Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Akış altındaki trombosit fonksiyonu değerlendirilebilir ve simüle edilmiş hemostatik resüsitasyon, travma ve transfüzyon tıbbında uygulamaları olan bir mikroakışkan cihaz kullanılarak modellenebilir.
Mikroakışkanlar, vaskülatürü taklit eden fizyolojik olarak ilgili substratları ve akışları içerir ve bu nedenle tromboz ve hemostazın yönlerini incelemek için değerli bir araçtır. Arteriyel akışı simüle eden yüksek kesme ortamlarında, bir akış kanalının lokalize stenotik bölgesinde trombositten zengin trombüs oluştuğundan, mikroakışkan bir test trombosit fonksiyonunun incelenmesini kolaylaştırır. Küçük numune hacmine izin veren cihazların kullanılması, hacim sınırlı hasta numunelerinden veya hayvan modellerinden gelen akış altında trombosit fonksiyonunun değerlendirilmesine de yardımcı olabilir. Travma hastası örneklerini veya trombosit ürün transfüzyonunu takiben alınan örnekleri incelemek, trombosit fonksiyonunun kritik olduğu hasta popülasyonları için terapötik stratejilerin yönlendirilmesine yardımcı olabilir. Farmakolojik ajanlar yoluyla trombosit inhibisyonunun etkileri de bu modelde incelenebilir. Bu protokolün amacı, travmaya bağlı koagülopati ve transfüzyon tıbbı çalışmaları için çıkarımlarla trombosit fonksiyonunu değerlendirmek için fizyolojik akışı, biyolojik yüzeyleri ve ilgili hemostatik mekanizmaları içeren mikroakışkan bir platform oluşturmaktır.
Travma, önde gelen küresel bir ölüm ve sakatlık nedenidir. Ciddi yaralanma sıklıkla travmaya bağlı koagülopati (TIC) olarak adlandırılan benzersiz, endojen bir hemostaz ve tromboz bozukluğu ile komplike hale gelir1. Trombositler TIC'de kritik bir rol oynar ve hem adaptif hem de maladaptif fonksiyonlara sahip olarak tanımlanmıştır2. Yaralanma sonrası trombosit disfonksiyonunun mekanizmaları belirsizliğini korumaktadır ve gelişmiş resüsitasyon ve tedavinin geliştirilmesine rehberlik etmek için hücresel yanıtı daha iyi anlamak için kritik bir ihtiyaç vardır. Yaralanma sonrası trombosit fonksiyonu ile ilgili ek bir can sıkıcı sorun, travma hastasında trombosit fonksiyonunun mevcut okumalarının güvenilirliğinin belirsizliğidir.
Çok sayıda çalışma, bilinen bir klinik kanama fenotipi olmayan hafif yaralı hastaların bile agregometri 3,4 gibi geleneksel trombosit fonksiyon testleri kullanılarak anormal trombosit fonksiyonuna sahip olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, bir yaralanma ortamında trombosit fonksiyonunu değerlendirmek için agregometrideki sınırlamalar arasında fizyolojik olarak ilgili yaralanma yüzeyinin eksikliği, agonist stimülasyonuna indirgemeci bir yaklaşım, tam kan empedans agregometrisi ile numune seyreltmesi, optik ışık iletim agregometrisi ile plazma ayrılması ve durgun numune değerlendirmesi yer alır. Ek olarak, trombosit fonksiyonunun bu duyarlılığının gerçek hücresel disfonksiyonu mu yoksa yaralanma ortamında artmış temel elektrik empedansı gibi bir ölçüm artefaktını mı temsil ettiği belirsizliğini korumaktadır2. Bu nedenle, travma bağlamında ilgili trombosit fonksiyonlarını incelemek, TIC'yi anlamak için çok önemlidir ve bu alanda yenilik ve iyileştirme için önemli bir alan vardır.
Geleneksel olarak trombosit fonksiyonunu incelemek için kullanılan platformlar, travma ve travmaya bağlı koagülopati ile ilgili trombosit disfonksiyonunun anlaşılmasında kritik olabilecek sıvı dinamiği ve akışını içermez5. Akışa bağlı hemostaz mekanizmaları arasında, kritik bir kayma hızının üzerinde, yüksek kesmede von Willebrand faktörü (VWF) uzaması ve durgun trombosit fonksiyon deneyleri kullanılarak yakalanmayan glikoprotein 1b 6,7,8 yoluyla trombosit yakalama yer alır. Ek olarak, trombositler akış rejimine bağlı olarak tercihen VWF veya fibrinojeni bağlar ve arteriyel ve venöz trombozda farklı roller ortaya çıkarır 9,10. Arteriyel trombüsler esas olarak trombositlerden oluşurken, venöz trombüsler kısmen akış rejimlerine bağlı olarak esas olarak kırmızı kan hücrelerinden oluşur11. Akış rejimlerini içeren tahliller, hipokoagülabilite ve kanama fenotiplerinden hiperkoagülabilite ve trombotik fenotiplere kadar TIC fenotiplerinin spektrumuna ait işlev bozukluklarının aydınlatılmasına yardımcı olabilir. Son olarak, travma hastası popülasyonları ile kan hacmi örnekleme kısıtlamaları, geleneksel trombosit fonksiyon testini zorlaştırabilir. Akış sitometrisi gibi tahliller bu durumlarda kullanılabilir ve kullanılmalıdır, ancak sonuçlar genellikle hemostatik fonksiyonel bir değerlendirmeyi değil, bir numunenin fiziksel karakterizasyonunu gösterir.
Trombosit disfonksiyonunun mekanizmaları travmada tam olarak anlaşılamasa da, örneğin P2Y12 antagonistleri ile in vitro trombosit disfonksiyonunun modellenmesi de terapötik müdahalelerin çalışmasına rehberlik edebilir. Hemostatik resüsitasyon, kan ürünlerinin şok, koagülopati ve endotel hasarını tam kan veya kan bileşenleri (kırmızı kan hücreleri, plazma ve trombosit konsantreleri) ile 1: 1: 1 birim oranında dengeli bir yaklaşımla transfüze edildiği travma hastalarında kritik öneme sahiptir 12,13,14. Travma hastalarında, kan ürünlerinin erken kullanımı sağkalımın artması ile ilişkilidir15,16. Raf ömrünü uzatmak için, soğuk depolanmış trombosit ürünleri giderek daha fazla incelenmektedir. Soğuk depolanmış trombositlerin muayenesi, yaralanma sonrası transfüze edildiğinde güvenliğin yanı sıra hemostatik aktivitenin arttığını gösterir17,18.
Soğuk depolanmış trombosit resüsitasyonunun evrimi, travma için mevcut olan en etkili trombosit ürününü anlamak için ek testlere duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Bununla birlikte, geleneksel trombosit fonksiyon testleri, hem terapötik trombosit transfüzyonu alan travma hastasında hem de trombosit depolama lezyonlarında görülen transfüzyon ürününün kendisinde meydana gelen disfonksiyonu tespit etmek için genellikle aşırı veya yetersiz güçlendirilir. Bu testlerin çoğunun statik doğası da dahil olmak üzere mevcut trombosit fonksiyon testlerindeki sınırlamalar göz önüne alındığında, disfonksiyonun kökenini belirlemek zor olabilir. Bu nedenle, in vitro hemostatik resüsitasyon çalışırken, hem alıcı hem de ürün trombosit popülasyonları için platform ve tespit yöntemleri, optimal terapötik müdahalelerin belirlenmesinde kritik öneme sahiptir.
Mikroakışkan testi, trombositlerin incelenmesi için fizyolojik olarak ilgili bir test oluşturmak için akış profilleri ve biyofilik yüzeyler sunar. Mikroakışkan cihazlar, damar ponksiyonu19 veya endotel hasarı20 gibi belirli patofizyoloji veya yaralanma tiplerini incelemek için özelleştirilebilir. Bu cihazlar genellikle, sub-endotel ve doku yaralanmasını taklit etmek için kollajen gibi yüzey modifikasyonları ile bir cam mikroskop lamına bağlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) içerir. Bu tür akış tabanlı cihazların kullanılması, travma ile ilişkili trombosit disfonksiyonu araştırmalarına rehberlik etmeye ve trombosit disfonksiyonunu iyileştirmek için optimal transfüzyon tıbbı yaklaşımlarının incelenmesine yardımcı olabilir. Bu stratejiler, yaralı hastada agregometri gibi statik trombosit testlerinin önemi hakkındaki mevcut karışıklığı açıklığa kavuşturmaya yardımcı olabilir.
Tüm araştırmalar kurumsal yönergelere uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Pittsburgh Üniversitesi İnsan Araştırmaları Koruma Ofisi'nden onay alındı ve sağlıklı insan gönüllülerden bilgilendirilmiş onam alındı.
1. Mikroakışkan cihaz hazırlığı
2. Kan örneği hazırlama
3. Akış altında trombosit fonksiyon testi (Yöntem 1)
4. Düşük hacimli numunelerle (1 mL'nin altında) akış altında trombosit fonksiyon testi (Yöntem 2)
5. Dekontaminasyon
6. Görüntü analizi
Bu yöntemin kullanımını takiben yapılan mikroakışkan deneyler, akım kanalının darlık olan bölgede trombositten zengin trombüs oluşumunu göstermelidir (Şekil 1). Şekil 1A , fonksiyonel trombositlerin kanaldan kan akışını engellemek için kanalın stenotik bölgesinde bir trombüs oluşturduğu temsili sonuçları göstermektedir. Deney süresince çekilen kinetik görüntülerin ortalama floresan yoğunluğu ...
Yukarıdaki protokol, deneylerin güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini sağlamak için bazı kritik adımlara sahiptir. İlk olarak, floresan antikorlar dikkatlice düşünülmelidir. Numunedeki trombositleri tespit etmek için kullanılan antikorlar, glikoprotein Ib (GPIb) trombosit reseptörünün işlevini engellememelidir. Deneyler arasında mümkün olduğunda parti eşleştirmesi de floresan sinyalin tekrarlanabilirliğini sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bu protokolde...
Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Yazarlar, katılan tüm kan bağışçılarının yanı sıra Travma ve Transfüzyon Tıbbı Araştırma Laboratuvarı flebotomistleri ve UPMC Montefiore Klinik ve Translasyonel Araştırma Merkezi'ne koleksiyonlarda yardım için teşekkür eder ve teşekkür eder. SMS, K25HL161401 tarafından desteklenmektedir. MDN, 1R01HL166944-01A1 tarafından desteklenir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipments | |||
Axio Observer | Zeiss | 491917-0001-000 | |
Bel-Art Space Saver Vacuum Desiccators | Fisher Scientific | 08-594-15A | |
Fisherbrand Isotemp Digital Hotplate Stirrer | Fisher Scientific | FB30786161 | |
Nutating Mixer | Fischer Scientific | 88-861-043 | |
OHAUS Scout Balance Scale | Uline | H-5852 | |
Oven | Fisher Scientific | 15-103-0520 | |
Plasma cleaner | Harrick | PDC-32G (115V) | |
Syringe Pump (PHD ULTRA CP, I/W PROGRAMMABLE) | Harvard Apparatus | 883015 | |
Zen 3.4 | Zeiss | Blue edition | Software |
Material | |||
1/16 inch ID - Barbed Elbow Connectors | Qosina | 11691 | |
10 mL syringe | Fischer Scientific | 14-955-459 | |
2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin | Cayman Chemicals | 16169 | 30% Dissolved in Phosphate buffered saline |
40-micron filters | Fischer Scientific | NC1469671 | |
CD41 antibody | Novus Biologicals | NB100-2614 | 1:600 Ratio in Whole Blood |
Chrono-Par Collagen Reagent | Chrono Log Corporation | 385 | 1:5 Ratio in 0.9% Saline |
Electron Microscopy Sciences Miltex Biopsy Punch with Plunger, 3.0 mm | Fisher Scientific | NC0856599 | |
Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge SafeLock Tubes, 1.5 mL | Fisher Scientific | 05-402-25 | |
Essendant 121oz. Clorox Germicidal Bleach | Fischer Scientific | 50371500 | |
Ethanol | Fisher Scientific | 07-678-005 | 70% |
Falcon Safety Dust Off DPSXLRCP Compressed Gas | Supra | 1381978 | |
Human TruStain | Biolegend | 422302 | 1:600 Ratio in Whole Blood |
LevGo smartSpatula Disposable Polypropylene Spatula | Fisher Scientific | 18-001-017 | |
Microscope Slides | Fisher Scientific | 12-550-A3 | |
Phosphate buffered saline | Gibco | 10010-023 | |
Safety Scalpel | Fisher Scientific | 22-079-718 | |
Saline | Millipore | 567442 | 0.90% |
Sartorius Polystyrene Weighing Boats | Fisher Scientific | 13-735-744 | |
Superslip Cover Slips - Superslip No. 1.5 | Fisher Scientific | 12-541-055 | |
SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit | Fisher Scientific | NC9285739 | Polydimethylsiloxane (PDMS) |
Ticagrelor | Cayman Chemicals | 15425 | |
Tygon PVC Clear Tubing 1/16" ID, 1/8" OD, 50 ft length | McMaster-Carr | 6516T11 | |
Ultra-Machinable 360 Brass Bar | McMaster-Carr | 8954K721 | For master mold fabrication |
Vacutainers | BD | 363083 | |
World Precision Instrument Reusable Biopsy Punch, 1.5mm | Fisher Scientific | NC1215626 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır