ריאות Ex vivo שימושיות עבור מגוון ניסויים לאיסוף נתונים פיזיולוגיים תוך התעלמות מהמשתנים המבלבלים של ניסויי in vivo. הגדרות מסחריות הן לעתים קרובות יקרות ומוגבלות בסוגי הנתונים שהן יכולות לאסוף. אנו מתארים שיטה לבניית מערך מודולרי לחלוטין, הניתן להתאמה לעיצובי לימוד שונים.
תכשירי ריאות Ex vivo הם מודל שימושי שניתן לתרגם לתחומי מחקר רבים ושונים, המשלימים מודלים מקבילים in vivo ו– in vitro. מעבדות המעוניינות להשתמש בריאות מבודדות צריכות להיות מודעות לצעדים חשובים ולאתגרים הטבועים בהן כדי לבסס מערך שהוא זול, אמין וניתן להתאים אותו בקלות לנושא העניין. מאמר זה מתאר מודל DIY (עשה זאת בעצמך) עבור אוורור ריאות וזילוח של חולדות ex vivo כדי לחקור השפעות תרופות וגזים על טונוס כלי הדם הריאתיים, ללא תלות בשינויים בתפוקת הלב. יצירת מודל זה כוללת א) את התכנון והבנייה של המנגנון, ב) הליך בידוד הריאות. מודל זה יוצר מערך חסכוני יותר מחלופות מסחריות ועם זאת מודולרי מספיק כדי להסתגל לשינויים בשאלות מחקר ספציפיות. היה צורך לפתור מכשולים שונים כדי להבטיח מודל עקבי המסוגל לשמש למגוון נושאי מחקר שונים. לאחר הקמתו, מודל זה הוכיח להיות מאוד להסתגל לשאלות שונות וניתן לשנות בקלות עבור תחומי לימוד שונים.
טכניקות זילוח ריאות Ex vivo (EVLP)1 ראו עלייה בשימוש בעשור האחרון כאמצעי לחקר השתלות ריאה2, איסכמיה/רפרפוזיה3, מטבוליזם ריאות4 ותגובות חיסוניות5. ריאות מבודדות, אך שלמות, מאווררות ומחוררות מציעות את היכולת החשובה ביותר להעריך ישירות את תגובת הריאות, כולל כלי הדם הריאתיים, להתערבויות ו / או טיפולים פוטנציאליים ללא גורמים מבלבלים פוטנציאליים, כגון קלט עצבי והורמונלי או שינוי המודינמיקה in vivo. יחד עם זאת, הם שומרים על יחסי הגומלין הפיזיולוגיים של אוורור וזילוח, בניגוד לתנאי מבחנה. הצעה הבוחנת תגובות חיסוניות בריאות5, למשל, זקוקה לאותה איכות נתונים כמו מחקר שהתמקד בהגדלת מאגר התורמים בגודל6 להשתלות ריאה. ניתן להשתמש ב-EVLP במגוון מינים, כולל עכברים3, חולדות 7,8,9,10,11,12, חזירים13 ובני אדם2. לכן, יש צורך להקים מודל שיכול להפיק נתונים אמינים ממגוון פרמטרים ניסיוניים שונים. רלוונטיות קלינית תיווצר במחקרים הבאים תוך שימוש במודל EVLP ככלי.
בעוד שתצורות מסחריות זמינות לרכישה עבור רוב המינים, לעתים קרובות הן יכולות להיות יקרות יותר ולהגביל את החוקרים למותג ספציפי של ציוד ותוכנה קניינית. כל חריגה מההגדרה מחוץ לקופסה (למשל, מעבר ממין אחד למשנהו) דורשת ראיית הנולד ועבודה סביב ההתקנה שסופקה, דבר שעשוי להתברר כקשה או בלתי אפשרי. להלן מתוארת הגדרת DIY (עשה זאת בעצמך) לריאות מבודדות חולדות שהיא גם מודולרית וגם חסכונית, כמו גם הליך כירורגי לבידוד הריאות.
יותר מ-100 ניסויים בוצעו בהצלחה במעבדה שלנו באמצעות מערך זה. העיצוב המודולרי של מערך מותאם אישית זה העניק גמישות רבה לשינויים פוטנציאליים בדרישות הניסוי. בעוד שמערכות אחרות משתמשות ב-deoxygenator18 כדי לחקות צריכת חמצן קבועה וייצורCO2 על ידי איברי קצה, מודל פשוט זה לא השתמש בתכונ…
The authors have nothing to disclose.
התמיכה ניתנה, בין השאר, על ידי פרס Merit Review (101 BX003482) משירות המו”פ של המעבדה הביו-רפואית של המחלקה לענייני חיילים משוחררים של ארה”ב, מענק NIH (5R01 HL123227), פרס פרויקט טרנספורמטיבי (962204) מאיגוד הלב האמריקאי, ועל ידי קרנות מוסדיות שהוענקו לד”ר ריס. ד”ר בלצר קיבל מימון לא קשור מקרן המחקר הגרמנית Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), פרויקט מספר BA 6287/1-1. המחברים רוצים להודות למתיו ד. אולסן, צ’ון ג’ואו, ג’ו לי ורבקה ס. ריס על תרומתם רבת הערך למחקר.
1,000 mL Glass Beaker | Pyrex, Chicago, IL | ||
1,500 mL Glass Beaker | Pyrex, Chicago, IL | ||
Air Trap Compliance Chamber | Radnoti | 130149 | |
Bioamplifiers | CWE Inc | BPM-832 | |
Clamps | Fisher Scientific | S02626 | |
DAQ (Data Acquisition) | National Instruments, Austin, TX | NI USB-6343 | |
Gas Mixer | CWE Inc, Ardmore, PA | GSM-4 | |
Heating Coil | Radnoti, Covina, CA | 158822 | |
Heating Plate | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 11-100-49SH | |
Heparin | Pfizer | W63422 | |
LabVIEW Full Development System 2014 | National Instruments | ||
Pentobarbital | Diamondback Drugs | G2270-0235-50 | |
pH700 Probe | OAKTON, Vernon Hills, IL | EW-35419-10 | |
Polystat Water Bath | Cole-Parmer | EW-12121-02 | |
Rodent Ventilator | Harvard Apparatus, Holliston, MA | Model 683 | |
Roller Pump | Cole-Parmer, Wertheim, Germany | Ismatec REGLO Digital MS 2/8 | |
Sprague Dawley Rat | Charles River, Wilmington, MA | Strain code 001 | |
VetScan i-STAT | Abraxis, Chicago, IL | i-STAT 1 |
.