Method Article

Гемосовместимость Тестирование кровоконтактных имплантатов в модели петли потока, имитирующей поток крови человека

DOI:

10.3791/60610

⸱

March 5th, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Thoracic, Cardiac and Vascular Surgery, University Hospital Tuebingen, 2Acandis GmbH, 3Institute of Biomedical Engineering, University of Stuttgart, 4Institute of Macromolecular Chemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic

In This Article

Summary

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

Этот протокол описывает комплексную оценку гемосовместимости кроветковых устройств с использованием нейрососудистых имплантатов с лазерной резкой. Модель петли потока со свежей, гепаринной человеческой кровью применяется для имитации кровотока. После перфузии анализируются различные гематологические маркеры и сравниваются с значениями, полученными сразу после сбора крови для оценки гемосовместимости исследуемых устройств.

Abstract

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

Растущее использование медицинских приборов (например, сосудистых трансплантатов, стентов и сердечных катетеров) для временных или постоянных целей, остающихся в системе кровообращения организма, требует надежного и многопараметрического подхода, который оценивает возможные гематологические осложнения, вызванные этими устройствами (т.е. активация и разрушение компонентов крови). Всеобъемлющее тестирование на гемосовместимость в пробирке имплантатов, контактирующих с кровью, является первым шагом на пути к успешной реализации in vivo. Поэтому обширный анализ в соответствии с Международной организацией по стандартизации 10993-4 (ISO 10993-4) является обязательным до клинического применения. Представленный цикл потока описывает чувствительную модель для анализа гемостатической производительности стентов (в данном случае, нервно-сосудистых) и выявления побочных эффектов. Использование свежей человеческой цельной крови и нежный отбор проб крови имеют важное значение, чтобы избежать преактивации крови. Кровь пронизана гепариной трубкой, содержащей испытательный образец, используя перистальтический насос со скоростью 150 мл/мин при 37 градусах По цельсию в течение 60 мин. До и после перфузии гематологические маркеры (т.е., количество клеток крови, гемоглобин, гематокрит и плазматические маркеры), указывающие на активацию лейкоцитов (полиморфоядерная «ПМН-эластаза»), тромбоцитов (з-тромболобулин, ц-ТГ), системы коагуляции (томбин-антитромбин III «Тат» и В заключение мы представляем важную и надежную модель для обширного гемосовместимости тестирования стентов и других кровоконтактных устройств до клинического применения.

Introduction

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

Применение in vivo имплантатов и биоматериалов, которые взаимодействуют с человеческой кровью, требует интенсивного доклинического тестирования, фокусирующегося на исследовании различных маркеров гемостатической системы. Международная организация по стандартизации 10993-4 (ISO 10993-4) определяет основные принципы оценки кроветворных устройств (т.е. стентов и сосудистых трансплантатов) и рассматривает конструкцию устройства, клиническую полезность и необходимые материалы1.

Человеческая кровь представляет собой жидкость, которая содержит различные белки плазмы и клетки, в том числе лейкоциты (белые кровяные клетки), э....

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

Protocol

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

Процедура отбора проб крови была одобрена Комитетом по этике медицинского факультета Университета Тюбингена (код идентификации проекта: 270/2010BO1). Все субъекты представили письменное, информированное согласие на включение до участия.

1. Подготовка гепаринов-загруженных моноветт

  1. Смешайте неразбавленный гепарин (5000 МЕ/мл) с хлоридом натрия (NaCl, 0.9%) раствор и подготовить раствор с результирующей концентрацией 15 МЕ/мл гепарина.
  2. Добавьте 900 л разбавленного раствора гепарина к каждому нейтральному моновате (9 мл), чтобы получить окончательную концентрацию гепарина 1,5 МЕ/мл после взятия крови. Подготовьте три монове....

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

Results

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

Кратко обобщено, человеческая цельная кровь была собрана в гепарина загруженных моноветтах затем объединились и использовались для оценки базовых уровней клеточных отсчетов, а также плазматических маркеров гемосовместимости.

Впоследствии труба, содержащая образцы нервно-сосудистых имплантатов, была заполнена, и кровь пронизана в течение 60 мин при 150 мл/мин и 37 градусов по Цельсию с помощью перистальтального насоса. Опять же, количество клеток было проанализировано во всех группах, и образцы.......

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

Discussion

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

Представленный протокол описывает всеобъемлющий и надежный метод для гемосовместимости тестирования кровоконтактных имплантатов в соответствии с ISO 10993-4 в модели потока сдвига, имитирующей поток крови человека. Это исследование основано на тестировании лазерной огранки нейрососудистых имплантатов, но может быть выполнено с различными образцами. Результаты показывают, что этот метод позволяет широкий анализ различных параметров, таких как количество клеток крови, распространенность нескольких маркеров гемосовместимост.......

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

Disclosures

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

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

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

За выполнение сканирующей электронной микроскопии мы благодарим Эрнста Швайзера из секции медицинской материаловедения Университетской больницы Тубингена. Исследование было поддержано Министерством образования, молодежи и спорта ЧР в рамках Национальной программы устойчивого развития II (проект BIOCEV-FAR L-1604) и проектом Чешского научного фонда No 18-01163S.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
aqua ad iniectabiliaFresenius-Kabi, Bad-Homburg, Германия1088813
beta-TG ELISADiagnostica Stago, Duesseldorf, Germany00950
Centrifuge Rotana 460 RAndreas Hettich, Tuttlingen,Germany-Citrat
monovettes (1,4 мл)Sarstedt, Nü mbrecht, Германия6,16,68,001
CTAD monovettes (2,7 мл)BD Biosciences, Гейдельберг, Германия367562
EDTA monovettes (1,2 мл)Sarstedt, Nü mbrecht, Германия6,16,62,001
Этанол p.A. (1000 мл)AppliChem, Дармштадт, Германия1,31,08,61,611
Глутаральдегид (25 % в воде)SERVA Electrophoresis, Гейдельберг, Германия23114.01
Гепариновое покрытие для трубокEnsion, Питтсбург, США-Гепарин-Натриум
(25.000 IE/ 5 мл)LEO Pharma, Ной-Изенбург, ГерманияPZN 15261203
Mithras LB 940Berthold, Бад Вильдбад,Германия-NaCl
0,9%Fresenius-Kabi, Бад-Хомбург, Германия1312813
Нейтральные моноветты (9 мл)Sarstedt, Nü mbrecht, Германия2,10,63,001
PBS буфер (без Ca2+/Mg2+)Thermo Fisher Scientific, Дармштадт, Германия70011044
Перистальтический насос ISM444BCole Parmer, Вертхайм, Германия3475
Пипетка (100 µ L)Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Германия3124000075
Дозатор (1000 &микро; L)Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Германия3123000063
Пластиковый контейнер (100 мл)Sarstedt, Nü mbrecht, Германия7,55,62,300
PMN-эластаза ELISADemeditec Diagnostics, Киль ГерманияDEH3311
Поливинилхлоридная трубкаSaint-Gobain Performance Plastics Inc., CourbevoieFrance-Reaction
Tubes (1,5 мл)Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Германия30123328
нейроваскулярные имплантаты лазерной резкойAcandis GmbH, Pforzheim01-0011x
SC5b-9 ELISATECOmedical, Буэнде, ГерманияA029
Сканирующий электронный микроскопCambridge Instruments, Кембридж,
лента (96 луночная пластина)Thermo Fisher Scientific, Дармштадт, Германия15036
Шприц 10/12 мл Norm-JectHenke-Sass-Wolf, Туттлинген, Германия10080010
ТАТ микро комплектSiemens Healthcare, Марбург, ГерманияOWMG15
Водяная баня типа 1083Gesellschaft fü r Labortechnik, Бургведель, Германия-
Мультипланшетный считыватель Великобритания-Уплотнительная

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. ISO. Biological evaluation of medical devices. , ISO 10993-4 (2002).
  2. Weber, M., et al. Blood-Contacting Biomaterials: In Vitro Evaluation of the Hemocompatibility. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 6, 99(2018).
  3. Li, Y., Boraschi, D.

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

Hemocompatibility TestingBlood Contacting ImplantsFlow Loop ModelISO 10993 4Stent EvaluationWhole Blood PerfusionPlatelet ActivationCoagulation AnalysisComplement ActivationScanning Electron Microscopy

Related Articles