עבודה זו נתמכת כלכלית על ידי הקרן הלאומית שוויצרי, (תכנית מפד&quot;ל 64, אין להעניק 4064-131,232).

1. הכנת מערכת זלוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את מערכת זלוף בהיקף של אמבט מים, חדר זלוף, בשתי עמודות עבור חמצון, שתי משאבות peristaltic, שתי מלכודות בועה, שני תנורי זרימה וחיישן לחץ אחד (איור 1). רכיבים אלה להתחבר עם קטעי צינורות מורכבים מחומרי כלוריד סיליקון ופוליוויניל על פי התכנית באיור 2. סוף סוף יש שני מעגלים המייצגים את המעגל העוברי ואימהי, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את האמבטיה במים, זרימה ואת תנורי חימום לתא זלוף. הטמפרטורה צריכה להיות 37 מעלות צלזיוס </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחמם את מדיום זלוף (NCTC-135 מדיום תרבית רקמת דילול 01:02 עם החיץ של ארל (6.8 גר &#39;/ L נתרן כלורי, אשלגן כלורי 0.4 גר&#39; / ל &#39;, 0.14 גר&#39; / ל &#39;מונוסודיום פוספט, מגנזיום סולפט 0.2 גר&#39; / ל &#39;, 0.2 גר&#39; / סידן כלוריד L, 2 גרם גלוקוז / L) בתוספת גלוקוז (ז 1 / L), dextran 40 (10 גר &#39;/ ל&#39;), אלבומין בסרום השור (10 גר &#39;/ L), הפרין נתרן (2,500 IU / L), amoxicilline (250 מ&quot;ג / ליטר) וסודיום ביקרבונט (2.2 גר &#39;/ ל&#39;); pH 7.4) באמבט המים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רצף לשטוף את מערכות עורקים של המעגל העוברי ואימהי עם מיליליטר מים מזוקקים 200), ב) 50 הידרוקסיד מיליליטר 1% נתרן, ג) 1% חומצה זרחתית ו-D) שוב מים מזוקקים 200 מ&quot;ל (קצב זרימה: 15 - 20 מ&quot;ל / דקה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הצינורית העוברית (O 1.2 מ&quot;מ; מחט קהה צריכה להיות מחובר לסט עירוי מחט מכונף שונה) לצינורות דם העוברי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוטפים את מערכות עורקים של המעגל העוברי ואימהי עם מדיום זלוף עד שכל הצינורות מכילים בינוניים (קצב זרימה: מ&quot;ל / דקה 15-20). במהלך שלב זה למלא את מלכודות הבועה ולהסיר את כל בועות במורד הזרם של המלכודת. אז להפסיק את המשאבות. זה באמת חשוב כי צינורות העורקים מביא תמיד חופשיים של בועות, אחרת אחרי cannulation במיוחד את כלי העובר העדינים יכולים להיקרע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את זרימת הגז. המעגל האימהי הוא מחומץ wi5% דו תחמוצת הפחמן, וה 95% אוויר סינטטי ומעגל העוברי עם 5% פחמן דו חמצני ו 95% חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את ההקלטה של ​​חיישן הלחץ. </li></ol> 2. Cannulating השליה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג placentae ללא פגע מהריונות מסובכים טווח לאחר ניתוח קיסרי ראשוני. יש הסכמה בכתב שיינתן (הושג במקרה של המחקרים שלנו) על ידי אמהות לפני הלידה ויש המחקר שיאושר על ידי ועדת האתיקה המקומית (שהיה במקרה במחקרים שלנו). שליטה חזותית ראשונה צריך להיעשות על ידי מיילדות כדי להבטיח שליה בריאה ושלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Cannulation של השליה הוא שלב קריטי! במהלך זלוף כל שיבוש קטן ברקמות יכול להוביל לדליפה בין מחזור הדם האימהי ועוברי. יש לשליה להתקבל תוך 30 דקות לאחר לידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר טבורית ללא פגע באזור השולי של השליה ללא הפרעות נראות לעין בצד האימהי. בצלחת כוריוני,לקשור את שני הענפים הקשורים של עורק טבור וריד במעלה הזרם לצד cannulation מאוחר יותר (לכיוון חבל הטבור) על ידי שימוש בחומר תפר כירורגי. הפוך תמיד שני קשרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Cannulate העורק העוברי הראשונה. עורקי השליה העובריים הם תמיד קטנים יותר ודקים יותר מהוורידים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך תפר סביב העורק העוברי, אבל לא לקשור אותו באופן מיידי. החזק את הכלי עם מלקחיים, לחתוך את הכלי בזהירות ולשים את הצינורית הקטנה (מ&quot;מ Ø 1.2) בעורק. ואז לקשור את התפר (שני קשרים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמשיך עם הווריד העוברי באותו אופן, אלא להשתמש בצינורית גדולה יותר (O 1.5-1.8 מ&quot;מ; מחט קהה צריכה להיות מחוברת לסט עירוי מחט מכונף שונה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את משאבת העובר (2 מ&quot;ל / דקה). אם אין נזילה נראית לעין ודם נובע מצינורית הווריד העוברית, להגביר את הזרימה באיטיות עד 4 מ&quot;ל / דקה. שימו לב ללחץ בעורק העובר, זה לא יעלה על 70 מ&quot;מ כספית. אם דולף החוצה נוזל בעובר או בת זוגrnal צינורית לתקן אותם עם תפר אחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את השליה על בעל הרקמה העוברי עם הצד ולמשוך את קרום השליה ורקמות על הקוצים. בסופו של טבורית perfused צריכה להיות באמצע החור בבעל הרקמות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייצב את החלק שבו רק הקרום מחזיק את השליה עם קרום סיליקון (1 מ&quot;מ O) או לחלופין שתי חתיכות parafilm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את בעל הרקמה השלם, להדק את הברגים ולחתוך את הרקמה העילית. שים לב שהוורידים והעורקים cannulae לא צבטו אלא שכב בתעלות הקטנות של בעל הרקמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את בעל הרקמה הפוך, הכניס אותו לתוך תא זלוף ולהוסיף את הכיסוי. עכשיו, בצד האימהי צריך להיות בחלק העליון. בדקו תמיד אם המעגל העוברי עדיין לא נפגע ובינוני זורם מצינור הווריד העוברי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המשאבה האימהית (12 מ&quot;ל / דקה). להציג את השלושה הבוטה cannulae (O 0.8 מ&quot;מ) בשעה הסוף הדואר של צינור העורקים האימהי אל תוך חלל intervillous על ידי חדירת צלחת decidual. כדי לחזור perfusate למעגל האימהי לשים צינור ניקוז ורידים כאחד שזה קשור גם עם המשאבה האימהית למיקום הנמוך ביותר בחלקו העליון של תא זלוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הצינורית לווריד העוברית וריד הצינור העוברי. </li></ol> 3. ביצוע השלב טרום וניסויית של זלוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לאפשר לרקמות להתאושש מתקופת איסכמי לאחר לידה וכדי לשטוף את הדם בחלל intervillous, שלב טרום פתיחה של 20 דקות היא הכרחית. זה אומר וריד האימהי ועוברי לא מוביל בחזרה למאגר המכיל עורקים בינוניים זלוף. לאסוף את יצוא הוורידים העוברי ואימהי בבקבוק וזורקים אותו לאחר השלב טרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להעריך את היושרה של זלוף לבצע עוד לפני שלב של 20 דקות, אבל במעגל סגור. השתמש בשני מאגרים נפרדים עם מדיום זלוףלמעגל העוברי ואימהי ולסגור המעגלים על ידי מוביל יצוא הוורידים העוברי בחזרה במאגר העוברי ויצוא חזרה ורידים האימהי במאגר האימהי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצורך ניסוי זלוף העיקרי להכין שתי צלוחיות עם 120 מ&quot;ל זלוף בינוני (אחד לאחד האימהית והעוברי למאגר). הוסף 14 C-antipyrine radiolabeled (4 NCI / מ&quot;ל; משמש כביקורת חיובית; זהירות: חומר רדיואקטיבי) וxenobiotic או חלקיקים שכותרתו fluorescently שאחד רוצה לנתח למאגר האימהי. מערבבים היטב perfusate האימהי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את הניסוי על ידי החלפת מדיום זלוף הטהור עם שתי צלוחיות סיים (מאגרים עובריים ואימהיים). סגור את המעגלים על ידי מוביל יצוא חזרה ורידים העוברי במאגר העוברי ויצוא חזרה ורידים האימהי במאגר האימהי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך לזלוף 6 שעות ולקחת דגימות באופן קבוע. תמיד resuspend הבינוני בעובר ואימהימאגר לפני הנסיגה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשלוט בלחץ בעורק העובר (לא תעלה על 70 מ&quot;מ כספית), pH בשני המעגלים (צריך להיות בטווח פיסיולוגי 7.2-7.4) והנפח של שני מאגרים (אובדן נפח עוברי לא יעלה על 4 מ&quot;ל / שעה) במהלך זלוף . אם יש צורך להתאים את ערכי ה-pH או באמצעות חומצה הידרוכלורית או נתרן הידרוקסידי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אובדן הנפח במאגר העובר עולה על 4 מ&quot;ל / שעה יש דליפה ברקמה וצריך לעצור את טפטוף. שיעור ההצלחה של זלוף ל6 שעות ללא דליפה הוא כ 15-20%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעצור את טפטוף לאחר 6 שעות. לכבות את המשאבות, אמבט מים, תנורי חימום זרימה וזרימת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את השליה מבעל הרקמות, לחתוך טבורית perfused (בהירה יותר מרקמות unperfused) ולשקול אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקחת דגימות מunperfused (חלק מהשליה שנחתכה בתחילת; יכול להיות כבר נלקח במהלך השלב טרום) ורקמות perfused (כל גרם על 1) ולאחסן אותם ב -20 מעלות צלזיוסעד הומוגניזציה או בחנקן נוזלי לניתוח מאוחר יותר. תקן את דגימת רקמות אחרת בפורמלין 4% להערכת histopathological. הדגימות צריכה לכלול את כל השכבות של השליה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לנקות את הצינורות לאחר זלוף על ידי שטיפה ברציפות מערכות העורקים של המעגל העוברי ואימהי עם מיליליטר מים מזוקקים 200), ב) 50 הידרוקסיד מיליליטר 1% נתרן, ג) 1% חומצה זרחתית 50 מ&quot;ל וד) שוב מים מזוקקים 200 מ&quot;ל (זרימה: מ&quot;ל / דקה 15-20). </li></ol> הליך העבודה השלם של ניסוי זלוף השליה מתואר באיור 3. 4. ניתוח דוגמאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה דגימות perfusate עבור 10 דקות ב 800 XG לפני ניתוח כדי להסיר אריתרוציטים שיורית. קח את supernatant לניתוח נוסף. ניתן להשאיר את דגימות לילה בשעה 4 ° C. לניתוח של ייצור הלפטין וhCG ניתן לאחסן את הדגימות ב -20 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להעריך את החדירות שלשליה לנתח C-14 antipyrine ידי נצנץ נוזלי. מערבבים 300 μl של הדגימות עובריות ואימהיות עם קוקטייל 3 מיליליטר נצנץ ומדד במשך 5 דקות בדלפק בטא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להעריך את ההעברה של חלקיקי הניאון או xenobiotic עניין לקרוא את הקרינה בעירור 485 ננומטר ופליטת ננומטר 528 בקורא microplate (אורכי גל שצוין הם לניתוח של התווית הירוקה הצהובה שהיינו לחלקיקים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לקבוע את הכדאיות של רקמת השליה במהלך זלוף מדד צריכת גלוקוז וייצור חומצת החלב במעגל העוברי ואימהי עם מערכת גז דם אוטומטית. בנוסף, להעריך את הייצור של ההורמונים האנושי choriongonadotropin השליה (hCG) ולפטין בדגימות הרקמה הומוגני ואת perfusates ידי assay immunosorbent אנזים צמוד (ELISA). </li></ol>

<ol>
	<li>Ala-Kokko, T. I., Myllynen, P., Vahakangas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+perfusion+of+the+human+placental+cotyledon:+implications+for+anesthetic+pharmacology.">Ex vivo perfusion of the human placental cotyledon: implications for anesthetic pharmacology.</a> Int. J. Obstet. Anesth. 9, 26-38 (2000).</li><li>Panigel, M., Pascaud, M., Brun, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radioangiographic+study+of+circulation+in+the+villi+and+intervillous+space+of+isolated+human+placental+cotyledon+kept+viable+by+perfusion.">Radioangiographic study of circulation in the villi and intervillous space of isolated human placental cotyledon kept viable by perfusion.</a> J. Physiol. (Paris). 59, 277 (1967).</li><li>Schneider, H., Panigel, M., Dancis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+across+the+perfused+human+placenta+of+antipyrine,+sodium+and+leucine.">Transfer across the perfused human placenta of antipyrine, sodium and leucine.</a> Am. J. Obstet. Gynecol. 114, 822-828 (1972).</li><li>Enders, A. C., Blankenship, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+placental+structure.">Comparative placental structure.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 38, 3-15 (1999).</li><li>Takata, K., Hirano, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+glucose+transport+across+the+human+and+rat+placental+barrier:+a+review.">Mechanism of glucose transport across the human and rat placental barrier: a review.</a> Microsc. Res. Tech. 38, 145-152 (1997).</li><li>Saunders, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplacental+transport+of+nanomaterials.">Transplacental transport of nanomaterials.</a> Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 1, 671-684 (2009).</li><li>Buerki-Thurnherr, T., von Mandach, U., Wick, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knocking+at+the+door+of+the+unborn+child:+engineered+nanoparticles+at+the+human+placental+barrier.">Knocking at the door of the unborn child: engineered nanoparticles at the human placental barrier.</a> Swiss Med. Wkly. 142, w13559 (2012).</li><li>Gendron, M. P., Martin, B., Oraichi, D., Berard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Health+care+providers'+requests+to+Teratogen+Information+Services+on+medication+use+during+pregnancy+and+lactation.">Health care providers' requests to Teratogen Information Services on medication use during pregnancy and lactation.</a> Eur. J. Clin. Pharmacol. 65, 523-531 (2009).</li><li>Burns, L., Mattick, R. P., Lim, K., Wallace, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methadone+in+pregnancy:+treatment+retention+and+neonatal+outcomes.">Methadone in pregnancy: treatment retention and neonatal outcomes.</a> Addiction. 102, 264-270 (2007).</li><li>von Mandach, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+use+in+pregnancy.">Drug use in pregnancy.</a> Ther. Umsch. 62, 29-35 (2005).</li><li>Malek, A., Obrist, C., Wenzinger, S., von Mandach, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+cocaine+and+heroin+on+the+placental+transfer+of+methadone.">The impact of cocaine and heroin on the placental transfer of methadone.</a> Reprod. Biol. Endocrinol. 7, 61 (2009).</li><li>Hutson, J. R., Garcia-Bournissen, F., Davis, A., Koren, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+placental+perfusion+model:+a+systematic+review+and+development+of+a+model+to+predict+in+vivo+transfer+of+therapeutic+drugs.">The human placental perfusion model: a systematic review and development of a model to predict in vivo transfer of therapeutic drugs.</a> Clin. Pharmacol. Ther. 90, 67-76 (2011).</li><li>International Organization for Standardization (ISO). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+Specification+(ISO/TS)+27687.">Technical Specification (ISO/TS) 27687.</a> Nanotechnologies â€“ Terminology and definitions for nano-objects â€“ Nanoparticles, nanofibre and nanoplate. , (2008).</li><li>Pietroiusti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Health+implications+of+engineered+nanomaterials.">Health implications of engineered nanomaterials.</a> Nanoscale. 4, 1231-1247 (2012).</li><li>Latzin, P., Roosli, M., Huss, A., Kuehni, C. E., Frey, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Air+pollution+during+pregnancy+and+lung+function+in+newborns:+a+birth+cohort+study.">Air pollution during pregnancy and lung function in newborns: a birth cohort study.</a> Eur. Respir. J. 33, 594-603 (2009).</li><li>Lacasana, M., Esplugues, A., Ballester, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+ambient+air+pollution+and+prenatal+and+early+childhood+health+effects.">Exposure to ambient air pollution and prenatal and early childhood health effects.</a> Eur. J. Epidemiol. 20, 183-199 (2005).</li><li>Menezes, V., Malek, A., Keelan, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticulate+drug+delivery+in+pregnancy:+placental+passage+and+fetal+exposure.">Nanoparticulate drug delivery in pregnancy: placental passage and fetal exposure.</a> Curr. Pharm. Biotechnol. 12, 731-742 (2011).</li><li>Muhlemann, K., Menegus, M. A., Miller, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytomegalovirus+in+the+perfused+human+term+placenta+in+vitro.">Cytomegalovirus in the perfused human term placenta in vitro.</a> Placenta. 16, 367-373 (1995).</li><li>Wick, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barrier+capacity+of+human+placenta+for+nanosized+materials.">Barrier capacity of human placenta for nanosized materials.</a> Environ. Health Perspect. 118, 432-436 (2010).</li><li>Dancis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+perfuse+the+human+placenta.">Why perfuse the human placenta.</a> Contrib Gynecol. Obstet. 13, 1-4 (1985).</li><li>May, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfusion+of+human+placenta+with+hemoglobin+introduces+preeclampsia-like+injuries+that+are+prevented+by+alpha1-microglobulin.">Perfusion of human placenta with hemoglobin introduces preeclampsia-like injuries that are prevented by alpha1-microglobulin.</a> Placenta. 32, 323-332 (2011).</li><li>Guller, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+composition+of+microparticles+shed+from+human+placenta+during+placental+perfusion:+Potential+role+in+angiogenesis+and+fibrinolysis+in+preeclampsia.">Protein composition of microparticles shed from human placenta during placental perfusion: Potential role in angiogenesis and fibrinolysis in preeclampsia.</a> Placenta. 32, 63-69 (2011).</li><li>Challier, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Criteria+for+evaluating+perfusion+experiments+and+presentation+of+results.">Criteria for evaluating perfusion experiments and presentation of results.</a> Contrib. Gynecol. Obstet. 13, 32-39 (1985).</li><li>Kraemer, J., Klein, J., Lubetsky, A., Koren, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfusion+studies+of+glyburide+transfer+across+the+human+placenta:+implications+for+fetal+safety.">Perfusion studies of glyburide transfer across the human placenta: implications for fetal safety.</a> Am. J. Obstet. Gynecol. 195, 270-274 (2006).</li><li>leal, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+fetal+plasma+amino+acid+composition+by+placental+amino+acid+exchangers+in+vitro.">Modification of fetal plasma amino acid composition by placental amino acid exchangers in vitro.</a> J. Physiol. 582, 871-882 (2007).</li><li>athiesen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+assessment+of+a+placental+perfusion+protocol.">Quality assessment of a placental perfusion protocol.</a> Reprod. Toxicol. 30, 138-146 (2010).</li><li>Myllynen, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preliminary+interlaboratory+comparison+of+the+ex+vivo+dual+human+placental+perfusion+system.">Preliminary interlaboratory comparison of the ex vivo dual human placental perfusion system.</a> Reprod Toxicol. 30, 94-102 (2010).</li><li>Malek, A., Sager, R., Schneider, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal-fetal+transport+of+immunoglobulin+G+and+its+subclasses+during+the+third+trimester+of+human+pregnancy.">Maternal-fetal transport of immunoglobulin G and its subclasses during the third trimester of human pregnancy.</a> Am. J. Reprod. Immunol. 32, 8-14 (1994).</li><li>Prouillac, C., Lecoeur, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+placenta+in+fetal+exposure+to+xenobiotics:+importance+of+membrane+transporters+and+human+models+for+transfer+studies.">The role of the placenta in fetal exposure to xenobiotics: importance of membrane transporters and human models for transfer studies.</a> Drug Metab. Dispos. 38, 1623-1635 (2010).</li><li>Poulsen, M. S., Rytting, E., Mose, T., Knudsen, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+placental+transport:+correlation+of+in+vitro+BeWo+cell+permeability+and+ex+vivo+human+placental+perfusion.">Modeling placental transport: correlation of in vitro BeWo cell permeability and ex vivo human placental perfusion.</a> Toxicol. In Vitro. 23, 1380-1386 (2009).</li><li>Mathiesen, L., Rytting, E., Mose, T., Knudsen, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+of+benzo[alpha]pyrene+in+the+dually+perfused+human+placenta+perfusion+model:+effect+of+albumin+in+the+perfusion+medium.+Basic+Clin.">Transport of benzo[alpha]pyrene in the dually perfused human placenta perfusion model: effect of albumin in the perfusion medium. Basic Clin.</a> Pharmacol. Toxicol. 105, 181-187 (2009).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

מתחת לזלוף הסירקולציה המחודשת הכפול הראה כאן, ישנם מספר תצורות ניסיוניות אחרות אפשריות, תלויות בשאלה אשר צריכה להיות ענה. הזלפות שליה במיוחד פתוחות משמשות בדרך כלל כדי להעריך את אישור התרופה בריכוז המצב יציב 3. זלוף הסירקולציה המחודשת ההגדרה יכול להיות מיושם ג?...

השליה היא איבר מורכב האחראית על חילופי חמצן, פחמן דו חמצני, חומרים מזינים וחומרי פסולת ובו בזמן מסוגל לשמור על שני המעגלים של האם והעובר הגדל מופרד אחד מהשני בדם. בנוסף, הוא מונע דחייה של הילד על ידי מערכת החיסון האימהית ומפריש הורמונים כדי לשמור על הריון. המכשול הסלולרי נוצר על ידי תאי cytotrophoblast שהפתיל וליצור syncytium אמיתי בלי קרום תא לרוחב 4,5. כל השליה מאורגנת בכמה פסיגים, המכילים עץ אחד villous עוברי ומייצגים יחידה תפקודית אחת מהשליה. המחקר של תפקוד מחסום השליה הוגבר עם הגילוי של מומים המושרה התלידומיד בשנתי ה -1960. מסיבות מובנות לא ניתן לבצע מחקרי טרנסלוקציה עם נשים בהריון. כתוצאה מכך, מודלים חלופיים שונים פותחו 6,7 </sעד&gt;. המודל הרלוונטי המבטיח ביותר וכנראה הקליני ביותר הוא מודל vivo לשעבר אנושי השליה זלוף שפותח על ידי Panigel ועמיתים לעבודה 2,3. נשים רבות נחשפות לxenobiotics שונה כגון תרופות או מזהמים סביבתיים במהלך ההריון שלהם 8. לחלק מתרופות שכבר מנוהלות באופן קבוע במהלך הריון, במחקרי vivo יכול להתבצע על ידי השוואה של ריכוז הדם האימהי עם זה בדם של חבל טבור. עם זאת, בדרך כלל יש מידע מוגבל בלבד על הפרמקוקינטיקה ו- דינמיקה בעובר וteratogenicity של חומרים אלה. לדוגמא אופיאטים כמו הרואין לחצות בקלות את מחסום השליה ויכול להוביל להגבלת צמיחה תוך רחמי, לידה מוקדמת או הפלה ספונטנית 9,10. לכן, במקרה של התנזרות חסרה בזמן הריון טיפול בתחליפי מתדון עם מומלץ. לשעברמודל זלוף שליה אנושי vivo חשף כי העברת מתדון למחזור הדם של העובר היא 11 זניחים, שקושר היטב עם הדם האימהי ליחס מחושב דם טבורי הריכוז לאחר לידת 12. הננוטכנולוגיה היא תחום צומח ובמיוחד בתחום הרפואה. לכן, באופן טבעי מתחת לקנס (&lt;2.5 מיקרומטר קוטר) וחלקיקי ultrafine (&lt;0.1 מיקרומטר קוטר) בעשן של שריפות יער, התפרצויות הרי געש ואבק במדבר, החשיפה לננו מהונדס (ממד אחד לפחות &lt;0.1 מיקרומטר 13 ) הולך וגדל. זה העלה שאלות לגבי הפוטנציאל של ננו טוקסיקולוגי מהונדס. למרות שאין סכנה לבני אדם ניתן יהיה להוכיח זאת, יש מחקרים ניסיוניים עיקריים מצביעים על כך שחלקיקים מהונדסים יכולים לגרום לתגובות ביולוגיות שליליות מובילות לתוצאות toxicological 14. לאחרונה, חלק מהמחקרים מצביעים על כך שחשיפה טרום לידתי כדיזיהום אוויר קשור לצורך גבוה יותר בדרכי הנשימה ודלקת בדרכי נשימה בתינוקות ובילדים 15,16. בנוסף, חלקיקים קטנים עשויים לשמש כנשאים תרופות לטיפול או לעובר או לאם באופן ספציפי. לכן, הוא הופך להיות ברור כי מחקרים מקיפים של xenobiotics או ננו שונים וביכולתם לחצות את מחסום השליה נדרשים. סקירה בפועל על המחקרים השוטפים על חדירות שליה לננו המהונדסים מסוכמים במנזס et al. 2011 17 וBuerki-Thurnherr et al. 2012 7. הכפול vivo לשעבר הסירקולציה המחודשת מודל זלוף שליה אנושי מספק מערכת מבוקרת ואמינה לחקר התחבורה השליה של אנדוגני השונים ותרכובות אקסוגניים 3,11,12,18,19 ומגוון רחב של פונקציות אחרות של השליה כמו מנגנונים אחראים ל התפתחות של מצבים פתולוגיים כמו רעלת הריון &lt;sup&gt; 20-22. בפרוטוקול זה אנו מתמקדים בעיקר להגדיר, טיפול ושיטה המאפשר מחקר של הצטברות, תופעות ושיעורי טרנסלוקציה של מערך רחב של xenobiotics או חלקיקים.

<table border="1">
	<tbody>
 <tr>
 <td>Name of the Reagent</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue Number</td>
 <td>Comments (optional)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>NCTC-135 medium</td>
 <td>ICN Biomedicals, Inc.</td>
 <td>10-911-22C</td>
 <td>could be replaced by Medium 199 from Sigma (M3769)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium chloride (NaCl)</td>
 <td>Sigma-Aldrich, Fluka</td>
 <td>71381</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Potassium chloride (KCl)</td>
 <td>Hospital pharmacy</td>
 <td></td>
 <td>also possible: Sigma (P9541)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Monosodium phosphate (NaH2PO4 &middot; H2O)</td>
 <td>Merck</td>
 <td>106346</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Magnesium sulfate (MgSO4 &middot; H2O)</td>
 <td>Sigma-Aldrich, Fluka</td>
 <td>63139</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Calcium chloride (CaCl, anhydrous)</td>
 <td>Merck</td>
 <td>102388</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>D(+) Glucose (anhydrous)</td>
 <td>Sigma-Aldrich, Fluka</td>
 <td>49138</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium bicarbonate (NaHCO3)</td>
 <td>Merck</td>
 <td>106329</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dextran from Leuconostoc spp.</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>31389</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Bovine serum albumin (BSA)</td>
 <td>Applichem</td>
 <td>A1391</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Amoxicilline (Clamoxyl)</td>
 <td>GlaxoSmithKline AG</td>
 <td>2021101A</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium heparin</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>3511014</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium hydoxide (NaOH) pellets</td>
 <td>Merck</td>
 <td>106498</td>
 <td>CAUTION: corrosive</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ortho-phosphoric acid 85% (H3PO4)</td>
 <td>Merck</td>
 <td>100573</td>
 <td>CAUTION: corrosive</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Maternal gas mixture: 95% synthetic air, 5% CO2</td>
 <td>PanGas AG</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Fetal gas mixture: 95% N2, 5% CO2</td>
 <td>PanGas AG</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Antipyrine (N-methyl-14C)</td>
 <td>American Radiolabeled Chemicals, Inc.</td>
 <td>ARC 0108-50 &mu;Ci</td>
 <td>CAUTION: radioactive material (specific activity: 55mCi/mmol)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Scintillation cocktail (IrgaSafe Plus)</td>
 <td>Zinsser Analytic GmbH</td>
 <td>1003100</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polystyrene particles 80 nm</td>
 <td>Polyscience, Inc.</td>
 <td>17150</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polystyrene particles 500 nm</td>
 <td>Polyscience, Inc.</td>
 <td>17152</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Water bath</td>
 <td>VWR</td>
 <td>462-7001</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Thermostat</td>
 <td>IKA-Werke GmbH &amp; Co. KG</td>
 <td>3164000</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Peristaltic pumps</td>
 <td>Ismatec</td>
 <td>ISM 833</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Bubble traps (glass)</td>
 <td>UNI-GLAS Laborbedarf</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Flow heater</td>
 <td>UNI-GLAS Laborbedarf</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pressure sensor + Software for analyses</td>
 <td>MSR Electronics GmbH</td>
 <td>145B5</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Notebook</td>
 <td>Hewlett Packard</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Miniature gas exchange oxygenator</td>
 <td>Living Systems Instrumentation</td>
 <td>LSI-OXR</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tygon Tube (ID: 1.6 mm; OD: 4.8 mm)</td>
 <td>Ismatec</td>
 <td>MF0028</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tubes for pumps (PharMed BPT; ID: 1.52 mm)</td>
 <td>Ismatec</td>
 <td>SC0744</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Blunt cannulae (&Oslash; 0.8 mm)</td>
 <td>Polymed Medical Center</td>
 <td>03.592.81</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Blunt cannulae (&Oslash; 1.2 mm)</td>
 <td>Polymed Medical Center</td>
 <td>03.592.90</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Blunt cannulae (&Oslash; 1.5 mm)</td>
 <td>Polymed Medical Center</td>
 <td>03.592.94</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Blunt cannulae (&Oslash; 1.8 mm)</td>
 <td>Polymed Medical Center</td>
 <td>03.952.82</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parafilm</td>
 <td>VWR</td>
 <td>291-1212</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Perfusion chamber with tissue holder (plexiglass)</td>
 <td>Internal technical department</td>
 <td></td>
 <td>Similar equipment is available from Hemotek Limited, UK</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Surgical suture material (PremiCron)</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>C0026005</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Winged Needle Infusion Set (21G Butterfly)</td>
 <td>Hospira, Inc.</td>
 <td>ASN 2102</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Multidirectional stopcock (Discofix C-3)</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>16494C</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Surgical scissors</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>BC304R</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dissecting scissors</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>BC162R</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Needle holder</td>
 <td>B. Braun Medical AG</td>
 <td>BM200R</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dissecting forceps</td>
 <td>B. Braun Medical AG </td>
 <td>BD215R</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Automated blood gas system </td>
 <td>Radiometer Medical ApS</td>
 <td>ABL800 FLEX</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Multi-mode microplate reader</td>
 <td>BioTek</td>
 <td>Synergy HT</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Liquid scintillation analyzer</td>
 <td>GMI, Inc.</td>
 <td>Packard Tri-Carb 2200</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Scintillation tubes 5.5 ml</td>
 <td>Zinsser Analytic GmbH</td>
 <td>3020001</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tissue Homogenizer</td>
 <td>OMNI, Inc.</td>
 <td>TH-220</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>pH meter + electrode</td>
 <td>VWR</td>
 <td>662-2779 </td>
 <td></td>
 </tr>
	 </tbody>
 </table>

determination of the transport rate of xenobiotics and nanomaterials across the placenta using the ex vivo human placental perfusion model

לפני עשרות שנים שליית האדם נחשב מחסום בלתי חדיר בין האם והעובר. עם זאת, הגילוי של מומים מולדים-Induced תלידומיד ומחקרים רבים מאוחר יותר לאחר מכן הוכיח את ההפך. היום כמה xenobiotics מזיק כמו ניקוטין, הרואין, מתדון או תרופות, כמו גם מזהמים סביבתיים תואר להתגבר על המכשול הזה. עם השימוש הגובר של ננוטכנולוגיה, השלייה עשויה לבוא במגע עם חלקיקי רומן או בטעות או במכוון באמצעות חשיפה במקרה של יישומי nanomedical פוטנציאליים. נתונים מניסויים בבעלי החיים לא ניתן להסיק לבני אדם, כי השליה היא האיבר של היונקים מינים הספציפיים ביותר 1. לכן, vivo לשעבר זלוף שליה אנושי הסירקולציה המחודשת כפול, שפותח על ידי Panigel et al. בשינה 1967 2 ורציפות שונה על ידי שניידר ואח&#39;. בשנת 1972 3, יכול לשמש כמודל לא מצויןo ללמוד את העברת xenobiotics או חלקיקים. כאן, אנו מתמקדים כפול vivo לשעבר הסירקולציה המחודשת פרוטוקול זלוף שליה אנושי ופיתוח נוסף שלה לרכישת תוצאות לשחזור. Placentae התקבלו לאחר הסכמה מדעת מהאמהות מהריונות טווח מסובכים שעברו לידה בניתוח קיסרית. כלי העובריים ואימהיים של טבורית השלמה היו cannulated וperfused לפחות במשך חמש שעות. כמודל חלקיקי חלקיקי פוליסטירן שכותרתו fluorescently עם גדלים של 80 ו -500 ננומטר בקוטר נוספו למעגל האימהי. ה -80 ננומטר החלקיקים הצליחו לחצות את מחסום השליה ולספק דוגמה מושלמת לחומר אשר מועבר על פני השליה לעובר ואילו 500 ננומטר החלקיקים נשמרו ברקמת השליה או מעגל אימהי. מודל זלוף השליה לשעבר vivo האנושי הוא אחד מכמה מודלים המספקים מידע אמין עלהתנהגות ההובלה של xenobiotics במחסום רקמה חשוב, אשר מספק נתונים רלוונטיים לניבוי וקליניים.

איור 4 א מציג את פרופילי הטפטוף של חלקיקי פוליסטירן קטנים (80 ננומטר) שהובלו על פני השליה בהשוואה לחלקיקי פוליסטירן גדולים יותר (500 ננומטר), אשר לא הועברו לתא העוברי. כל נקודת נתונים מייצגת את ריכוז החלקיקים הממוצע לנקודת הזמן נתון של לפחות 3 ניסויים בלתי תלויים...

Watch this Scientific Journal Video about Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model at JoVE.com

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; מודל זלוף שליה אנושי הסירקולציה המחודשת כפול יכול לשמש כדי לחקור את העברת xenobiotics ו חלקיקים ברחבי שליית האדם. בפרוטוקול וידאו זה אנו מתארים את הציוד וטכניקות הנדרשות לביצוע מוצלח של זלוף שליה.

קביעת תעריף הובלת xenobiotics ו ננו מעבר לשליה באמצעות<em&gt; לשעבר vivo</em&gt; דגם זלוף שליה אנושי

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

determination-transport-rate-xenobiotics-nanomaterials-across

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

17.2K Views.  University Hospital Zurich.  לשעבר vivo מודל זלוף שליה אנושי הסירקולציה המחודשת כפול יכול לשמש כדי לחקור את העברת xenobiotics ו חלקיקים ברחבי שליית האדם. בפרוטוקול וידאו זה אנו מתארים את הציוד וטכניקות הנדרשות לביצוע מוצלח של זלוף שליה.

Video: Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional (3D) tissue wherein hematopoiesis is regulated by spatially organized cellular microenvironments termed niches2-4. The organization of the BM niches is critical for the function or dysfunction of normal or malignant BM5. Therefore a better understanding of the in vivo microenvironment using an ex vivo mimicry would help us elucidate the molecular, cellular and microenvironmental determinants of leukemogenesis6.
Currently, hematopoietic cells are cultured in vitro in two-dimensional (2D) tissue culture flasks/well-plates7 requiring either co-culture with allogenic or xenogenic stromal cells or addition of exogenous cytokines8. These conditions are artificial and differ from the in vivo microenvironment in that they lack the 3D cellular niches and expose the cells to abnormally high cytokine concentrations which can result in differentiation and loss of pluripotency9,10.
Herein, we present a novel 3D bone marrow culture system that simulates the in vivo 3D growth environment and supports multilineage hematopoiesis in the absence of exogenous growth factors. The highly porous scaffold used in this system made of polyurethane (PU), facilitates high-density cell growth across a higher specific surface area than the conventional monolayer culture in 2D11. Our work has indicated that this model supported the growth of human cord blood (CB) mononuclear cells (MNC)12 and primary leukemic cells in the absence of exogenous cytokines. This novel 3D mimicry provides a viable platform for the development of a human experimental model to study hematopoiesis and to explore novel treatments for leukemia.

Ex vivo Mimicry of Normal and Abnormal Human Hematopoiesis

A 3D culture system for hematopoiesis is described using human cord blood and leukemic bone marrow cells. The method is based on the use of a porous synthetic polyurethane scaffold coated with extracellular matrix proteins. This scaffold is adaptable to accommodate a wide range of cells.

Ex vivo החקיינות של hematopoiesis אנושיים בריאים חריגה

Hematopoietic stem cells require a unique microenvironment in order to sustain blood cell formation1; the bone marrow (BM) is a complex three-dimensional ...

Anatomical Reconstructions of the Human Cardiac Venous System using Contrast-computed Tomography of Perfusion-fixed Specimens

A detailed understanding of the complexity and relative variability within the human cardiac venous system is crucial for the development of cardiac devices that require access to these vessels. For example, cardiac venous anatomy is known to be one of the key limitations for the proper delivery of cardiac resynchronization therapy (CRT)1 Therefore, the development of a database of anatomical parameters for human cardiac venous systems can aid in the design of CRT delivery devices to overcome such a limitation. In this research project, the anatomical parameters were obtained from 3D reconstructions of the venous system using contrast-computed tomography (CT) imaging and modeling software (Materialise, Leuven, Belgium). The following parameters were assessed for each vein: arc length, tortuousity, branching angle, distance to the coronary sinus ostium, and vessel diameter.
	CRT is a potential treatment for patients with electromechanical dyssynchrony. Approximately 10-20% of heart failure patients may benefit from CRT2. Electromechanical dyssynchrony implies that parts of the myocardium activate and contract earlier or later than the normal conduction pathway of the heart. In CRT, dyssynchronous areas of the myocardium are treated with electrical stimulation. CRT pacing typically involves pacing leads that stimulate the right atrium (RA), right ventricle (RV), and left ventricle (LV) to produce more resynchronized rhythms. The LV lead is typically implanted within a cardiac vein, with the aim to overlay it within the site of latest myocardial activation. 
	We believe that the models obtained and the analyses thereof will promote the anatomical education for patients, students, clinicians, and medical device designers. The methodologies employed here can also be utilized to study other anatomical features of our human heart specimens, such as the coronary arteries. To further encourage the educational value of this research, we have shared the venous models on our free access website: <a href="http://www.vhlab.umn.edu/atlas" target="_blank">www.vhlab.umn.edu/atlas</a>.

The objective of this research is to recreate and then access the anatomy of the human cardiac venous system using 3D reconstructions generated from contrast-computed tomography scans.

שחזורים אנטומיים של מערכת ורידי לב האנושית באמצעות ניגודיות, טומוגרפיה ממוחשבת של דגימות זלוף-קבועות

A detailed  understanding of the complexity and relative variability within the human  cardiac venous system is crucial for the development of cardiac ...

The Use of the Ex Vivo Chandler Loop Apparatus to Assess the Biocompatibility of Modified Polymeric Blood Conduits

The foreign body reaction occurs when a synthetic surface is introduced to the body. It is characterized by adsorption of blood proteins and the subsequent attachment and activation of platelets, monocyte/macrophage adhesion, and inflammatory cell signaling events, leading to post-procedural complications. The Chandler Loop Apparatus is an experimental system that allows researchers to study the molecular and cellular interactions that occur when large volumes of blood are perfused over polymeric conduits. To that end, this apparatus has been used as an ex vivo model allowing the assessment of the anti-inflammatory properties of various polymer surface modifications. Our laboratory has shown that blood conduits, covalently modified via photoactivation chemistry with recombinant CD47, can confer biocompatibility to polymeric surfaces. Appending CD47 to polymeric surfaces could be an effective means to promote the efficacy of polymeric blood conduits. Herein is the methodology detailing the photoactivation chemistry used to append recombinant CD47 to clinically relevant polymeric blood conduits and the use of the Chandler Loop as an ex vivo experimental model to examine blood interactions with the CD47 modified and control conduits.

The Use of the Ex Vivo Chandler Loop Apparatus to Assess the Biocompatibility of Modified Polymeric Blood Conduits

Blood exposure to polymeric blood conduits initiates the foreign body reaction that has been implicated in clinical complications. Here, the Chandler Loop Apparatus, an experimental tool mimicking blood perfusion through these conduits, is described. Appendage of recombinant CD47 results in decreased evidence of the foreign body reaction on these conduits.

השימוש ב<em&gt; Ex Vivo</em&gt; מכשירי צ&#39;נדלר Loop להערכת Biocompatibility של צינורות דם פולימרית השתנה

The foreign body reaction occurs when a synthetic surface is introduced to the body. It is characterized by adsorption of blood proteins and the ...

Determination of Zeta Potential via Nanoparticle Translocation Velocities through a Tunable Nanopore: Using DNA-modified Particles as an Example

Nanopore technologies, known collectively as Resistive Pulse Sensors (RPS), are being used to detect, quantify and characterize proteins, molecules and nanoparticles. Tunable resistive pulse sensing (TRPS) is a relatively recent adaptation to RPS that incorporates a tunable pore that can be altered in real time. Here, we use TRPS to monitor the translocation times of DNA-modified nanoparticles as they traverse the tunable pore membrane as a function of DNA concentration and structure (i.e., single-stranded to double-stranded DNA).
TRPS is based on two Ag/AgCl electrodes, separated by an elastomeric pore membrane that establishes a stable ionic current upon an applied electric field. Unlike various optical-based particle characterization technologies, TRPS can characterize individual particles amongst a sample population, allowing for multimodal samples to be analyzed with ease. Here, we demonstrate zeta potential measurements via particle translocation velocities of known standards and apply these to sample analyte translocation times, thus resulting in measuring the zeta potential of those analytes.
As well as acquiring mean zeta potential values, the samples are all measured using a particle-by-particle perspective exhibiting more information on a given sample through sample population distributions, for example. Of such, this method demonstrates potential within sensing applications for both medical and environmental fields.

Here we use a polyurethane tunable nanopore integrated into a resistive pulse sensing technique to characterize nanoparticles surface chemistry via the measurement of particle translocation velocities, which can be used to determine the zeta potential of individual nanoparticles.

קביעת פוטנציאל זטה באמצעות Nanoparticle טרנסלוקציה מהירויות באמצעות nanopore מתכוונן: באמצעות חלקיקים שונה-DNA כמשל

Nanopore technologies, known collectively as Resistive Pulse Sensors (RPS), are being used to detect, quantify and characterize proteins, molecules and ...

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular cartilage impairs its load-bearing function substantially as it experiences tremendous chemical degradation, i.e. proteoglycan loss and collagen fibril disruption. One promising way to investigate chemical damage mechanisms during OA is to expose the cartilage specimens to an external solute and monitor the diffusion of the molecules. The degree of cartilage damage (i.e. concentration and configuration of essential macromolecules) is associated with collisional energy loss of external solutes while moving across articular cartilage creates different diffusion characteristics compared to healthy cartilage. In this study, we introduce a protocol, which consists of several steps and is based on previously developed experimental micro-Computed Tomography (micro-CT) and finite element modeling. The transport of charged and uncharged iodinated molecules is first recorded using micro-CT, which is followed by applying biphasic-solute and multiphasic finite element models to obtain diffusion coefficients and fixed charge densities across cartilage zones.

We propose a protocol to investigate the transport of charged and uncharged molecules across articular cartilage with the aid of recently developed experimental and numerical methods.

ניסויי ו אלמנטים סופיים פרוטוקול לחקר התחבורה של מומסים ניטראליים והואשמו ברחבי Articular סחוס

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential to establish an ex vivo model that can evaluate SIM performance accurately, for developing high-performance SIMs. In our previous study, we developed a new ex vivo model that can be used to evaluate the performance of various SIMs in detail by applying constant tension to the specimen&#39;s ends. We also confirmed that the proposed new ex vivo model allows accurate submucosal elevation height (SEH) measurement under uniform conditions and detailed comparisons of the performances of various types of SIMs. Here, we describe the new ex vivo model and explain the detailed setup methodology of this model. Since all parts of the new model were easy to obtain, the setup of the new model could be completed quickly. SEH of various SIMs could be measured more accurately by using the new model. The critical factor that determines SIM performance can be identified using the new model. SIM development speed will drastically increase after the factor has been identified.

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

We developed a new ex vivo model that applies constant tension to the porcine gastric specimen. This development made it possible to evaluate the performance (the height and duration of the submucosal elevation) of various SIMs accurately.&#160; The detailed setup methodology of this new model is explained.

מודל לשעבר Vivo חדש על ההערכה של ביצועי חומרים הזרקה Submucosal אנדוסקופי

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential ...

Comprehensive Evaluation of the Effectiveness and Safety of Placenta-Targeted Drug Delivery Using Three Complementary Methods

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to the placenta while minimizing fetal and maternal side effects remains challenging. Targeted nanoparticle carriers provide new opportunities to treat placental disorders. We recently demonstrated that a synthetic placental chondroitin sulfate A binding peptide (plCSA-BP) could be used to guide nanoparticles to deliver drugs to the placenta. In this protocol, we describe in detail a system for assessing the efficiency of drug delivery to the placenta by plCSA-BP that employs three separate methods used in combination: in vivo imaging, high-frequency ultrasound (HFUS), and high-performance liquid chromatography (HPLC). Using in vivo imaging, plCSA-BP-guided nanoparticles were visualized in the placentas of live animals, while HFUS and HPLC demonstrated that plCSA-BP-conjugated nanoparticles efficiently and specifically delivered methotrexate to the placenta. Thus, a combination of these methods can be used as an effective tool for the targeted delivery of drugs to the placenta and development of new treatment strategies for several pregnancy complications.

We describe a system that utilizes three methods to evaluate the safety and effectiveness of placenta-targeted drug delivery: in vivo imaging to monitor nanoparticle accumulation, high-frequency ultrasound to monitor placental and fetal development, and HPLC to quantify drug delivery to tissue.

הערכה מקיפה של היעילות והבטיחות של משלוח סמים, ממוקדות השליה באמצעות שלוש שיטות משלימות

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to ...

Bioparticle Microarrays for Chemotactic and Molecular Analysis of Human Neutrophil Swarming in vitro

Neutrophil swarming is a cooperative process by which neutrophils seal off a site of infection and promote tissue reorganization. Swarming has classically been studied in vivo in animal models showing characteristic patterns of cell migration. However, in vivo models have several limitations, including intercellular mediators that are difficult to access and analyze, as well as the inability to directly analyze human neutrophils. Because of these limitations, there is a need for an in vitro platform that studies swarming with human neutrophils and provides easy access to the molecular signals generated during swarming. Here, a multistep microstamping process is used to generate a bioparticle microarray that stimulates swarming by mimicking an in vivo infection. The bioparticle microarray induces neutrophils to swarm in a controlled and stable manner. On the microarray, neutrophils increase in speed and form stable swarms around bioparticle clusters. Additionally, supernatant generated by the neutrophils was analyzed and 16 proteins were discovered to have been differentially expressed over the course of swarming. This in vitro swarming platform facilitates direct analysis of neutrophil migration and protein release in a reproducible, spatially controlled manner.

This protocol generates bioparticle microarrays that provide spatially controlled neutrophil swarming. It provides easy access to the mediators that neutrophils release during migration and allows for quantitative imaging analysis.

ביו-מאמר מיקרומערכים למיקרוטקטיקה וניתוח מולקולרי של נויטרופילים אנושיים

Neutrophil swarming is a cooperative process by which neutrophils seal off a site of infection and promote tissue reorganization. Swarming has classically ...

Biofunctionalization of Magnetic Nanomaterials

Magnetic nanomaterials have received great attention in different biomedical applications. Biofunctionalizing these nanomaterials with specific targeting agents is a crucial aspect to enhance their efficacy in diagnostics and treatments while minimizing the side effects. The benefit of magnetic nanomaterials compared to non-magnetic ones is their ability to respond to magnetic fields in a contact-free manner and over large distances. This allows to guide or accumulate them, while they can also be monitored. Recently, magnetic nanowires (NWs) with unique features were developed for biomedical applications. The large magnetic moment of these NWs enables a more efficient remote control of their movement by a magnetic field. This has been utilized with great success in cancer treatment, drug delivery, cell tracing, stem cell differentiation or magnetic resonance imaging. In addition, the NW fabrication by template-assisted electrochemical deposition provides a versatile method with tight control over the NW properties. Especially iron NWs and iron-iron oxide (core-shell) NWs are suitable for biomedical applications, due to their high magnetization and low toxicity.
In this work, we provide a method to biofunctionalize iron/iron oxide NWs with specific antibodies directed against a specific cell surface marker that is overexpressed in a large number of cancer cells. Since the method utilizes the properties of the iron oxide surface, it is also applicable to superparamagnetic iron oxide nanoparticles. The NWs are first coated with 3-aminopropyl-tri-ethoxy-silane (APTES) acting as a linker, which the antibodies are covalently attached to. The APTES coating and the antibody biofunctionalization are proven by electron energy loss spectroscopy (EELS) and zeta potential measurements. In addition, the antigenicity of the antibodies on the NWs is tested by using immunoprecipitation and western blot. The specific targeting of the biofunctionalized NWs and their biocompatibility are studied by confocal microscopy and a cell viability assay.

In this work, we provide a protocol to biofunctionalize magnetic nanomaterials with antibodies for specific cell targeting. As examples, we utilize iron nanowires to target cancer cells.

ביו-פונקציונליזציה של ננו-חומרים מגנטיים

Magnetic nanomaterials have received great attention in different biomedical applications. Biofunctionalizing these nanomaterials with specific targeting ...