تعد الرئتان خارج الجسم الحي مفيدة لمجموعة متنوعة من التجارب لجمع البيانات الفسيولوجية مع استبعاد المتغيرات المربكة للتجارب في الجسم الحي. غالبا ما تكون الإعدادات التجارية باهظة الثمن ومحدودة في أنواع البيانات التي يمكنها جمعها. وصفنا طريقة لبناء إعداد معياري بالكامل ، قابل للتكيف مع تصميمات الدراسة المختلفة.
تعد مستحضرات الرئة خارج الجسم الحي نموذجا مفيدا يمكن ترجمته إلى العديد من مجالات البحث المختلفة ، مكملا النماذج المقابلة في الجسم الحي وفي المختبر. يجب أن تكون المختبرات التي ترغب في استخدام رئتين معزولتين على دراية بالخطوات المهمة والتحديات الكامنة لإنشاء إعداد ميسور التكلفة وموثوق به ويمكن تكييفه بسهولة ليناسب موضوع الاهتمام. تصف هذه الورقة نموذج DIY (افعلها بنفسك) لتهوية رئة الفئران خارج الجسم الحي والتروية لدراسة تأثيرات الأدوية والغاز على نغمة الأوعية الدموية الرئوية ، بغض النظر عن التغيرات في النتاج القلبي. يتضمن إنشاء هذا النموذج أ) تصميم وبناء الجهاز ، و ب) إجراء عزل الرئة. ينتج عن هذا النموذج إعداد أكثر فعالية من حيث التكلفة من البدائل التجارية ولكنه معياري بما يكفي للتكيف مع التغييرات في أسئلة بحثية محددة. كان لا بد من حل العقبات المختلفة لضمان نموذج متسق يمكن استخدامه لمجموعة متنوعة من مواضيع البحث المختلفة. بمجرد إنشائه ، أثبت هذا النموذج أنه قابل للتكيف بشكل كبير مع الأسئلة المختلفة ويمكن تغييره بسهولة في مجالات الدراسة المختلفة.
شهدت تقنيات نضح الرئة خارج الجسم الحي (EVLP)1 ارتفاعا في الاستخدام في العقد الماضي كوسيلة لدراسة عمليات زرع الرئة2 ، ونقص التروية / إعادة التروية3 ، واستقلاب الرئة4 ، والاستجابات المناعية5. توفر الرئتان المعزولتان ، ولكن السليمتان والمتصلتان بالتهوية والمعطوب ، القدرة المهمة للغاية على التقييم المباشر لاستجابة الرئتين ، بما في ذلك الأوعية الدموية الرئوية ، للتدخلات و / أو العلاجات المحتملة دون إرباك محتمل ، مثل المدخلات العصبية والهرمونية أو تغيير ديناميكا الدم في الجسم الحي. في الوقت نفسه ، يحافظون على التفاعل الفسيولوجي للتهوية والتروية ، على عكس الظروف المختبرية. على سبيل المثال ، يحتاج اقتراح يبحث في الاستجابات المناعية في الرئتين5 إلى نفس جودة البيانات مثل دراسة تركز على زيادة حجم مجموعة المانحين6 لزراعة الرئة. يمكن استخدام EVLP عبر مجموعة متنوعة من الأنواع ، بما في ذلك الفئران3 والجرذان7،8،9،10،11،12 والخنازير13 والبشر2. لذلك ، من الضروري إنشاء نموذج يمكنه إنتاج بيانات موثوقة من مجموعة متنوعة من المعلمات التجريبية المختلفة. سيتم إنشاء الصلة السريرية في الدراسات اللاحقة باستخدام نموذج EVLP كأداة.
في حين أن الإعدادات التجارية متاحة للشراء لمعظم الأنواع ، إلا أنها غالبا ما تكون باهظة التكلفة وتحصر الباحثين في علامة تجارية معينة من المعدات والبرامج الاحتكارية. يتطلب أي انحراف عن الإعداد الجاهز (على سبيل المثال ، الانتقال من نوع إلى آخر) التبصر والعمل حول الإعداد المقدم ، والذي قد يكون صعبا أو مستحيلا. في ما يلي ، يتم وصف إعداد DIY (افعلها بنفسك) للرئتين المعزولتين للفئران وهو معياري وفعال من حيث التكلفة ، بالإضافة إلى الإجراء الجراحي لعزل الرئتين.
تم إجراء أكثر من 100 تجربة بنجاح في مختبرنا باستخدام هذا الإعداد. أعطى التصميم المعياري لهذا الإعداد المخصص مرونة كبيرة للتغييرات المحتملة في المتطلبات التجريبية. في حين أن الإعدادات الأخرى تستخدم مزيل الأكسجين18 لتقليد استهلاك الأكسجين المستمر وإنتاج CO2 بواسطة الأعضاء …
The authors have nothing to disclose.
تم تقديم الدعم ، جزئيا ، من خلال جائزة مراجعة الجدارة (101 BX003482) من خدمة البحث والتطوير في المختبرات الطبية الحيوية التابعة لوزارة شؤون المحاربين القدامى الأمريكية ، ومنحة المعاهد الوطنية للصحة (5R01 HL123227) ، وجائزة المشروع التحويلي (962204) من جمعية القلب الأمريكية ، ومن خلال الصناديق المؤسسية الممنوحة للدكتور ريس. تلقى الدكتور بالزر تمويلا غير ذي صلة من Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG ، مؤسسة الأبحاث الألمانية) ، رقم المشروع BA 6287 / 1-1. يود المؤلفون أن يشكروا ماثيو د. أولسن وتشون تشو وتشو لي وريبيكا سي ريس على مساهماتهم القيمة في الدراسة.
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 |
.