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

Taramalı elektron mikroskobu performansı için, Üniversite Hastanesi Tuebingen Tıbbi Malzeme Bilimi ve Teknolojisi bölümünden Ernst Schweizer'a teşekkür ederiz. Araştırma, Ulusal Sürdürülebilirlik Programı II (Project BIOCEV-FAR LQ1604) kapsamında Cr'nin Eğitim, Gençlik ve Spor Bakanlığı ve Çek Bilim Vakfı'nın 18-01163S projesi tarafından desteklenmiştir.

Kan örnekleme prosedürü Tuebingen Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır (proje tanımlama kodu: 270/2010BO1). Tüm konular katılımdan önce dahil edilmesi için yazılı, bilgilendirilmiş onay verilir.
1. Heparin yüklü Monovettes hazırlanması
<ol><li>Seyreltilmemiş heparini (5.000 IU/mL) sodyum klorürle karıştırın (NaCl, %0.9) 15 IU/mL heparin konsantrasyonu ile bir çözelti hazırlayın.</li>
	<li>Kan örneklemesi sonrası 1,5 IU/mL son he...

<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>

Sunulan protokol, insan kan akışını taklit eden bir kesme akışı modelinde ISO 10993-4 uyarınca kanla temas eden implantların hemouyumluluk testi için kapsamlı ve güvenilir bir yöntemi tanımlar. Bu çalışma lazer kesim nörovasküler implantların test dayanmaktadır ama çeşitli örnekler ile yapılabilir. Sonuçlar, bu yöntemin kan hücresi sayısı, çeşitli hemokompatibilite belirteçlerinin yaygınlığı ve kan teması sonrası cihaz yüzeyinin mikroskobik görselleştirmesi gibi çeşitli paramet...

İmplantların ve biyomalzemelerin insan kanıyla etkileşime giren in vivo uygulaması, hemostatik sistemin çeşitli belirteçlerinin araştırılmasına odaklanan yoğun klinik öncesi testler gerektirir. Uluslararası Standardizasyon Örgütü 10993-4 (ISO 10993-4) kanla temas eden cihazların (yani stent ve vasküler greftlerin) değerlendirilmesi için temel ilkeleri belirtir ve cihaz tasarımını, klinik yararını ve gerekli malzemeleri1olarak değerlendirir.
İnsan kanı, lökositler (beyaz kan hücreleri [WBCs]), eritrositler (kırmızı kan hücreleri [RBCs]) ve trombositler gibi çeşitli plazma proteinlerive hücreleri içeren bir sıvıdır. Kan ile yabancı maddelerin doğrudan temas yan etkilere neden olabilir, bağışıklık veya koagülasyon sisteminin aktivasyonu gibi, hangi inflamasyon veya trombotik komplikasyonlara yol açabilir ve implantasyon sonrası ciddi sorunlara yol açabilir3,4,5. Bunedenle, in vitro hemouyumluluk doğrulama yabancı bir yüzey ile kan teması üzerine indüklenen olabilir herhangi bir hematolojik komplikasyonları tespit etmek ve dışlamak için implantasyon öncesinde bir fırsat sunuyor6.
Sunulan akış döngüsü modeli beyin akış koşulları ve arter çapları taklit etmek için tüp (3.2 mm çapı) 150 mL /dk akış hızı uygulanarak nörovasküler stent ve benzeri cihazların hemouyumluluğunu değerlendirmek için kurulmuştur2,7. Optimal in vitro modeli için ihtiyaç yanı sıra, kan kaynağı güvenilir ve değişmemiş sonuçlar elde önemli bir faktördürbiyomalzemehemouyumluluğu analiz 8 . Toplanan kan, uzun süreli depolamanın neden olduğu değişiklikleri önlemek için örneklemeden hemen sonra kullanılmalıdır. Genel olarak, trombositlerin ön aktivasyonunu ve kan çekimi sırasında pıhtılaşmayı en aza indirmek için 21 G iğne kullanarak durağan olmadan hafif bir kan toplanması yapılmalıdır. Ayrıca, donör dışlama kriterleri sigara içenler, hamile olanlar, sağlık kötü durumda, ya da önceki 14 gün boyunca oral kontraseptif veya ağrı kesici almış olanlar içerir.
Bu çalışmada, akış koşullarında stent implantlarının kapsamlı hemokompatibilite testi için in vitro bir model açıklanmaktadır. Fibrin-heparin kaplı stentler ile kaplamasız karşılaştırırken, kapsamlı hemouyumluluk testlerinin sonuçları fibrin-heparin kaplı stentlerin geliştirilmiş hemouyumluluğunu yansıtır9. Buna karşılık, kaplamasız stentler koagülasyon kaskad aktivasyonu neden, thombin-antitrombin III bir artış ve stent yüzeyine trombosit yapışması nedeniyle kan trombosit numaraları kaybı gösterildiği gibi. Genel olarak, bu hemouyumluluk modelinin klinik öncesi bir test olarak entegre edilmesi, cihazın neden olduğu hemostatik sistem üzerindeki herhangi bir yan etkiyi saptamak için önerilir.

<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

Tıbbi cihazların (örneğin, vasküler greftler, stentler ve kardiyak kateterler) vücudun dolaşım sisteminde kalan geçici veya kalıcı amaçlarla giderek artan kullanımı, bu cihazların neden olduğu olası hematolojik komplikasyonları (örn. kan bileşenlerinin aktivasyonu ve imhası) değerlendiren güvenilir ve multiparametrik bir yaklaşım gerektirir. Kanla temas eden implantların kapsamlı in vitro hemouyumluluk testi, invivo uygulamada başarılı olması nın ilk adımıdır. Bu nedenle, Klinik uygulama öncesinde Uluslararası Standardizasyon Örgütü 10993-4 'e (ISO 10993-4) göre kapsamlı analiz zorunludur. Sunulan akış döngüsü stentlerin hemostatik performansını analiz etmek için hassas bir modeli açıklar (bu durumda, nörovasküler) ve yan etkileri ortaya. Taze insan tam kan ve nazik kan örnekleme kullanımı kan preaktivasyonu önlemek için gereklidir. Kan, test numunesini içeren heparinize bir tüp ile 37 °C'de 150 mL/dk hızda 60 dakika peristaltik pompa kullanılarak geçirilir. Perfüzyon öncesi ve sonrası hematolojik belirteçler (örn. lökositlerin aktivasyonunu gösteren kan hücre sayısı, hemoglobin, hematokrit ve plazmatik belirteçler (polimorfonükleer [PMN]-elastaz), trombositler (β-tromboglobulin [β-TG]), koagülasyon sistemi (thombin-antitrombin III [TAT]) ve ardan ardeksi (SC5b-9) olarak analiz edilir. Sonuç olarak, klinik uygulama öncesinde stentlerin ve diğer kanla temas eden cihazların kapsamlı hemouyumluluk testi için gerekli ve güvenilir bir model salıyoruz.

Kısaca özetlenebilir, insan tam kan heparin yüklü monovettes sonra toplandı ve hücre sayımları temel düzeylerini değerlendirmek için kullanılan yanı sıra plazmatik hemouyumluluk belirteçleri.
Daha sonra nörovasküler implant örneklerini içeren tüp dolduruldu ve kan peristaltik pompa kullanılarak 150 mL/dk ve 37 °C'de 60 dk boyunca perfüzyon yapıldı. Yine tüm gruplarda hücre sayısı analiz edildi ve plazma örnekleri ELISA analizleri için hazırlandı (<strong class=...

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

Bu protokol, lazer kesim nörovasküler implantlar kullanılarak kanla temas eden cihazların kapsamlı bir hemouyumluluk değerlendirmesini açıklamaktadır. Taze, heparinize insan kanı ile bir akış döngüsü modeli kan akışını taklit etmek için uygulanır. Perfüzyon sonrası çeşitli hematolojik belirteçler analiz edilir ve test edilen cihazların hemokompatibilite değerlendirmesi için kan alındıktan sonra doğrudan elde edilen değerlerle karşılaştırılır.

İnsan Kan Akışını Taklit Eden Akış Döngüsü Modelinde Kanla Temas Eden İmplantların Hemokomuuyum Testi

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

Bu protokol, Uluslararası Standart Organizasyon yönergelerine göre kanla temas eden cihazların hemouyumluluk araştırması için bir model sunmaktadır. Bu model, trombotik olaylar için düşük arka plan ve antikoagülanların düşük konsantrasyonu kan parametresinin geniş bir analizini sağladığından, implanta karşılık gelen fizyolojik koşulları taklit etmek için idealdir. Hemokompatiyi değerlendirmek için basit bir yol sağladığından, bu yöntem biyomalzeme araştırmaları için idealdir.Ayrıca klinik öncesi çalışmalarda da kullanılabilir. Heparin yüklemesi için ilk olarak 5.000 uluslararası üniteyi seyreltilmemiş heparin ünitelerini %0,9 sodyum klorür ile karıştırarak mililitre heparin konsantrasyonu başına 15 uluslararası birim elde edin. Daha sonra, üç nötr monovette santigrat ve donör başına üç ayrılmış monovettes seyreltilmiş heparin çözeltisi 900 mikrolitre ekleyin ve dört santigrat derece heparin yüklü monovettes saklayın.Kan örneği toplamadan 30 dakika önce monovetteleri oda sıcaklığına yerleştirin. Monovettes ısındığında, tek bir plastik konteyner içine her donör tüm 27 mililitre kan havuzlama önce donör başına üç monovettes her içine kan dokuz mililitre toplamak. Akış halkasını hazırlamak için, nörovasküler lazer kesim implantı ile durum başına en az bir tüp yükleyin ve her tüpün bir ucunu %0,9 sodyum klorür dolu bir rezervuara yerleştirin.Boşaltılmış bir tüpü rezervuara yerleştirin ve tüm tüpleri pompa başına bağlayın. Daha sonra her tüpün diğer ucunu bir ölçüm silindirine takın ve ölçüm silindirindeki dolgu seviyesini kontrol ederken bir zamanlayıcı kullanarak peristaltik pompanın ayarlarını dakikada 150 mililitrelik bir akış hızına ayarlayın. Hemokomupati testi için, her tüpü altı mililitre kanla doldurmak için 12 mililitrelik bir şırınga kullanın.Bir devre oluşturduktan sonra, tüpleri sıkıca kapatmak ve tüpleri 37 derece lik bir su banyosuna yerleştirmek için 0,5 santimetre uzunluğunda silikon bağlantı borusu kullanın. O zaman 60 dakikalık tüpü çalıştırın. Tam kan sayımı analizi için, edta içeren tek monovettes perfüzyon sonra her tüpten perfüzyon kan 1.2 mililitre veya kan mililitre ekleyin.Monovetteleri beş kez dikkatlice ters çevirin ve her numunenin kan sayımı analizi için şişeleri bir kan analizörüne yükleyin. Analizin sonunda, 15-60 dakika buz üzerinde monovettes yerleştirin. Sitrat plazma toplama için, sitrat içeren monovetteleri 1,4 mililitre, perfüzyonsuz veya perfüzyonlu kanla doldurun ve her monovette'yi beş kez dikkatlice ters çevirin.Plazmayı santrifüj le ayırın ve plazma fraksiyonunun üç 250 mikrolitrelik aliquot'unu tek tek 1,5 mililitrelik reaksiyon tüplerine aktarın. Daha sonra plazma örneklerini sıvı nitrojenle dondurun ve analizlerine kadar eksi 20 derecede saklayın. EDTA plazma toplama için, kan sayımı ölçümü nden sonra dört santigrat derece kuluçka sonra, santrifüj ile plazma ayırın ve bireysel 1.5 mililitre reaksiyon tüpleri içine plazma fraksiyonu üç 250 mikrolitre aliquots transfer.Daha sonra eksi 20 santigrat depolama için sıvı nitrojen plazma örnekleri dondurun. CTAD plazma toplama için, CTAD içeren monovetteleri 2,7 mililitre taze çekilmiş veya perfüzyon kanla doldurun ve tüpleri beş kez dikkatlice ters çevirin. Monovetteleri santrifüj ile plazmayı toplamadan önce 15-60 dakika buz üzerine yerleştirin.Her orta plazma fraksiyonunun 700 mikrolitresini tek tek 1,5 mililitrelik reaksiyon tüplerine aktarın ve dolu reaksiyon tüplerini tekrar santrifüj edin. Daha sonra orta fraksiyonun iki 100 mikrolitrelik aliquot'ünü tek tek 1,5 mililitrelik reaksiyon tüplerine aktarın ve tüpleri eksi 20 santigrat derecede depolamaları için sıvı nitrojen cinsinden dondurun. Sitrat plazma örneklerindeki TAT düzeylerini ölçmek için, 96 kuyulu düz alt plakanın her kuyuya 50 mikrolitre ELISA numune tamponu ve 50 mikrolitre plazma standardı, plazma kontrolü ve seyreltilmemiş plazma numunelerini plakanın uygun kuyularına ekleyin.Plakayı mühürledikten sonra, numuneleri 37 derecede 15 dakika boyunca hafif çetreleyerek kuluçkaya yatırın. Kuluçka sonunda, her kuyuya 100 mikrolitre peroksidaz anti-insan TAT antikor eklemeden önce tabağı her kuyuda 300 mikrolitre yıkama çözeltisi ile üç kez yıkayın. Sallayarak 37 derece santigrat bir 15 dakikalık kuluçka sonra, iyi başına taze yıkama çözeltisi 300 mikrolitre ile plaka üç kez yıkayın.Son yıkamadan sonra, oda sıcaklığında 30 dakikalık bir kuluçka için kuyu başına 100 mikrolitre taze hazırlanmış kromojen çözeltiekleyin. Kuluçka sonunda, her kuyuya 100 mikrolitre stop çözeltisi ekleyin ve her numunenin TAT konsantrasyonunu hesaplamak için standart eğri verilerini kullanarak 490 ila 500 nanometrelik bir fotometredeki optik yoğunluğu okuyun. İmplantları taramalı elektron mikroskobu için hazırlamak için, implantları tüplerden çıkarmak için forseps kullanın ve her implantı yıkama başına üç kez temizlenin.Son yıkamadan sonra, implantları bir gecede kalsiyum ve magnezyum olmadan PBS'de %2 glutaraldehit içeren tek tek kaplarda saklayın. Ertesi sabah, implantları pbs konteynerlerinde 10 dakika kuluçkaya yatırın ve implantları konsantrasyon başına 10 dakika boyunca artan etanol konsantrasyonlarında susuz bırakın. Kan toplama ve perfüzyondan hemen sonra beyaz veya kırmızı kan hücrelerinin sayısında veya hematokrit değerlerinde herhangi bir değişiklik saptanmaz.Ancak akış döngüsü sistemi içinde perfüzyon sonrası hemoglobin düzeylerinde bir azalma saptanır. Trombosit sayılarında da azalma gözlenir, bu da boru içinde kaplamasız bir stent bulunduğunda artar. Özellikle, kan bir fibrin-heparin kaplı stent ile inkübe edildiğinde bu kaybı azalır.TAT kompleks konsantrasyonu perfüzyona yanıt olarak hafif çetrene artar. Çıplak metal bir stent eklendiğinde ise, TAT'da anlamlı bir artış saptanır ve pıhtılaşma sisteminin derin bir aktivasyonunu gösterir. Fibrin-heparin kaplı stent kullanımı bu aktivasyonu önler.Perfüzyon kaplamasız veya fibrin-heparin kaplı stent varlığından etkilenmez iltifat kaskad artan bir aktivasyon yol açar. Benzer şekilde nötrofil granülositler de polimorfonükleer nötrofil elastaz düzeylerinin nicelleştirilmesi ile kanıtlandıkça aktive edilir. Elektron mikroskobu tarama ile görselleştirme fibrin-heparin kaplı stentler gözlenmez perfüzyon sonrası kaplamasız stent yüzeyinde kan hücreleri ve proteinlerin yoğun bir ağ varlığını ortaya koymaktadır.Kanın numune almak için dahil etme kriterlerini karşıladığını doğrulamak ve mümkün olduğunca çabuk yeni çekilmiş kan kullanmak son derece önemlidir. İnsan kanı kan yoluyla bulaşan virüsler ve diğer ajanlar içerebilir ve enfeksiyon riski taşır, bu nedenle örnekleri işlerken her zaman uygun PPE'yi taktığından emin olun.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Akut Hepatit Model Uygulama: Görselleştirme ve Hepatik Mikrosirkülasyon Kan Akış ve Oksijen Tüketimi Analizi

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

İnsan Serum içinde N-metil-D-aspartat reseptör ya da dopamin-2 reseptör antikorları algılamak üzere yüksek verimli Flow Cytometry hücre bazlı bir deneyde

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

Sıçan Pulmoner METASTAZLARINDA Mikrosirkülasyonda Kan Akışı Hızının Otomatik Ölçüm

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

Toplama, İzolasyon, ve İnsan endoservikal Akışı Sitometrik Analizi

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

Farelerde Basınç Aşırı Modeli Koroner Arter Akış ve Koroner Akım Rezervi Ultrason Dayalı Değerlendirme

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

Akış Sitometresi kullanarak insan yağ dokusu içinde bağışıklık hücreleri karakterizasyonu

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

Farklı Homojenizasyon Yöntemleri ile Fare Beyin/Omurilikten Alınan Çoklu Hücre Tiplerinin Eşzamanlı Akış Sitometrik Karakterizasyonu

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

Lazer Doppler Flowmetry Kullanarak Sıçanserebral Kan Akımı Otoregülasyon Değerlendirilmesi

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

Arteriyel Kan Basıncı Altında İntimal Hiperplazi değerlendirmek için Ven Greftleri kullanarak Revaskülarizasyon Cerrahisi Taklit Bir Tavşan Venöz Interposition Modeli

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