Name: hemocompatibility testing of blood-contacting implants in a flow loop model mimicking human blood flow
Uploaded: 2020-03-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow at JoVE.com

על הביצועים של סריקת מיקרוסקופ אלקטרוני, אנו מודים לארנסט שוויצר מתוך סעיף של מדעי החומרים הרפואיים והטכנולוגיה של בית החולים האוניברסיטאי טואבינגן. המחקר נתמך על ידי משרד החינוך, הנוער והספורט של CR בתוך התוכנית הלאומית הסביבתית השנייה (פרויקט BIOCEV-FAR LQ1604) ועל ידי קרן המדע הצ פרויקט מס ' 18-01163S.

הליך דגימת הדם אושר על ידי ועדת האתיקה של הפקולטה לרפואה באוניברסיטת טואבנגן (קוד זיהוי פרוייקט: 270/2010BO1). כל הנושאים שסופקו כתובים, הסכמה מושכלת להכללה לפני השתתפות.
1. הכנת הפארין-Monovettes טעון
<ol><li>מערבבים את הפארין הבלתי מדוללת (5,000 IU/mL) עם נתרן כלוריד (הארה ב, 0.9%) פתרון ולהכין פ...

<ol>
	<li>ISO. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biological evaluation of medical devices. , (2002).</li><li>Weber, M., 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=Blood-Contacting+Biomaterials:+In+Vitro+Evaluation+of+the+Hemocompatibility.">Blood-Contacting Biomaterials: In Vitro Evaluation of the Hemocompatibility.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 6, 99 (2018).</li><li>Li, Y., Boraschi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endotoxin+contamination:+a+key+element+in+the+interpretation+of+nanosafety+studies.">Endotoxin contamination: a key element in the interpretation of nanosafety studies.</a> Nanomedicine (Lond). 11 (3), 269-287 (2016).</li><li>Cattaneo, G., 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=In+vitro+investigation+of+chemical+properties+and+biocompatibility+of+neurovascular+braided+implants.">In vitro investigation of chemical properties and biocompatibility of neurovascular braided implants.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 30 (6), 67 (2019).</li><li>Stang, 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=Hemocompatibility+testing+according+to+ISO+10993-4:+discrimination+between+pyrogen-+and+device-induced+hemostatic+activation.">Hemocompatibility testing according to ISO 10993-4: discrimination between pyrogen- and device-induced hemostatic activation.</a> Materials Science and Engineering: C Materials for Biological Applications. 42, 422-428 (2014).</li><li>van Oeveren, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obstacles+in+haemocompatibility+testing.">Obstacles in haemocompatibility testing.</a> Scientifica (Cairo). , 392584 (2013).</li><li>Engels, G. E., Blok, S. L., van Oeveren, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+blood+flow+model+with+physiological+wall+shear+stress+for+hemocompatibility+testing-An+example+of+coronary+stent+testing.">In vitro blood flow model with physiological wall shear stress for hemocompatibility testing-An example of coronary stent testing.</a> Biointerphases. 11 (3), 031004 (2016).</li><li>Blok, S. L., Engels, G. E., van Oeveren, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+hemocompatibility+testing:+The+importance+of+fresh+blood.">In vitro hemocompatibility testing: The importance of fresh blood.</a> Biointerphases. 11 (2), 029802 (2016).</li><li>Kaplan, O., 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=Low-thrombogenic+fibrin-heparin+coating+promotes+in+vitro+endothelialization.">Low-thrombogenic fibrin-heparin coating promotes in vitro endothelialization.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105 (11), 2995-3005 (2017).</li><li>. SEM Imaging of Biological Samples Available from: <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/10492/sem-imaging-of-biological-samples">https://www.jove.com/science-education/10492/sem-imaging-of-biological-samples</a> (2019)</li><li>Mohan, C. C., Chennazhi, K. P., Menon, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+hemocompatibility+and+vascular+endothelial+cell+functionality+on+titania+nanostructures+under+static+and+dynamic+conditions+for+improved+coronary+stenting+applications.">In vitro hemocompatibility and vascular endothelial cell functionality on titania nanostructures under static and dynamic conditions for improved coronary stenting applications.</a> Acta Biomaterialia. 9 (12), 9568-9577 (2013).</li><li>Streller, U., Sperling, C., Hubner, J., Hanke, R., Werner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+evaluation+of+novel+blood+incubation+systems+for+in+vitro+hemocompatibility+assessment+of+planar+solid+surfaces.">Design and evaluation of novel blood incubation systems for in vitro hemocompatibility assessment of planar solid surfaces.</a> The Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 66 (1), 379-390 (2003).</li><li>Sanak, M., Jakie&#322;a, B., W&#281;grzyn, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+hemocompatibility+of+materials+with+arterial+blood+flow+by+platelet+functional+tests.">Assessment of hemocompatibility of materials with arterial blood flow by platelet functional tests.</a> Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences. 58 (2), 317-322 (2010).</li><li>Krajewski, 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=Hemocompatibility+evaluation+of+different+silver+nanoparticle+concentrations+employing+a+modified+Chandler-loop+in+vitro+assay+on+human+blood.">Hemocompatibility evaluation of different silver nanoparticle concentrations employing a modified Chandler-loop in vitro assay on human blood.</a> Acta Biomaterialia. 9 (7), 7460-7468 (2013).</li><li>Podias, A., Groth, T., Missirlis, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+shear+rate+on+the+adhesion/activation+of+human+platelets+in+flow+through+a+closed-loop+polymeric+tubular+system.">The effect of shear rate on the adhesion/activation of human platelets in flow through a closed-loop polymeric tubular system.</a> Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. 6 (5), 399-410 (1994).</li><li>Van Kruchten, R., Cosemans, J. M., Heemskerk, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+whole+blood+thrombus+formation+using+parallel-plate+flow+chambers-a+practical+guide.">Measurement of whole blood thrombus formation using parallel-plate flow chambers-a practical guide.</a> Platelets. 23 (3), 229-242 (2012).</li><li>M&#252;ller, M., Krolitzki, B., Glasmacher, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+in+vitro+hemocompatibility+testing-improving+the+signal+to+noise+ratio.">Dynamic in vitro hemocompatibility testing-improving the signal to noise ratio.</a> Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik. 57, 549-552 (2012).</li><li>Ritz-Timme, S., Eckelt, N., Schmidtke, E., Thomsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genesis+and+diagnostic+value+of+leukocyte+and+platelet+accumulations+around+"air+bubbles"+in+blood+after+venous+air+embolism.">Genesis and diagnostic value of leukocyte and platelet accumulations around "air bubbles" in blood after venous air embolism.</a> International Journal of Legal Medicine. 111 (1), 22-26 (1998).</li><li>Miller, R., 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=Characterisation+of+the+initial+period+of+protein+adsorption+by+dynamic+surface+tension+measurements+using+different+drop+techniques.">Characterisation of the initial period of protein adsorption by dynamic surface tension measurements using different drop techniques.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 131 (1), 225-230 (1998).</li><li>van Oeveren, W., Tielliu, I. F., de Hart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+modified+chandler,+roller+pump,+and+ball+valve+circulation+models+for+in+vitro+testing+in+high+blood+flow+conditions:+application+in+thrombogenicity+testing+of+different+materials+for+vascular+applications.">Comparison of modified chandler, roller pump, and ball valve circulation models for in vitro testing in high blood flow conditions: application in thrombogenicity testing of different materials for vascular applications.</a> International Journal of Biomaterials. , 673163 (2012).</li><li>Krajewski, 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=Preclinical+evaluation+of+the+thrombogenicity+and+endothelialization+of+bare+metal+and+surface-coated+neurovascular+stents.">Preclinical evaluation of the thrombogenicity and endothelialization of bare metal and surface-coated neurovascular stents.</a> AJNR American Journal of Neuroradiology. 36 (1), 133-139 (2015).</li><li>Monnink, S. H., 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=Silicon-carbide+coated+coronary+stents+have+low+platelet+and+leukocyte+adhesion+during+platelet+activation.">Silicon-carbide coated coronary stents have low platelet and leukocyte adhesion during platelet activation.</a> Journal of Investigative Medicine. 47 (6), 304-310 (1999).</li><li>Amoroso, G., van Boven, A. J., Volkers, C., Crijns, H. J., van Oeveren, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multilink+stent+promotes+less+platelet+and+leukocyte+adhesion+than+a+traditional+stainless+steel+stent:+an+in+vitro+experimental+study.">Multilink stent promotes less platelet and leukocyte adhesion than a traditional stainless steel stent: an in vitro experimental study.</a> Journal of Investigative Medicine. 49 (3), 265-272 (2001).</li><li>Mulvihill, J., Crost, T., Renaux, J. L., Cazenave, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+haemodialysis+membrane+biocompatibility+by+parallel+assessment+in+an+ex+vivo+model+in+healthy+volunteers.">Evaluation of haemodialysis membrane biocompatibility by parallel assessment in an ex vivo model in healthy volunteers.</a> Nephrology Dialysis Transplantation. 12 (9), 1968-1973 (1997).</li><li>Nordling, S., Nilsson, B., Magnusson, P. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+in+vitro+model+for+studying+the+interactions+between+human+whole+blood+and+endothelium.">A novel in vitro model for studying the interactions between human whole blood and endothelium.</a> Journal of Visualized Experiments. (93), e52112 (2014).</li></ol>

הפרוטוקול המוצג מתאר שיטה מקיפה ואמינה לבדיקת תאימות בדיקות דם שתלים בהתאם ISO 10993-4 במודל זרימת הטיה החיקוי של זרימת הדם האנושית. מחקר זה מבוסס על בדיקות של שתלים נוירוכלי לייזר לחתוך, אבל ניתן לבצע עם מגוון רחב של דגימות. התוצאות מראות ששיטה זו מאפשרת ניתוח נרחב של פרמטרים שונים כגון ספירת ?...

ביישום vivo של שתלים וביואטילים, אשר אינטראקציה עם דם אנושי, דורש אינטנסיבי בדיקות טרום קלינית התמקדות בחקירת סמנים שונים של המערכת המוסטטית. הארגון הבינלאומי לתקינה 10993-4 (ISO 10993-4) מציין את העקרונות המרכזיים להערכת מכשירים ליצירת קשר דם (קרי, סטנטים ושתלי כלי הדם) ורואה בעיצוב ההתקן, בכלי העזר הקליני ובחומרים הדרושים1.
דם אנושי הוא נוזל המכיל חלבונים ותאים שונים פלזמה, כולל לוקיציטים (כדוריות דם לבנות [WBCs]), אריתרופוציטים (כדוריות דם אדומות [RBCs]), וטסיות, אשר לבצע פונקציות מורכבות בגוף האדם2. המגע הישיר של חומרים זרים עם דם יכול לגרום לתופעות לוואי, כגון הפעלה של מערכת החיסון או קרישת הדם, אשר יכול להוביל לדלקת או סיבוכים טרומבוטיים ובעיות חמורות לאחר השרשה3,4,5. לפיכך, באימות מחוץ לגופית מציעה הזדמנות לפני השרשה כדי לזהות ולא לכלול סיבוכים המטולוגיים שעלולים להיגרם על ידי מגע הדם עם משטח זר6.
מודל לולאה של זרימה הציג הוקמה כדי להעריך את ההזרמת ההפרעות של סטנטים נוירוכלי והתקנים דומים על ידי החלת שיעור הזרימה של 150 mL/min ב אבובים (קוטר של 3.2 מ"מ) כדי לחקות את תנאי הזרימה מוחין ו קטרים העורק2,7. מלבד הצורך האופטימלי במודל מתורבת, מקור הדם הוא גורם חשוב בהשגת תוצאות אמינות ולא שינה כאשר מנתחים את התאימות של ביומטריה8. את הדם שנאסף יש להשתמש מיד לאחר הדגימה כדי למנוע שינויים שנגרמו על ידי אחסון ממושך. באופן כללי, אוסף עדין של דם ללא קיפאון באמצעות מחט G 21 יש לבצע כדי למזער את ההפעלה של טסיות ו קרישה מדורגת במהלך ציור דם. יתרה מזאת, הקריטריונים להדרה של תורמים כוללים את אלה המעשנים, בהריון, נמצאים במצב בריאותי גרוע, או שלקחו גלולות למניעת הריון או משככי כאבים במהלך 14 הימים הקודמים.
מחקר זה מתאר מודל בלתי מתורבת עבור בדיקות המוחלות הנרחבות של שתלים סטנט בתנאי זרימה. כאשר השוואת בלתי מצופה של סטנטים מצופים בפירין-הפארין, תוצאות הבדיקות המקיפות הינן משקפות הומותאימות משופרת של סטנטים מצופים בפירין-הפארין9. לעומת זאת, סטנטים בלתי מצופים מגבירים את הפעלת הקרישה, כפי שניתן להדגים באמצעות גידול ב-thombin-אנטיתרומבין III (תאת) ריכוזים ואובדן מספרי טסיות דם בשל הדבקה של טסיות למשטח סטנט. באופן כללי, שילוב מודל התקן התקן זה כמבחן טרום קליני מומלץ לאתר תופעות לוואי על מערכת ההסטטית הנגרמת על ידי המכשיר.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>aqua ad iniectabilia</td>
			<td>Fresenius-Kabi, Bad-Homburg, Germany</td>
			<td>1088813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>beta-TG ELISA</td>
			<td>Diagnostica Stago, Duesseldorf, Germany</td>
			<td>00950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Rotana 460 R</td>
			<td>Andreas Hettich, Tuttlingen, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citrat monovettes (1.4 mL)</td>
			<td>Sarstedt, N&#252;mbrecht, Germany</td>
			<td>6,16,68,001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTAD monovettes (2.7 mL)</td>
			<td>BD Biosciences, Heidelberg, Germany</td>
			<td>367562</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA monovettes (1.2 mL)</td>
			<td>Sarstedt, N&#252;mbrecht, Germany</td>
			<td>6,16,62,001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol p.A. (1000 mL)</td>
			<td>AppliChem, Darmstadt, Germany</td>
			<td>1,31,08,61,611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde (25 % in water)</td>
			<td>SERVA Electrophoresis, Heidelberg, Germany</td>
			<td>23114.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin coating for tubes</td>
			<td>Ension, Pittsburgh, USA</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin-Natrium (25.000 IE/ 5 mL)</td>
			<td>LEO Pharma, Neu-Isenburg, Germany</td>
			<td>PZN 15261203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiplate Reader Mithras LB 940</td>
			<td>Berthold, Bad Wildbad, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl 0,9%</td>
			<td>Fresenius-Kabi, Bad-Homburg, Germany</td>
			<td>1312813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral monovettes (9 mL)</td>
			<td>Sarstedt, N&#252;mbrecht, Germany</td>
			<td>2,10,63,001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS buffer (w/o Ca2+/Mg2+)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany</td>
			<td>70011044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump ISM444B</td>
			<td>Cole Parmer, Wertheim, Germany</td>
			<td>3475</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette (100 &#181;L)</td>
			<td>Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany</td>
			<td>3124000075</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette (1000 &#181;L)</td>
			<td>Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany</td>
			<td>3123000063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic container (100 mL)</td>
			<td>Sarstedt, N&#252;mbrecht, Germany</td>
			<td>7,55,62,300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMN-Elastase ELISA</td>
			<td>Demeditec Diagnostics, Kiel Germany</td>
			<td>DEH3311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinyl chloride tube</td>
			<td>Saint-Gobain Performance Plastics Inc., Courbevoie France</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reaction Tubes (1.5 mL)</td>
			<td>Eppendorf, Wesseling-Berzdorf, Germany</td>
			<td>30123328</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>neurovascular laser-cut implants</td>
			<td>Acandis GmbH, Pforzheim</td>
			<td>01-0011x</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SC5b-9 ELISA</td>
			<td>TECOmedical, Buende, Germany</td>
			<td>A029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>Cambridge Instruments, Cambridge, UK</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sealing tape (96 well plate)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, Darmstadt, Germany</td>
			<td>15036</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 10/12 mL Norm-Ject</td>
			<td>Henke-Sass-Wolf, Tuttlingen, Germany</td>
			<td>10080010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAT micro kit</td>
			<td>Siemens Healthcare, Marburg, Germany</td>
			<td>OWMG15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waterbath Type 1083</td>
			<td>Gesellschaft f&#252;r Labortechnik, Burgwedel, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hemocompatibility testing of blood-contacting implants in a flow loop model mimicking human blood flow

השימוש הולך וגובר של מכשירים רפואיים (למשל, שתלי כלי דם, סטנטים, וקטטרים לב) למטרות זמניות או קבועות שנשארות במערכת הדם של הגוף דורש גישה אמינה ופרמטרית שתוצאתה הסיבוכים המטולוגיים האפשריים שנגרמו על ידי התקנים אלה (כלומר, הפעלה והשמדה של רכיבי דם). בדיקות מקיפות של השתלת מבחנה של שתלים ליצירת קשר דם היא הצעד הראשון לקראת הצלחה במימוש vivo. לכן, ניתוח מקיף על פי הארגון הבינלאומי לתקינה 10993-4 (ISO 10993-4) הוא הכרחי לפני היישום הקליני. לולאת הזרימה המוצגת מתארת מודל רגיש לניתוח הביצועים הסטטיים של סטנטים (במקרה זה, נוירונימי) וחשיפת תופעות לוואי. השימוש בדם האנושי הטרי ודגימת דם עדינה הם חיוניים כדי למנוע את ההפעלה של דם. הדם מכיל דרך אבובים heparinized המכיל את הדגימה באמצעות משאבה קנולות בקצב של 150 mL/min ב 37 ° צ' עבור 60 דקות. לפני ואחרי הפרזיה, סמנים המטולוגיים (כלומר, ספירת תאי הדם, המוגלובין, המטוקריט וסמני הפלסטלינה) המציינים את הפעלת הלוקוציטים (פולימלטיות ברורות [PMN]-elastase), טסיות (β-thromboglobulin [β-TG]), מערכת קרישת הדם (תוממבין-אנטיתרומבין III [תאת]), והמפל המשלים (SC5b -9) מנותח לסיכום, אנו מציגים מודל חיוני ואמין עבור בדיקות הומותאימות נרחבת של סטנטים והתקנים אחרים ליצירת קשר דם לפני היישום הקליני.

מסוכם בקצרה, דם שלם של האדם נאסף ב הרין טעונים monovettes אז במאגר ומשמש כדי להעריך את רמות הבסיסית של ספירת תאים, כמו גם סמני תאימות פלמטיות.
לאחר מכן, הצינורות המכילים את דגימות השתל נוירונימי היה מלא, והדם היה מוכן עבור 60 דקות ב 150 mL/min ו-37 ° צ' באמצעות משאבה פריסטלטית. שוב, מספר התא...

Watch this Scientific Journal Video about Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow at JoVE.com

Hemocompatibility Testing of Blood-Contacting Implants in a Flow Loop Model Mimicking Human Blood Flow

פרוטוקול זה מתאר הערכת התאמה מקיפה של התקנים ליצירת קשר דם באמצעות שתלים נוירונימי לייזר. מודל לולאה של זרימה עם דם האדם טרי, heparinized מוחל כדי לחקות את זרימת הדם. לאחר הפרזיה, סמנים המטולוגיים שונים מנותח ומושווים לערכים שנרכשו ישירות לאחר איסוף הדם להערכת התקנים של המכשירים שנבדקו.

בדיקות הומותאימות של דם-יצירת קשר שתלים בלופ זרימה לולאה דגם מחקה זרימת הדם האנושית

The growing use of medical devices (e.g., vascular grafts, stents, and cardiac catheters) for temporary or permanent purposes that remain in the ...

פרוטוקול זה מציג מודל לחקירת תאימות דם של מכשירים ליצירת קשר עם דם בהתאם להנחיות הארגון הסטנדרטי הבינלאומי. המודל אידיאלי לחיקוי התנאים הפיזיולוגיים התואמים את השתל שכן הרקע הנמוך לאירועים תרומבוטיים והריכוז הנמוך של נוגדי קרישה מאפשרים ניתוח רחב של פרמטר הדם. שיטה זו אידיאלית למחקר ביו-חומרי שכן היא מספקת דרך פשוטה להעריך את יכולת ההמו-תאימות.יתר על כן, זה יכול לשמש למחקרים פרה-קליניים. להעמסת הפרין יש לערבב תחילה 5,000 יחידות בינלאומיות של הפרין לא מזוהם עם 0.9% נתרן כלורי כדי להשיג 15 יחידות בינלאומיות למיליליטר של ריכוז הפרין. לאחר מכן, הוסיפו 900 מיקרוליטרים של פתרון הפרין המדולל לשלוש מונובטים ניטרליים ושלוש מונובטים שמורים לכל תורם ואחסנו את המונובטים הטעונים בהפרין בארבע מעלות צלזיוס.30 דקות לפני איסוף דגימת הדם, מניחים את המונובטים בטמפרטורת החדר. כאשר המונובטים התחממו, לאסוף תשעה מיליליטר של דם לתוך כל אחד משלושה מונובטים לכל תורם לפני בריכת כל 27 מיליליטר של דם מכל תורם לתוך מיכל פלסטיק אחד. כדי להכין את לולאת הזרימה, לטעון לפחות צינור אחד לכל תנאי עם שתל לייזר neurovascular לחתוך עניין ולמקום קצה אחד של כל צינור במאגר מלא 0.9% נתרן כלורי.מניחים צינור לא טעון לתוך המאגר ולחבר את כל הצינורות לראש המשאבה. לאחר מכן הכנס את הקצה השני של כל צינור לתוך גליל מדידה ולהתאים את ההגדרות של המשאבה peristaltic לקצב זרימה של 150 מיליליטר לדקה באמצעות טיימר תוך בדיקת רמת המילוי בצילינדר המדידה. לבדיקת תאימות, השתמש במזרק 12 מיליליטר כדי למלא כל צינור בשישה מיליליטר של דם.לאחר יצירת מעגל, השתמש באורך של 0.5 ס"מ של סיליקון המחבר צינורות כדי לסגור את הצינורות בחוזקה ולמקם את הצינורות באמבט מים 37 מעלות צלזיוס. ואז להתחיל את הצינור 60 דקות. לניתוח ספירת דם שלם, יש להוסיף 1.2 מיליליטר של דם לא מקובץ או 1.2 מיליליטר דם מכל צינור לאחר ההטבה למונובטים בודדים המכילים EDTA.בזהירות להפוך את monovettes חמש פעמים לטעון את הבקבוקונים לתוך מנתח דם לניתוח ספירת דם של כל דגימה. בסוף הניתוח, מניחים את המונובטים על קרח במשך 15-60 דקות. עבור אוסף פלזמה ציטראט, למלא מונובטים המכילים ציטראט עם 1.4 מיליליטר של דם לא מתובל או מנוון בזהירות להפוך כל monovette חמש פעמים.להפריד את הפלזמה על ידי צנטריפוגה ולהעביר שלושה 250 aliquots microliter של שבר הפלזמה לתוך צינורות תגובה בודדים 1.5 מיליליטר. ואז להקפיא את דגימות הפלזמה בחנקן נוזלי ולאחסן אותם במינוס 20 מעלות צלזיוס עד הניתוח שלהם. עבור אוסף פלזמה EDTA, לאחר דגירה ארבע מעלות צלזיוס לאחר מדידת ספירת הדם, להפריד את הפלזמה על ידי צנטריפוגה ולהעביר שלושה 250 aliquots microliter של שבר הפלזמה לתוך צינורות תגובה בודדים 1.5 מיליליטר.ואז להקפיא את דגימות הפלזמה בחנקן נוזלי עבור מינוס 20 מעלות צלזיוס אחסון. עבור אוסף פלזמה CTAD, למלא מונובטים המכילים CTAD עם 2.7 מיליליטר של דם שצויר טרי או סוטה בזהירות להפוך את הצינורות חמש פעמים. מניחים את המונובטים על קרח במשך 15-60 דקות לפני איסוף הפלזמה על ידי צנטריפוגה.להעביר 700 microliters של כל שבר פלזמה באמצע לתוך צינורות תגובה בודדים 1.5 מיליליטר ו צנטריפוגה צינורות התגובה מלא שוב. לאחר מכן להעביר שני 100 aliquots microliter של השבר האמצעי לתוך צינורות תגובה בודדים 1.5 מיליליטר ולהקפיא את הצינורות בחנקן נוזלי לאחסון שלהם במינוס 20 מעלות צלזיוס. כדי למדוד את רמות TAT בדגימות פלזמה ציטראט, להוסיף 50 microliters של מאגר מדגם ELISA לתוך כל באר של צלחת תחתונה שטוחה 96 היטב ו 50 microliters של תקן פלזמה, בקרת פלזמה, ודגימות פלזמה לא מזוהות בכפילויות ל בארות המתאימות של הצלחת.לאחר איטום הצלחת, הדגירה את הדגימות ב 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות עם רעידות עדינות. בסוף הדגירה, לשטוף את הצלחת שלוש פעמים עם 300 microliters של פתרון כביסה לגם לפני הוספת 100 microliters של נוגדן TAT אנטי אדם הוסיף לכל באר. לאחר דגירה של 15 דקות ב 37 מעלות צלזיוס עם רעידות, לשטוף את הצלחת שלוש פעמים עם 300 microliters של פתרון כביסה טרי לכל באר.לאחר הכביסה האחרונה, הוסיפו 100 מיקרוליטרים של תותח כרומגן טרי ל הבאר עבור דגירה של 30 דקות בטמפרטורת החדר. בסוף הדגירה, להוסיף 100 microliters של פתרון עצירה לכל באר ולקרוא את הצפיפות האופטית על פוטומטר ב 490 כדי 500 ננומטר באמצעות נתוני העקומה הסטנדרטית כקו מגמה לחישוב ריכוז TAT של כל מדגם. כדי להכין את השתלים לסריקת מיקרוסקופ אלקטרונים, השתמש במלקחיים כדי להסיר את השתלים מהצינורות ולשטוף בקצרה כל שתל שלוש פעמים טרי 0.9% נתרן כלורי לכל לשטוף.לאחר הכביסה האחרונה, לאחסן את השתלים במיכלים בודדים של 2% glutaraldehyde ב PBS ללא סידן ומגנזיום לילה בארבע מעלות צלזיוס. למחרת בבוקר, להדק את השתלים במיכלים בודדים של PBS במשך 10 דקות לפני התייבשות השתלים בריכוזים עולים של אתנול במשך 10 דקות לכל ריכוז כפי שצוין. מיד לאחר איסוף דם וחיסון, לא מתגלים שינויים במספר תאי הדם הלבנים או האדומים או בערכי ההמטוקריט.עם זאת, ירידה ברמות המוגלובין מזוהה לאחר חיסון בתוך מערכת לולאת הזרימה. ירידה במספר טסיות הדם הוא ציין גם, כי הוא גדל כאשר סטנט מצופה קיים בתוך צינורות. יש לציין, אובדן זה מצטמצם כאשר הדם הוא דגירה עם סטנט מצופה פיברין-הפרין.ריכוז TAT מורכב הוא גדל במקצת בתגובה חליטה. כאשר סטנט מתכת חשוף מתווסף, עם זאת, עלייה משמעותית TAT מזוהה המציין הפעלה עמוקה של מערכת קרישה. השימוש בסטנט מצופה פיברין-הפרין מונע הפעלה זו.תדלוק מוביל להפעלה מוגברת של מפל המחמאה שאינם מושפעים מנוכחותם של סטנטים לא מצופים או מצופים פיברין- הפרין. באופן דומה, גרנולוציטים נויטרופילים מופעלים כפי שמעידים על ידי כימות של רמות אלסטאז נויטרופילים פולימורפונוקלארי. הדמיה על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים מגלה כי נוכחות של רשת צפופה של תאי דם וחלבונים על פני השטח של הסטנט הלא מצופה לאחר חיסון כי הוא לא נצפה על סטנטים מצופים פיברין-הפרין.יש חשיבות עליונה לאשר כי הדם עומד בקריטריוני ההכללה לקבלת דגימות ולהשתמש בדם שנמשך טרי מהר ככל האפשר. דם אנושי עשוי להכיל וירוסים המועברים בדם וסוכנים אחרים ונושא את הסיכון לזיהום כדי להיות בטוח תמיד ללבוש PPE המתאים בעת טיפול בדגימות.

Research

JoVE Journal

Medicine

Visualization and Analysis of Blood Flow and Oxygen Consumption in Hepatic Microcirculation: Application to an Acute Hepatitis Model

הדמיה וניתוח של זרימת הדם ואת צריכת החמצן microcirculation כבד: בקשה דגם הפטיטיס חריפה

There is a considerable discrepancy between oxygen supply and demand in the liver because hepatic oxygen consumption is relatively high but about 70% of ...

High-throughput Flow Cytometry Cell-based Assay to Detect Antibodies to N-Methyl-D-aspartate Receptor or Dopamine-2 Receptor in Human Serum

Assay המבוסס תא זרימת cytometry תפוקה גבוהה לזיהוי נוגדנים לN-מתיל-D-aspartate קולטן דופמין או-2 קולטן בסרום אדם

Over the recent years, antibodies against surface and conformational proteins involved in neurotransmission have been detected in autoimmune CNS diseases ...

Intravital Video Microscopy Measurements of Retinal Blood Flow in Mice

Alterations in retinal blood flow can contribute to, or be a consequence of, ocular disease and visual dysfunction. Therefore, quantitation of altered ...

Automated Measurement of Microcirculatory Blood Flow Velocity in Pulmonary Metastases of Rats

אוטומטי מדידה של microcirculatory זרימת דם ריאתי במהירות גרורות של חולדות

Because the lung is a major target organ of metastatic disease, animal models to study the physiology of pulmonary metastases are of great importance. ...

Collection, Isolation, and Flow Cytometric Analysis of Human Endocervical Samples

אוסף, בידוד, וניתוח תזרים cytometric של דוגמאות האנדוצרוויקאלית אדם

Despite the public health importance of mucosal pathogens (including HIV), relatively little is known about mucosal immunity, particularly at the female ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

הערכת אולטראסאונד מבוססת של עורקים הכליליים זרימה והזרימה כלילית ריזרב שימוש בדגם עומס יתר הלחץ בעכברים

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Characterization of Immune Cells in Human Adipose Tissue by Using Flow Cytometry

אפיון של תאים חיסוניים בתוך רקמת שומן אנושי באמצעות Cytometry זרימה

Infiltration of immune cells in the subcutaneous and visceral adipose tissue (AT) deposits leads to a low-grade inflammation contributing to the ...

Simultaneous Flow Cytometric Characterization of Multiple Cell Types Retrieved from Mouse Brain/Spinal Cord Through Different Homogenization Methods

אפיון מרובה של סוגי תאים שאוחזרו ממוח העכבר/חוט השדרה דרך שיטות הומוקות שונות

Recent advances in viral vector and nanomaterial sciences have opened the way for new cutting-edge approaches to investigate or manipulate the central ...

Evaluation of Cerebral Blood Flow Autoregulation in the Rat Using Laser Doppler Flowmetry

הערכה של זרימת דם מוחין Autoregulation בעכברוש באמצעות לייזר דופלר Flowmetry

When investigating the body&#39;s mechanisms for regulating cerebral blood flow, a relative measurement of microcirculatory blood flow can be obtained ...

A Rabbit Venous Interposition Model Mimicking Revascularization Surgery using Vein Grafts to Assess Intimal Hyperplasia under Arterial Blood Pressure

ורידי ארנב מודל האינטרפוזיציה מחקה ניתוח מחדש באמצעות שתלי וריד כדי להעריך את היפרפלזיה באמצעות לחץ דם עורקי

Although vein grafts have been commonly used as autologous grafts in revascularization surgeries for ischemic diseases, the long-term patency remains poor ...