כאן אנו מציגים שיטה לאימות זריקות וריד הזנב אצל חולדות על ידי ניצול אינפרא אדום קרינה פלואורסצנטית נתונים הדמיה של צבעי שולבו סוכנים או הגששים ביולוגי. הזנב הוא עם תמונה לפני אחרי הזריקה, לכמת את האות פלורסנט ואני נעשית הערכה של איכות הזרקה.
עירוי לוריד (IV) של סוכנים לתוך וריד הזנב חולדות יכול להיות גם קשה וגם לא עקבי. אופטימיזציה של זריקות וריד הזנב הוא חלק מרכזי של הליכים ניסיוני רבים שבו ריאגנטים צריך להיות מוחדרים ישירות למחזור הדם. מבלי משים, ניתן ההזרקה תת עורית, ואולי לשנות את התוצאה מדעי. ניצול בדיקה ביולוגית המבוססת על nanoemulsion עם מואגד-סגול (NIRF) הפלורסנט, שיטה זו מציעה את היכולת של הדמיה הזנב מוצלחת וריד זריקה ויוו. עם השימוש imager NIRF, תמונות נלקחים לפני ואחרי ההזרקה של הסוכן. זריקה הרביעי מקובל אז איכותית או באופן כמותי נקבע בהתבסס על עוצמת האות NIRF באתר של הזרקה.
התוואי של הממשל של סוכנים חיות קטנות משמש כנקודה קריטית של ניסויים רבים. זה קובע איפה הסוכן כדי להיגאל, כתוצאה מכך, מה יקרה לאחר מכן הסוכן. למרות נתיבים אחרים יכול לשמש עבור סוכן הניהול1, תוואי משלוח תוך ורידי הוא נתיב מועדף עבור סוכן מסוים. הזרקת הרביעי מאפשר לסוכני להיות מוזרק ישירות למחזור הדם, תוך עקיפת רקמות הראשונה לעבור אפקטים והצורך שאינם שייכים absorption1 ממס. זה גם מאפשר מיקוד תאי הדם2,3 , מסירה ישירה לכל רקמות בתוך מערכת הדם. בחולדות, מספר ורידים יכול להיחשב, כולל את הוריד הצווארי, את saphenous את הווריד הזנב.
בשיטה זו, NIRF לצבוע המכיל בדיקה ביולוגית — במקרה זה,5,64,3,nanoemulsion (איור 1 א’) — מוזרק לווריד הזנב לרוחב של חולדות. Nanoemulsion המכילים NIRF המסוים הזה שימש בעבר תמונה ולעקוב אחר neuroinflammation ויוו ו- ex-vivo7, 8 ב מודל החולדה9 של כאב נוירופתי2,3,4, 5,10,11. הדמיה מבוצע לפני ואחרי הזרקת עם imager פלורסצנטיות פרה ניר (ראה טבלה של חומרים). זה משמש כלי כדי לאמת את האיכות של המינהל הסוכן. הדמיה לפני משמש הזרקה של וריד הזנב כבסיס לקבלת תמונה בסיסית.
יותר ויותר במחקרים שנעשו בבעלי חיים, nanoemulsions מנוהל דרך הווריד מנוצל הגששים ביולוגי, מיקוד סוכנים12,13,14,15. זה אתגר מוכח לניהול סוכן דרך ה16,וריד הזנב17— להיות זה סם, וקטור ויראלי או בדיקה אחרת – על מנת להבטיח כל התוכן של הזריקה בהצלחה נכנסו למחזור הדם ולא הרקמות שמסביב17. לכן, שיטת להמחיש והערכת איכות זריקה מוצלחת היא מועילה.
בדרך כלל, מנורת החימום או מים חמים משמש כדי לחמם את הזנב, הגורמת התרחבות הוריד, המתיר שלה ויזואליזציה לפני הזרקת. בעוד זה מבטיח קל יותר כניסה לווריד, אין דרך כמותיים כדי להבחין אם המתחם נכנס למחזור הדם שלה כולו18,19,20,21. זה הופך להיות קשה יותר עדיין בזנים של בעלי חיים איפה הווריד ניגודים באופן עמום עם העור, כגון בעכברים שחורים. בדרך כלל, החוקר להעריך זריקה כושל על ידי התנסות ההתנגדות במהלך ההזרקה ו, במקרים מסוימים, להמחיש בליטה על הזנב, המציין של זליגת תת עורית של22,סוכן23.
במחקר זה, NIRF הדמיה של nanoemulsion מוזרק לתוך וריד הזנב לרוחב עכברים חיים מבוצעת על NIRF חיית-קטן מערכת הדמיה (ראה טבלה של חומרים). חולדות ניזונים מיוחד מטוהרים דיאטה (ראה טבלה של חומרים) כדי להפחית קרינה פלואורסצנטית בטן לא ספציפית. ייבוא תמונות בו זמנית של 800 nm זריחה ואור לבן נלכד באמצעות NIRF imager התוכנה המשוייכת. עוצמת קרינה פלואורסצנטית היחסי נמדד על הזנב-הברית הזרקת מראש, שלאחר הזרקת. עוצמת קרינה פלואורסצנטית עבור האזור עניין (ROI) באתר של הזרקת מוקלט, מחולק על ידי האזור של רועי. הערכות איכותי יכול להתבצע בו זריקות מקובלים. באופן אופציונלי, עוד ניתוח כמותי יכול להתבצע על ידי הגדרת סף לזריקות מקובל והקצאת רועי מדידות לקבוצות, באיזה שלב ניתן לחשב מובהקות סטטיסטית.
על ידי ניצול אסטרטגיה זו אימות בעקבות זריקות וריד הזנב, התקן של מחקר משפר עקב עקביות מוגברת של סוכן הניהול. שיטה זו של הערכת האיכות של הזרקת וריד הזנב ניתן אישית בקלות לסוכנים בזריקות שונות לכלול אינפרא אדום הגששים פלורסנט המסופקים באופן מסחרי על ידי מספר חברות.
מעבדות מחקר כרוכות עלויות משמעותית כתוצאה misadministration הסוכנים הבדיקה. זריקות וריד הזנב הם טכניקה קשה לשלוט להשיג אחוזי הצלחה עקבית, עם מנוסים לבעיותיהם לעיתים קרובות גביית misadministration שגיאות. אין שום דרך אמינה כדי לאשר זריקה מוצלחת. פרוטוקול זה מציע פתרון לבעיה זו על ידי מתן חוקרים שיטה כמותיים כדי לאמת את ההצלחה של זריקת וריד הזנב מאתר. כאן,8,7,nanoemulsion NIRF-מתויג25 משלבת את הסוכן לפי בחירה (, במקרה זה, תרופה), היא תמונה באתר של הזרקת ב- imager חיית-קטן NIRF. יש גם האפשרות לפתח סוכן שאינה מבוססת על nanoemulsion ולהשתמש על אותו עיקרון של הדמיה NIRF על-ידי שילוב צבעים זמינים מסחרית אינפרא-אדום. בנוסף, סוכני דימות מוכן לשימוש עם מגוון רחב של יישומים, כגון גידול הדמיה, מטבולית הדמיה, תא סחר בבני אדם, אפופטוזיס הינם גם זמינים מסחרית. זריקה מתבצעת גם באמצעות מחט סטרילית או, לחילופין, של צנתר הרביעי; זה תלוי ההעדפה של החוקר. בנוסף, מרססים וריד הזנב אוטומטית26 השתמשו כדי לסייע בתהליך זה, תואמים מתודולוגיה זו. עם זאת, טכנולוגיה זו לא כבר הפך זמין מסחרית.
ישנם צעדים חשובים בבשיטת הזרקת וריד הזנב להבטיח שיעור גבוה יותר של המינהל סוכן הנכון. ראשית, צריך לנקות הזנב עם אתנול כדי להסיר את כל הלכלוך או פסולת, ומאפשר לחוקרים כדאי להמחיש את הווריד. להרחבת את הווריד מאת השוקע הזנב במים חמים הוא גם צעד חשוב מאוד בשיטה שלו, שכן היא מאפשרת פני שטח גדול יותר להזרקה. הזרקת בנקודה דיסטלי יותר על הווריד של הזנב מאפשרת שגיאה כלשהי, במקרה בו ניסיונות מרובים נדרשים. הזרקת שכדאי לנסות במיקום מקורב יותר בזנב וריד הזנב גודלת בגודל של ההיבט סימטרית של גוף החיה הוא התקרב. בנוסף, תקחי את הזנב contralateral יכול לשמש אם מיקום המחט נכשל באתרים יותר מ 3-5 על הווריד של חולשת הזנב.
ניהול מוצלח של סוכן מבחן התוצאה מעט אין אות NIRF בנקודת ההזרקה. אם אין התנגדות מורגשת במהלך כהונתו של הזריקה, יש מעט כדי לא זריחה בזנב ואז הזרקת ניתן להקליט מוצלח. אם התנגדות מורגשת במהלך ההזרקה, יש עקבות של NIRF אות לאורך כמה אורך הזנב, ואז הזרקת נרשם בתור לא מוצלח והוא צפוי חלקית תת עורית. קרינה פלואורסצנטית תמונות נלקחים מראש, שלאחר הזרקת, האיכות של הזריקה מוערך על ידי התבוננות איכותית או ניתוח באופן כמותי את האות פלורסצנטיות באתר של הזרקה. התוכנה מלווה םלצה ידי קרינה פלואורסצנטית ניר היא לעיתים קרובות המסוגלים לבצע ניתוח זה.
ניתן להתאים את השיטה במספר דרכים. . זה החלים על הזנב בהזרקה לווריד ב עכברים וחולדות. רוב קטן-חיה ניר זריחה imagers יהיה מסוגל אדיב מאתר מכרסמים. רמות של הרדמה צריכים להיות מותאמים בהתאם המשקל של החיה, לפי פרוטוקול IACUC של המעבדה למחקר. שינוי אפשרי נוסף הוא הכנת בדיקה שאינה מבוססת על nanoemulsion או על ידי שילוב של צבע אינפרא-אדום ניסח סוכן של החוקר או על ידי רכישת סוכן מוכן לשימוש הדמיה, המותאמים ביולוגית יישום ספציפי.
אם עכבר גדול יחסית, זה עלול להיות קשה למקם אותו בתוך םלצה חיית-קטן. לכן מומלץ כי תמונת בדיקה הוא נלקח עם החיה במגירה לפני הזרקת, מבט שדה לקביעה איפה הזנב הוא גלוי. זה עוזר לקלטת הזנב המגירה של הצלם, כדי להבטיח זאת לא זזה במהלך דימות.
שיטות אלטרנטיביות המבקשים להעריך את האיכות של וריד הזנב זריקות חיות קטנות מוגבלות להניצול של תיוג ריאגנטים זה לא לשבש הליכים ניסיוני בו-זמניות ודורשים המתת חסד של postinjection בעלי חיים 12,13. ריאגנטים מסוימים עשוי להשפיע תוצאות מחקר והערכה טיפולית של החיות מעורב, אז מומלץ טיפול בעיצוב ניסיוני.
שיטה זו, בעתיד, ניתן מעודן עם התקדמות טכנולוגיית הדמיה חיית-קטן, כמו גם שיפורים הגששים פלורסנט אינפרא-אדום. הגששים ביולוגי עם צבע אינפרא-אדום מואגד, המיועד למגוון רחב של יישומים שונים, ניתן בשלב ניהול הסוכן של עיצוב מחקר כדי לאמת את האיכות של זריקה, כפי שמתואר בספר זה שיטה2,3 ,27,28,29,30,31,32.
The authors have nothing to disclose.
J.A.P. J.M.J. במשותף מתוכנן הגישה ניסיוני להערכת Nanoemulsions במודל חולדה כרונית פגיעה הכיווץ על ההשפעות על כאב נוירופתי. J.M.J. נוצר ועוצב הגישה משלוח סמים באופן כללי, ממוקדות מקרופאג עם nanoemulsions, הרכב nanoemulsion, ואת תהליכי ייצור. J.M.J. הפיק את nanoemulsion, אשר היה מפוברק עוד יותר על ידי שראשי תחת הדרכתו של J.M.J. היציבות nanoemulsion הוערכה על ידי טיפול J.M.J., א ו פ מ חיה, ניתוח, התנהגות, זריקות וריד הזנב, NIRF הדמיה בוצעו במשותף על ידי טרשת נפוצה, מופיעים תחת הדרכתו של J.A.P. כתב היד היה נכתב שהוכנו על ידי טרשת נפוצה ו בפרוטוקול נכתב על ידי A.M.S.
דימות אופטי ניר בוצעה על מערכת הדמיה חיה קטנה באוניברסיטת דוקיין (הנתמכים על ידי מענק של פיטסבורג רקמות זרע יוזמה הנדסה). J.M.J. מאשר תמיכה מן ההגנה פרס מספר FA8650-17-2-6836, נידה פרס מספר 1R21DA039621-01, NIBIB פרס מספר R21EB023104-02 פרס AFMSA מספר FA8650-17-2-6836. J.A.P., J.M.J להכיר תמיכה של פיטסבורג רקמות הנדסה יוזמה זרע המענק. J.A.P. ידוע גם בפרס Hunkele חששתי למחלות, ברנן, אמה וינטרס קרן, צ’ארלס הנרי ליץ II הקרן, ופרס חבר העמים אוניברסלי מחקר שיפור. J.A.P., J.M.J. להכיר תמיכה של פרווסט ההשבעה של אוניברסיטת דוקיין הבינתחומי למחקר קונסורציומים גרנט, אשר תומך האיחוד מחקר של כאב כרוני.
100% Oxygen air tank | AirGas Heathcare | n/a | For ventilation of animal. |
70% Ethanol | Multiple sources | n/a | |
Alcohol Pads | Henry Schein | 112-6131 | |
Artificial Tears | Henry Schein | 100-2634 | This protects the rats eyes while it is anesthetized. |
Beaker | Multiple sources | n/a | This holds warm water to dilate the tail veins. |
Distilled water | Multiple sources | n/a | |
Exhaust Fans | Hazard Technologies | n/a | For ventilation of lab, if it is not built in. |
Face Mask | Multiple sources | n/a | |
Gas Chamber with tubing and face mask | Multiple sources | n/a | |
Gauze Pads | Henry Schein | 100-2634 | |
Hair Bonnet | Multiple sources | n/a | |
Heating Lamp | Multiple sources | n/a | |
Heating Pad | Multiple sources | n/a | |
Isoflurane | Southmedic Inc. | ND66794-013-25 | |
Padded Bench Cloth | Box Board Products Inc. | 026755100I | |
Pearl Small Animal Imager | Li-COR Biosciences | ||
Pearl Trilogy Small Animal Imaging System | LI-COR Biosciences | n/a | Quote available via manufacturers web site. Other manufacturers such as Perkin Elmer (VisEn Medical FMT) offer preclinical NIR fluoresence imagers. |
Scrubs, lab coat, shoe covers | Multiple sources | n/a | |
Sharps container | Multiple sources | n/a | |
special diet | Research Diets, Inc, New Brunswick, NJ | ||
Sprague-Dawley rats | Hilltop Animals, Springdale, PA | ||
Sterile injection cap | Multiple sources | n/a | |
Sterile needle, 27G | Multiple sources | n/a | |
SURFLO IV Catheter, 24G, yellow | TERUMO | SR+OX2419C1 | This is an alternative to using a sterile needle. It provides additional indication of correct venous insertion. |
Surgical gloves | Multiple sources | n/a | |
Surgical Tape | Multiple sources | n/a |