이 작품은 재정적 스위스 국립 재단 (NRP 64 프로그램에는 4064-131232 권한을 부여하지 않음)에 의해 지원됩니다.

1. 관류 시스템 준비 <ol><li> 물 목욕, 재관류 챔버, 산소에 대한 두 개의 열, 두 개의 연동 펌프, 두 개의 버블 트랩, 두 개의 흐름 히터와 하나의 압력 센서 (그림 1)으로 구성된 관류 시스템을 설정합니다. 그림 2의 방식에 따라 실리콘 및 폴리 염화 비닐 재료로 구성된 튜브 섹션에서 이러한 구성 요소를 연결합니다. 마지막으로 각각 태아와 산모 회로를 나타내는 두 개의 회로가있다. </li><li> 물 목욕, 흐름 히터 및 재관류 챔버 가열을 켭니다. 온도는 37 ° C.이어야한다 </li><li> (NCTC-135 조직 문화 매체 얼의 버퍼 (6.8 g / L 염화나트륨 0.4 g / L 칼륨 염화물, 0.14 g / L 글루타민산 소다 인산염, 0.2 g / L 황산 마그네슘 0.2 g과 1:2 희석 살포 매체를 워밍업 / L 칼슘 염화물, 2g / L 포도당) 포도당 이하 (1 g / L), 덱스 트란 40 (10 G / L), 소 혈청 알부민 (10g로 보충/ L), 나트륨 헤파린 (2,500 IU / L), amoxicilline (250 ㎎ / L)와 중탄산 나트륨 (2.2 g / L)의 물을 욕조에 산도 7.4). </li><li> - 20 ML 15 연속 다시 증류수 200 mL (유량) 200 mL를 증류수로 태아와 산모 회로의 동맥 시스템, B) 50 ML 1 % 수산화 나트륨, C) 1 % 인산 D)를 씻어 / 분). </li><li> 태아의 정맥에 연결합니다 (Ø 1.2 mm, 무딘 바늘 수정 된 날개 달린 바늘 주입 세트에 연결해야합니다) 태아 동맥 튜빙. </li><li> 모든 튜브 매체 (: 15-20 ML / 분 유량)를 포함 할 때까지 관류 매체와 태아와 산모 회로의 동맥 시스템을 씻어. 이 단계에서 버블 트랩을 작성하고 트랩의 거품 스트림을 제거합니다. 그런 다음 펌프를 중지합니다. 그것은 심성 동맥 튜브는 항상 거품이 없는지 정말 중요합니다, 그렇지 않으면 도관졌다가 특히 좋은 태아 혈관이 파열 할 수 있습니다. </li><li> 가스 흐름을 켭니다. 산모의 회로는 위스콘신에 산소 공급일 5 % 이산화탄소와 5 % 이산화탄소와 95 %의 질소와 95 %의 합성 공기와 태아 회로. </li><li> 압력 센서의 기록을 시작합니다. </li></ol> 2. 태반을 Cannulating <ol><li> 기본 제왕 절개 후 단순한 용어 임신에서 그대로 태반을 구하십시오. 서면 동의는 납품의 앞에 어머니에 의해 (우리의 연구의 경우에서 얻어진) 부여되어야하며 연구 (우리의 연구의 경우 WAS) 지역 윤리위원회의 승인을 받아야합니다. 먼저 시각적 컨트롤은 건강하고 그대로 태반을 보장하기 위해 조산사에 의해 수행되어야한다. </li><li> 태반의 도관은 중요한 단계입니다! 재관류시 조직의 모든 작은 혼란은 임산부와 태아 순환 사이의 누수가 발생할 수 있습니다. 태반은 출산 후 30 분 이내에 얻을 수있다. </li><li> 산모의 측면에서 볼 차질없이 태반의 한계 영역에서 그대로 떡잎을 선택합니다. 융모 판에,제대 동맥 수술 봉합사를 사용하여 나중에 도관 측 (탯줄을 향해) 상류 정맥을 모두 연결 지점을 묶어. 항상 두 개의 매듭을 만든다. </li><li> 먼저 태아 동맥 Cannulate. 태아 태반 동맥은 항상 정맥보다 작고 얇은입니다. </li><li> 태아 동맥 주위 봉합을하지만, 즉시 묶어하지 않습니다. 집게와 배를 잡고 조심스럽게 혈관을 잘라 동맥에 작은 정맥 (Ø 1.2 mm)를 넣습니다. 다음 봉합 (2 개 매듭)를 묶어. </li><li> 같은 방법으로 태아의 정맥을 진행하지만 더 큰 정맥을 사용 (Ø 1.5-1.8 mm, 무딘 바늘 수정 된 날개 달린 바늘 주입 세트에 연결해야합니다.)에게 </li><li> 태아 펌프 (2 ㎖ / 분)를 켭니다. 거기에 눈에 띄는 누수가없고 혈액이 태아의 정맥 정맥에서 발산하는 경우, 천천히 4 ML / 분까지의 흐름을 증가시킵니다. 태아 동맥의 압력을 관찰, 그것은 70 mmHg로를 초과하지 않아야합니다. 태아 또는 동료에 액체가 새어 경우rnal 정맥는 다른 봉합사를 고정합니다. </li><li> 태아면 조직 홀더 태반을 놓고 스파이크를 통해 태반 막과 조직을 당겨. 결국 관류 떡잎은 조직 홀더의 구멍의 중간에 있어야합니다. </li><li> 단지 막 실리콘 막 (Ø 1mm) 또는 양자 택일로 두 파라 필름 (parafilm) 조각과 태반을 보유하고있는 부분을 안정. </li><li> 전체 조직 홀더를 조립 나사를 조여 걸쳐 조직을 잘라. 정맥 및 동맥 캐 뉼러가 눌리지 않았는지주의 대신 조직 홀더의 작은 채널에 누워하시기 바랍니다. </li><li> 거꾸로 조직 홀더를 돌려 재관류 챔버에 넣고 덮개를 추가합니다. 이제, 산모 측 상단에 있어야합니다. 태아 회로 그대로이고 매체가 태아 정맥 튜브로 흐르는 경우 항상 확인합니다. </li><li> 임산부 펌프 (12 ML / 분)를 켭니다. 일에 세 무뚝뚝한 캐 뉼러 (Ø 0.8 mm)를 소개탈락 판을 관통하여 intervillous 공간으로 모체 동맥 튜브의 전자 끝. 임산부 회로에 관류을 반환하면 재관류 챔버의 상부에 가장 낮은 위치에 산모 펌프와 연결되어 정맥 배수로서 하나의 튜브를 넣어. </li><li> 태아 정맥 튜브에 태아 정맥 정맥을 연결합니다. </li></ol> 3. 관류의 사전 및 실험 단계를 실행 <ol><li> 조직이 배달 후 허혈 기간에서 복구하고 intervillous 공간에 혈액을 밖으로 플러시 수 있도록, 20 분 전 단계 개방이 필요합니다. 임산부와 태아의 정맥을 의미 관류 매체를 포함 동맥 저수지로 이어지는되지 않습니다. 병에 태아와 산모의 정맥 유출을 수집하고 사전 단계 후 폐기합니다. </li><li> 관류의 무결성을 평가하는 것은 20 분의 또 다른 사전 단계를 수행하지만, 폐쇄 회로한다. 관류 중간에 두 개의 별도의 공기통을 사용하여태아와 산모 회로와 태아 저수지와 산모 저수지 산모의 정맥 유출 뒤 다시 태아의 정맥 유출을 선도하여 회로를 닫습니다. </li><li> 주요 관류 실험 120 ML 관류 매체 (임산부를위한 하나 태아 ​​저수지 하나) 두 개의 플라스크를 준비합니다. 하나는 산모의 저수지에 분석하고자하는 찬란 생체 이물 또는 나노 입자 (방사성 물질; 긍정적 인 제어 역할을주의 4 NCI / ㎖)이 방사성 동위 원소 14 C-antipyrine을 추가합니다. 또한 산모의 관류를 섞는다. </li><li> 두 준비한 플라스크 (태아와 산모 저수지)와 함께 순수 관류 매체를 교환하여 실험을 시작합니다. 태아 저수지 태아의 정맥 유출 뒤와 산모 저수지 산모의 정맥 유출 백을 선도하여 회로를 닫습니다. </li><li> 6 시간 동안 재관류를 계속하고 정기적으로 샘플을 채취. 항상 태아와 산모의 매체를 resuspend을탈퇴하기 전에 저수지. </li><li> 관류 동안 태아의 동맥 (70 mmHg로를 초과하지 않아야), 두 회로의 산도 (생리적 범위 7.2-7.4에 있어야) 및 저수지의 음량 (태아 볼륨 손실이 4 ML / 시간을 초과하지 않아야한다)의 압력을 조절 . 필요하다면 염산 또는 수산화 나트륨을 사용하여 산도 값을 조정합니다. </li><li> 태아 저수지에서 볼륨 손실이 4을 초과 할 경우 ML / HR이 조직에 누수 하나는 살포를 중지 할 수 있습니다. 누출없이 6 시간 동안 재관류 성공률은 15-20 %이다. </li><li> 6 시간 후 재관류를 중지합니다. 펌프, 수조, 흐름 히터 및 가스 흐름을 켭니다. </li><li> 조직 홀더에서 태반을 제거, 관류 떡잎을 잘라 (unperfused 조직보다 밝게)와 무게. </li><li> unperfused (처음에 삭감 된 태반의 일부, 이미 전 단계에서 수행 될 수 있었다)에서 샘플을 채취하고 관류 조직 (각 약 1 g) 및 -20 ° C에서 보관균질화까지 이상 분석을위한 액체 질소합니다. 조직 병리학 적 평가를 위해 포르말린 4 %에서 다른 조직 샘플을 수정합니다. 샘플은 태반의 모든 레이어를 포함해야합니다. </li><li> ) 연속적) 200 mL를 증류수로 B를 태아와 산모 회로의 동맥 시스템을 세척하여 50 ML 1 % 수산화 나트륨, C)을 다시 50 ML 1 % 인산 d)에 증류수 200 mL를 관류 한 후 튜브를 청소 (유량 : 15-20 ML / 분). </li></ol> 태반 관류 실험의 전체 작업 과정은 그림 3에 묘사되어있다. 4. 샘플 분석 <ol><li> 잔류 적혈구를 제거하기 위해 분석 전에 800 XG에서 10 분 동안 관류 샘플을 원심 분리기. 추가 분석을 위해 상층 액을 가져 가라. 샘플은 4 ℃에서 하룻밤 남아있을 수 있습니다 렙틴과 hCG의 생산의 분석을위한 시료는 -20 ° C.에 저장할 수 있습니다 </li><li> 의 투과성을 평가하기 위해태반은 액체 섬광에 의해 C-antipyrine 14 분석합니다. 베타 카운터 5 분 3 ML의 섬광 칵테일과 측정으로 태아와 산모의 시료 300 μl를 섞는다. </li><li> 형광 나노 입자의 양도 또는 관심의 생체 이물이 마이크로 리더 (표시된 파장은 우리가 나노 입자에 사용되는 노란색 녹색 라벨의 분석 용)의 485 nm의 여기 및 528 nm의 방출에 형광을 읽으을 평가합니다. </li><li> 관류 측정시 태반 조직의 포도당 소비와 자동 혈액 가스 시스템과 태아와 산모의 회로에서 젖산 생산의 가능성을 확인하십시오. 또한, 태반 호르몬 인간 choriongonadotropin (hCG를) 효소 결합 면역 분석 (ELISA)에 의한 균질 조직 샘플 및 관류 렙틴의 생산을 평가합니다. </li></ol>

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저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

이중 순환 살포는 여기에 보여 아래에 대답해야하는 질문에 따라 가능한 여러 가지 다른 실험 구성도이다. 특히 오픈 태반 perfusions는 일반적으로 정상 상태 농도 3시 약물 허가를 평가하는 데 사용됩니다. 순환 관류 셋업은 내인성 또는 외인성 물질의 능동 수송을 확인하기 위해 적용 할 수 있습니다. 이 방법에 대한 생체 이물의 동일한 농도는 산모와 태아 순환에 추가 할 수 있습니다. 농...

태반은 산소, 이산화탄소, 영양분과 노폐물과 어머니와 서로 분리 성장 태아의 두 혈액 회로를 유지할 수 동시에 교환을 담당하는 복잡한 기관이다. 또한, 그것은 산모의 면역 시스템에 의해 아이의 거부를 방지하고 임신을 유지하는 호르몬을 분비. 세포 장벽 4,5 측면 세포막없이 진정한 syncytium 퓨즈 및 양식 cytotrophoblast 세포에 의해 형성된다. 전체 태반은 하나의 태아 융모 트리를 포함하고 태반의 하나의 기능 단위를 나타내는 여러 자엽,로 구성되어 있습니다. 태반 장벽 기능의 연구는 1960 년대 탈리도마이드 유도 기형의 발견과 강화되었다. 분명한 이유를 들어 임산부 전위 연구는 수행 할 수 없습니다. 따라서, 다양한 대안 모델을 6,7를 개발되었습니다 </s&gt;까지. 가장 유망한 그리고 아마도 대부분의 임상 관련 모델 Panigel 및 동료 2,3에 의해 개발 된 생체 인간의 태반 관류 모델입니다. 많은 여성들은 이러한 자신의 임신 8 중 마약이나 환경 오염과 같은 다른 생체 이물질에 노출되어 있습니다. 이미 임신 중에 정기적으로 투여 된 마약의 경우, 생체 내 연구에서 제대혈의 그것과 산모의 혈중 농도를 비교하여 수행 할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 태아 및 이들 물질의 기형에 약물 동력학 및 역학에 대한 제한된 정보가있다. 헤로인은 쉽게 태반 장벽을 통과하고 자궁 내 성장 제한, 조산이나 자연 유산 9,10으로 이어질 수있는 것처럼 예를 들어 약물. 따라서 임신 중에 실종 금욕의 경우 메타돈과 대체 요법이 권장됩니다. 전생체 인간의 태반 관류 모델은 태아 순환에 메타돈의 전송이 배달 12 후 계산 된 제대혈에 산모의 혈액 농도 비율과 잘 상관 관계를 무시할 11이라고 밝혔다. 나노 기술, 특히 의학의 성장 분야이다. 그래서 자연적으로 잘 발생 (직경 &lt;2.5 μm의)와 산불, 화산 폭발의 연기와 사막의 먼지 미세 입자 (직경 &lt;0.1 μm의), 나노 물질의 노출 (최소 하나의 차원 &lt;0.1 μm의 13 아래 ) 증가하고있다. 이 나노 물질의 독성 가능성에 대한 질문을 제기했다. 어떤 사람의 위험은 아직 입증되지 수 있지만, 설계 나노 입자는 독성 결과 14로 이어지는 부작용 생물학적 반응을 일으킬 수 있음을 나타내는 주요 실험 연구가있다. 최근 일부 연구에 그 태아 노출 표시대기 오염은 신생아 및 어린이 15,16에서 더 높은 호흡 필요와기도 염증에 연결되어 있습니다. 또한, 작은 나노 입자는 특히 태아 나 어머니 중 하나를 치료하는 약물 캐리어로 사용할 수 있습니다. 따라서, 서로 다른 생체 이물질이나 나노 물질과 태반 장벽을 통과 할 수있는 능력의 광범위한 연구가 필요하다는 분명해진다. 나노 물질에 태반 투과성의 현재 연구의 실제 개요 메네 제스 등으로 요약되어 있습니다. 2,011 17 Buerki-Thurnherr 등이. 2,012 7. 인간의 태반 관류 모델을 순환 생체 이중에 대한 책임 메커니즘 등 다양한 내인성 및 외인성 화합물 3,11,12,18,19의 태반 전송 및 태반의 다른 기능의 넓은 범위를 공부 통제하고 안정적인 시스템을 제공 자간전증과 같은 병적 상태의 개발 &lt;&gt; 20-22을 먹다. 축적 효과와 생체 이물질이나 나노 입자의 광범위한 세트의 전위 비율의 연구를 수 있도록이 프로토콜에서 우리는 세트에 주로 최대 초점, 취급 및 방법.

<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

인간의 태반 수십 년 전에이 어머니와 태아 사이에 꿰 뚫을 수없는 장벽이 될 것으로 생각되었다. 그러나 탈리도마이드에 의한 기형아 많은 나중에 연구의 발견은 나중에 반대를 증명했다. 오늘 니코틴 등 여러 가지 유해 생체이는, 헤로인, 메타돈 또는​​ 약물뿐만 아니라 환경 오염 물질이 장벽을 극복하기 위해 설명 하였다. 나노 기술의 사용 증가와 함께, 태반는 실수로 노출을 통해 또는 의도적으로 잠재적 인 나노 메디칼 응용 프로그램의 경우 새로운 나노 입자와 접촉 할 가능성이 높습니다. 태반 대부분의 종 특정 포유류 기관 1이기 때문에 동물 실험의 데이터가 인간에게 추정 할 수 없습니다. 따라서 Panigel 등에 의해 개발 된 생체 이중 순환 태반 관류. 1,967 2 지속적 슈나이더 등으로 수정했습니다. 1,972 3, 우수한 모델 T와 같은 역할을 할 수생체이 또는 입자의 이동을 연구 O를. 여기, 우리는 재현 가능한 결과를 얻기 위해 인간의 태반 관류 프로토콜과 발전을 순환 생체 이중에 초점을 맞 춥니 다. 태반은 제왕 절개 배달을받은 단순한 용어 임신에서 산모의 동의 이후 하였다. 그대로 자​​엽의 태아와 산모의 배는 적어도 5 시간 유관 및 관류 하였다. 모델 입자로 80 사이즈 직경 500 nm의와 찬란 폴리스티렌 입자는 어머니의 회로에 추가되었습니다. 80 nm의 입자는 태반 장벽을 통과하고 500 nm의 입자가 태반 조직이나 산모의 회로에서 유지하는 동안 태아에게 태반을 통해 전송되는 물질에 대한 완벽한 예제를 제공 할 수 있었다. 생체 인간의 태반 관류 모델에 대한 신뢰할 수있는 정보를 제공하는 몇 가지 모델 중 하나입니다예측 및 임상 관련 데이터를 제공하는 중요한 조직 장벽의 생체 이물의 전송 동작.

그림 4A는 태아의 구획에 전송되지 않은 큰 폴리스티렌 입자 (500 NM)에 비해 태반을 통해 전송 된 작은 폴리스티렌 입자 (80 nm의)의 재관류 프로파일을 보여줍니다. 각 데이터 포인트는 최소 3 독립적 인 실험의 주어진 시점까지의 평균 입자 농도를 나타냅니다. 폴리스티렌 태반 전송 사이즈에 따라 19입니다 나노 입자. 500 nm의 폴리스티렌 입자도 재관류 6 시간 후 태아의 회로에?...

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

<em&gt; 생체</em&gt; 이중 순환 태반 관류 모델은 인간의 태반을 통해 생체 이물질 및 나노 입자의 이동을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 비디오 프로토콜에서 우리는 장비와 태반 관류의 성공적인 수행에 필요한 기술을 설명합니다.

태반의 맞은 편에 생체이 물과 나노 물질의 전송 속도의 결정을 사용하여<em&gt; 생체</em&gt; 인간 태반 관류 모델

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 조회수.  University Hospital Zurich.  생체 이중 순환 태반 관류 모델은 인간의 태반을 통해 생체 이물질 및 나노 입자의 이동을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 비디오 프로토콜에서 우리는 장비와 태반 관류의 성공적인 수행에 필요한 기술을 설명합니다.

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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.

의 순환 압력 생물 반응기 설계 예 VIVO</em대동맥 심장 밸브> 학습

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

연구

생체공학

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.

정상과 비정상적인 인간 조혈의 전직 생체내 흉내

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.

콘트라스트 계산하기 관류 고정 시편의 단층 촬영을 이용하여 인간의 심장 정맥 시스템의 해부학 적 재건

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.

사용<em&gt; 전의 VIVO</em&gt; 챈들러 루프 장치 수정 된 고분자 혈액 도관의 생체 적합성을 평가하기 위해

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.

조정 나노 기공을 통해 나노 입자 전좌 속도를 통해 제타 전위의 측정 : 예를 들어 DNA 변성 입자를 사용하여

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.

실험적 및 유한 요소 의정서는 관절 연골에서 중립 및 충전 용질의 운송을 조사하기 위해

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.

내 시경 Submucosal 주입 재료 성능 평가 대 한 새로운 Ex Vivo 모델

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.

3 보완 방법을 사용 하 여 태 반 대상 약물 전달의 안전과 효율성의 종합 평가

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.

생체 외에서 인간 호중구 떼의 화학 및 분자 분석을 위한 생체 입자 미세어레이

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.

자성 나노 물질의 생체 기능화

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