Трансламинарная модель автономной системы для модуляции внутриглазного и внутричерепного давления в задних сегментах донора человека

Эта новая трансламинарная автономная система глаза использует задний сегмент человека для независимого регулирования внутриглазного и внутричерепного давления для создания градиента трансламинарного давления. Модель TAS позволяет оценить внутричерепное давление человека ex vivo, доклиническим способом, который ранее не мог быть изучен. Эта модель потенциально может быть использована для изучения таких заболеваний, как глаукома, черепно-мозговая травма, идиопатическая внутричерепная гипертензия и нейроглазной синдром, связанный с космическими полетами.

Чтобы настроить шприцы с притоком, загрузите в 30-миллилитровый шприц 30 миллилитров интересующей перфузионной жидкости и прикрепите к шприцу трехсторонний стопорный кран. Подсоедините гидрофильный фильтр 0,22 микрометра к запорному крану и прикрепите адаптер Люэра 15-го калибра к гидрофильному фильтру 0,22 микрометра. После удаления пузырьков воздуха из установки шприца подсоедините трубку к адаптеру луэровского заглушки и закройте боковое отверстие запорного крана невентилируемой универсальной стопорной крышкой.

После установки второго входного шприца, как показано выше, пометьте один канал шприца одним ВЧД, а другой канал шприца — двумя ВГД. Затем установите шприцы для оттока так, как только что показано, но без загрузки шприцев инфузионной средой. Чтобы подготовить образец всего глазного яблока человека, удалите оболочку зрительного нерва и удалите стекловидное тело из заднего сегмента.

Чтобы обеспечить хорошее прилегание к круглому куполу камеры ВГД, при необходимости обрезайте дополнительные склеры из заднего сегмента и используйте щипцы, чтобы обеспечить равномерное распределение сетчатки по задней части сегмента человека. Затем поместите сегмент в камеру ВГД TAS над круглым куполом зрительным нервом вверх и используйте уплотнительное кольцо из эпоксидной смолы и четыре винта для герметизации заднего сегмента. Чтобы настроить камеру ВГД, вставьте трубку во входное и выходное отверстия камеры и вставьте входной шприц ВГД во входной порт.

Вставьте пустой шприц для оттока ВГД в выходной порт и используйте метод push/pull для медленного вливания перфузионной среды во входной порт для заполнения заднего наглазника, одновременно медленно вытягивая перфузионную среду через выходной шприц для удаления любых пузырьков воздуха из трубопроводов. Как только во входной и выходной трубках освободятся пузырьки воздуха, остановите инфузию и заблокируйте запорные краны в выключенном положении. Извлеките шприц из ВГД в узле фильтра порта и снова наполните шприц 30 миллиметрами среды, затем снова вставьте комплект шприца в узел фильтра.

Чтобы установить камеру ВЧД, поместите камеру на заднюю часть заднего сегмента, следя за тем, чтобы зрительный нерв находился внутри верхней камеры, и запечатайте верхнюю камеру четырьмя винтами, затем вставьте трубку во входной и внешний порты камеры ВЧД, входной шприц ВЧД во входной порт. и пустой выпускной шприц ICP в выходной порт для промывки системы средой, как только что продемонстрировано. Чтобы настроить систему записи данных, включите восьмиканальный источник питания и компьютер, а затем запустите программное обеспечение для сбора данных. Выберите Файл и Новый и выберите Настройка и настройки канала.

Выберите три канала и переименуйте их так, как указано на рисунке. Выберите два милливольта для параметра Диапазон на всех каналах if и в столбце Расчет выберите Без расчета для первого и второго каналов. Выберите Арифметика для третьего канала В окне Формула в разделе Каналы выберите Ch 2.

В разделе Функция выберите Математика и Минус, а в разделе Каналы выберите Ch 1. Чтобы настроить и откалибровать преобразователи гидростатического давления, подключите преобразователи гидростатического давления к линиям преобразователя, подключенным к многоканальному мостовому усилителю, и прикрепите пустой 30-миллилитровый шприц к боковому порту преобразователя давления ICP первого канала. Прикрепите сфигмоманометр к нижней части первого канала датчика давления ICP и нажмите стрелку рядом со временем отбора проб, чтобы установить скорость отбора проб на 100.

Выберите «Мостовой усилитель», «Сетевой фильтр» и «Ноль» и подождите, пока система обнулится, стараясь не перемещать датчик давления. Далее зажмите белые выступы датчика давления и протолкните воздух через датчик до тех пор, пока на сфигмоманометре не получится 40 миллиметров ртутного столба, затем отпустите белые язычки и извлеките шприц и сфигмоманометр. На странице Перевод единиц измерения выберите минус и выделите самое высокое плато, чтобы указать 40 миллиметров ртутного столба.

Щелкните стрелку для 0,1, введите 100 и выделите самое низкое плато, чтобы указать ноль миллиметров ртутного столба. Нажмите стрелку на 0,2, введите ноль, выберите миллиметры ртутного столба для единиц измерения и нажмите Ok. В окне Bridge Amp нажмите Okay и откалибруйте преобразователи гидростатического давления для второго канала IOP, как только что было показано, используя 100 миллиметров ртутного столба для самого высокого плато и ноль для самого низкого плато.

Чтобы подключить блок заднего сегмента TAS к системе сбора данных, поместите блок заднего сегмента TAS в инкубатор с температурой 37 градусов Цельсия и содержанием углекислого газа 5% и прикрепите трубку ICP через выходное отверстие датчика давления ICP первого канала. Подсоедините трубку ВГД от выходного порта к преобразователю давления ВГД второго канала. На странице Представление диаграммы выберите Начать выборку и установите скорость выборки Медленная и одна минута.

Затем отрегулируйте шприцы на кольцевой стойке вверх или вниз для регулирования давления ВЧД и ВГД в соответствии с требованиями протокола, или поместите их на перфузионные насосы для регулирования давления. В этом репрезентативном анализе поддержание средних нормальных перепадов давления в обеих камерах было проверено с помощью различных параметров условий ВГД и ВСП. Чтобы обеспечить жизнеспособность ткани, среду в ткани меняли каждые 48 часов.

Минимальное повышение давления происходило во время обмена среды и не влияло на жизнеспособность или морфологию диска зрительного нерва, что наблюдалось при иммуногистохимическом анализе и экспрессии коллагена IV на 14 и 30 день эксперимента. Увеличение ВГД или уменьшение ВЧД в различные моменты времени позволяет поддерживать диапазон повышенного трансламинарного градиента давления в течение семи дней. Через семь дней повышенного градиента трансламинарного давления наблюдались купирование и утолщение в задних сегментах, а экспрессия коллагена IV демонстрирует сгущенные пучки с повышенной экспрессией сигнала в течение экспериментального периода.

Фазовая визуализация выявляет здоровые ганглиозные клетки сетчатки в слое ганглиозных клеток без купирования в контрольных сегментах, в то время как изображения из культур с повышенным трансламинарным градиентом давления демонстрируют обширное купирование без остатка ганглиозных клеток сетчатки в слое нервных волокон сетчатки и повышенное ремоделирование внеклеточного матрикса. Этот метод позволит исследователям эффективно изучать биомеханические парадигмы заболеваний и обнаружить молекулярный патогенез, нацеленный на трансламинарное давление в человеческом глазу.