz połączonej złej perfuzji w kontrolowanym systemie in vivo.
- Wspiera walidację funkcjonalną celów dla szlaków naczyniowych i ochronnych dla tkanek.
- Ułatwia biologiczną ocenę ryzyka poprzez izolację konkretnych deficytów perfuzji oraz ich skutków molekularnych.
- Zapewnia platformę do oceny wpływu potencjalnych interwencji na określone stany złej perfuzji.
Przesiew i opracowanie testu
- Ustanawia zwalidowane, powtarzalne stany niedoperfuzji do późniejszego obrazowania i opracowywania testów biomarkerów.
- Umożliwia ilościowy pomiar wskaźników oksygenacji i perfuzji w wielu narządach z wykorzystaniem obrazowania hiperspektralnego.
- Wspiera standaryzację odczytów obrazowania w celu obiektywnego porównania potencjalnych metod diagnostycznych lub terapeutycznych.
- Przygotowuje systemy biologiczne do skalowalnego przesiewu związków lub środków obrazujących celujących w deficyty perfuzji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Usprawnia dopasowanie modeli przedklinicznych do mechanizmów zaburzeń perfuzji istotnych dla choroby, obserwowanych w warunkach klinicznych.
- Umożliwia translacyjną walidację biomarkerów poprzez korelację wyników obrazowania z określonymi stanami fizjologicznymi.
- Wspiera dostosowany do ryzyka rozwój kandydatów na leki, dostarczając wiarygodnych, odwracalnych punktów końcowych do oceny skuteczności i bezpieczeństwa.
- Ułatwia zachowanie ciągłości od etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej w programach dotyczących naczyń krwionośnych i ochrony tkanek.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model ten integruje się z continuum od odkrycia do badań przedklinicznych, umożliwiając weryfikację hipotez, obrazowanie ilościowe oraz dostosowanie translacyjnych biomarkerów w ramach prac badawczo-rozwojowych ukierunkowanych na naczynia krwionośne i tkanki.
- Biologia odkrywcza: Zapewnia platformę do izolowania i testowania konkretnych hipotez dotyczących zaburzeń perfuzji in vivo.
- Przesiewowanie: Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki obrazowania niezbędne do opracowywania testów i oceny związków.
- Analityka: Umożliwia statystyczne porównanie wskaźników utlenowania i perfuzji w różnych warunkach eksperymentalnych.
- Badania translacyjne: Łączy wyniki przedkliniczne z obrazowaniem klinicznym i strategiami biomarkerowymi w zespołach zaburzeń perfuzji.
- Zastosowanie w przedsiębiorstwach: Oferuje ustandaryzowany, wielokrotnego użytku model dla różnorodnych inicjatyw badawczych w zakresie naczyń krwionośnych i ochrony tkanek.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach ukierunkowanych na perfuzję.
- Wartość operacyjna: Poprawia powtarzalność, standaryzację i skalowalność badań in vivo nad malperfuzją.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową poprzez dostarczenie solidnych, ilościowych punktów końcowych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydatów w obszarze ochrony naczyniowej i tkankowej.
Kwestie związane z wdrożeniem
- Wymaga doświadczenia chirurgicznego w zakresie laparotomii gryzoni oraz technik zaciskania naczyń.
- Wymaga dostępu do systemów obrazowania hiperspektralnego i infrastruktury analitycznej ilościowej.
- Konieczna jest standaryzacja protokołów chirurgicznych i odczytów obrazowania pomiędzy zespołami.
- Adaptacja do innych gatunków lub układów organów może wymagać optymalizacji protokołu.
- Ograniczenia obejmują konieczność precyzyjnego przestrzegania czasu oraz spójności technicznej w celu zapewnienia odwracalności i powtarzalności.
