Dynamisk kontinuerlig blodekstraksjon fra rottehjerte via ikke-invasiv mikrodialyseteknikk

Summary

Denne protokollen beskriver en enkel og effektiv metode for sanntids og dynamisk innsamling av rottehjerteblod ved hjelp av mikrodialyseteknikken.

Abstract

Dynamisk analyse av blodkomponenter er av stor betydning for å forstå kardiovaskulære sykdommer og deres relaterte sykdommer, som hjerteinfarkt, arytmi, aterosklerose, kardiogent lungeødem, lungeemboli og cerebral emboli. Samtidig er det presserende å bryte gjennom den kontinuerlige hjerteblodprøveteknikken hos levende rotter for å evaluere effektiviteten av særegen etnisk medisinbehandling. I denne studien ble en blodmikrodialysesonde implantert i høyre vena jugularis hos rotter i et presist og ikke-invasivt kirurgisk inngrep. Hjerteblodprøver ble deretter samlet med en hastighet på 2,87 nL / min til 2,98 ml / min ved å koble til et online mikrodialyseprøveinnsamlingssystem. Enda viktigere er det at de ervervede blodprøvene midlertidig kan lagres i mikrodialysebeholdere ved 4 °C. Det mikrodialysebaserte nettbaserte kontinuerlige blodinnsamlingsprogrammet fra rottehjerte har i stor grad garantert kvaliteten på blodprøver, fremmer og styrker den vitenskapelige rasjonaliteten i forskningen på systemiske kardiovaskulære sykdommer og evaluerer etnomedisinbehandling fra hematologiperspektivet.

Introduction

Med akselerasjonen av tempoet i livet og økningen av psykologisk trykk, har kardiovaskulære sykdommer (CVD) en tendens til å forekomme hos unge, middelaldrende og eldre mennesker ^1,2. Sykeligheten og dødeligheten av CVD er høy, med egenskapene til akutt utbrudd, rask progresjon og et langt sykdomsforløp, som alvorlig påvirker pasientens sikkerhet³. Forekomsten av CVD kan være nært knyttet til endringene i noen blodkomponenter, som kolesterol, serumlipider, blodsukker, myokardenzymer og proteinkinase K ^4,5,6. Pasientens aktuelle situasjon kan håndteres raskest ved å analysere rutinemessige blodundersøkelseselementer. Derfor bestemmer kvaliteten på blodprøvene nøyaktigheten av testresultatene. Imidlertid har konvensjonelle metoder for blodinnsamling noen uunngåelige ulemper, noe som alvorlig påvirker de eksperimentelle resultatene, for eksempel stort traumeområde, lite blodinnsamlingsvolum, høye krav til operatører, manglende evne til å reflektere narkotikaendringer i sanntid, tungvint blodprøveforbehandling, stort forbruk av forsøksdyr og manglende oppfyllelse av dyreetiske krav ^7,8,9 . Med kontinuerlige fremskritt innen medisinsk teknologi har kvaliteten på blodinnsamlingen også stilt høyere krav. Derfor er det presserende å utvikle en ny blodprøveteknologi for å overvinne de ovennevnte manglene.

Mikrodialyse er en in vivo prøvetakingsteknikk basert på dialyseprinsipper¹⁰. Under ikke-likevektsforhold blir forbindelsene som skal måles diffundert og perfusert fra vevet langs konsentrasjonsgradienten inn i mikrodialysesonden innebygd i vevet i dialysatet, som kontinuerlig fjernes sammen med dialysatet, og oppnår formålet med prøvetaking fra levende vev^11,12. Sammenlignet med tradisjonelle prøvetakingsmetoder har mikrodialyseteknikken fantastiske fordeler i følgende aspekter^13,14,15: kontinuerlig sanntidssporing av endringene i forskjellige forbindelser i blod; prøvetaking krever ingen kjedelig forbehandling og kan virkelig representere konsentrasjonen av målforbindelsen på prøvetakingsstedet; sonder kan implanteres i forskjellige deler av kroppen for å undersøke absorpsjon, distribusjon, metabolisme, utskillelse og toksisitet av målforbindelsene; den oppkjøpte prøven inneholder ingen biologiske makromolekyler (>20 kD). Derfor sikrer blodprøver av høyere kvalitet en bedre tolkning av CVD og mekanismen som behandles av etnisk medisin.

Mikrodialyseprøvetakingssystemer består vanligvis av mikroinjeksjonspumper, tilkoblingsrør, dyrefrie bevegelsestanker, mikrodialyseprober og prøvesamlere¹⁶. Som den mest kritiske delen av enheten i mikrodialysesystemet omfatter vanlige mikrodialyseprober konsentriske prober, fleksible sonder, lineære sonder og shuntsonde¹⁷. Blant disse er fleksible sonder myke og ikke-metalliske sonder, hovedsakelig brukt til å samle prøver fra blodkar og perifert vev som hjerte, muskel, hud og fett av våkne og fritt bevegelige eller bedøvede dyr¹³. Når den kommer i kontakt med blodkar eller vev, kan sonden bøyes fleksibelt, og dermed unngå irreversibel skade på sonden eller prøvetakingsstedet. Med den kontinuerlige utviklingen av sondeteknologi blir også anvendelsen av mikrodialyseteknologi på ulike felt dypere. I dette papiret ble rottehjerteblodet dynamisk og kontinuerlig ervervet av den ikke-invasive mikrodialyseteknologien gjennom den fleksible sonden designet for blodinnsamling.

Protocol

Dyreprotokollen er godkjent av administrasjonskomiteen ved Chengdu University of Traditional Chinese Medicine (Rekordnummer: 2021-11). Spesifiserte patogenfrie hannrotter av Sprague Dawley (SD) (8-10 uker, 260-300 g) ble oppdrettet i uavhengige ventilasjonsbur, opprettholdt laboratoriemiljøet ved 22 °C og 65 % relativ fuktighet, og ble brukt i denne studien. Dyrene ble hentet fra en kommersiell kilde (se materialtabell). Alle rottene ble vant til adaptiv fôring i 1 uke med fritt vann og kosthold i per…

Representative Results

Den nåværende protokollen tillot å skaffe hjerteblod fra bevisste rotter i henhold til prøvetakingsparametere angitt i mikrodialyseutstyret. Normale blodprøver må være lyse rødt, mens dyr med hypoksi, potensielle blodpropper eller anemisk sykdom kan ha mørk lilla eller mørk rød. Prøver oppnådd gjennom blodmikrodialyseteknikken er fargeløse, klare og gjennomsiktige, som kan brukes til å analysere serummarkørene for forskjellige sykdommer og blodfordelingen av legemidler og deres metabolitter ved å benytte…

Discussion

CVD er en vanlig kronisk sykdom i klinikker med gradvis økende forekomst i Kina, og startalderen har en tendens til å være yngre, noe som forårsaker bekymring og panikk hos de fleste pasienter^20,21. Å være den ledende dødsårsaken i verden, kan CVD indusere hjerneinfarkt og andre sykdommer med høy dødelighet, som alvorlig truer pasientens sunne liv²². CVD, inkludert iskemisk hjertesykdom, kardiomyopati, aterosklerose, høyt blodtr…

Materials

Animal anesthesia system	Rayward Life Technology Co., Ltd	R500IE
Animal temperature maintainer	Rayward Life Technology Co., Ltd	69020
Blood microdialysis probe	CMA Microdialysis AB	T55347
Catheter	CMA Microdialysis AB	T55347
Citrate	Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd	251275
Electric shaver	Rayward Life Technology Co., Ltd	CP-5200
Fep tubing	CMA Microdialysis AB	3409501
Free movement tank for animals	CMA Microdialysis AB	CMA120
Glucose	Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd	G8270
Hemostatic forceps	Rayward Life Technology Co., Ltd	F21020-16
Isofluran	Rayward Life Technology Co., Ltd	R510-22
Micro scissors	Beyotime Biotechnology Co., Ltd	FS221
Microdialysis collection tube	CMA Microdialysis AB	7431100
Microdialysis collector	CMA Microdialysis AB	CMA4004
Microdialysis in vitro stand	CMA Microdialysis AB	CMA130
Microdialysis microinjection pump	CMA Microdialysis AB	788130
Microdialysis syringe (1.0 mL)	CMA Microdialysis AB	8309020
Microdialysis tubing adapter	CMA Microdialysis AB	3409500
Microporous filter membrane	Merck Millipore Ltd.	R0DB36622
Non-absorbable surgical sutures	Shanghai Tianqing Biological Materials Co., Ltd	S19004
Operating table	Yuyan Scientific Instrument Co., Ltd	30153
Ophthalmic forceps	Rayward Life Technology Co., Ltd	F12016-15
Sodium citrate	Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd	1613859
Sprague Dawley  (SD) rats	Chengdu Dossy Experimental Animals Co., Ltd	SYXK()2019-049
Surgical scissors	Rayward Life Technology Co., Ltd	S14014-15
Surgical scissors	Shanghai Bingyu Fluid technology Co., Ltd	BY-103
Syringe needle	CMA Microdialysis AB	T55347
Ultrasonic cleaner	Guangdong Goote Ultrasonic Co., Ltd	KMH1-240W8101