Легкие ex vivo полезны для различных экспериментов по сбору физиологических данных, исключая при этом смешанные переменные экспериментов in vivo . Коммерческие организации часто стоят дорого и ограничены в типах данных, которые они могут собирать. Мы описываем метод создания полностью модульной установки, адаптируемой к различным проектам исследований.
Препараты легких ex vivo являются полезной моделью, которая может быть применена во многих различных областях исследований, дополняя соответствующие модели in vivo и in vitro . Лаборатории, желающие использовать изолированные легкие, должны быть осведомлены о важных шагах и присущих проблемах для создания недорогой, надежной и легко адаптированной установки в соответствии с интересующей их темой. В данной статье описывается модель вентиляции легких и перфузии легких крыс ex vivo (сделай сам) для изучения влияния лекарств и газов на тонус легочных сосудов, независимо от изменений сердечного выброса. Создание этой модели включает в себя: а) проектирование и конструирование аппарата, и б) процедуру изоляции легких. Эта модель приводит к созданию системы, которая является более экономически эффективной, чем коммерческие альтернативы, и в то же время достаточно модульной, чтобы адаптироваться к изменениям в конкретных исследовательских вопросах. Необходимо было устранить различные препятствия, чтобы обеспечить согласованную модель, которую можно было бы использовать для различных тем исследований. Однажды созданная модель доказала свою способность к адаптации к различным вопросам и может быть легко изменена для различных областей обучения.
В последнее десятилетие все чаще используются методы перфузии легких ex vivo (ЭВЛП)1 в качестве средства изучения трансплантациилегких2, ишемии/реперфузии3, метаболизма легких4 и иммунных реакций5. Изолированные, но неповрежденные, вентилируемые и перфузированные легкие обладают критически важной способностью непосредственно оценивать реакцию легких, включая легочную сосудистую систему, на потенциальные вмешательства и/или терапевтические препараты без потенциальных искажающих факторов, таких как нейрональный и гормональный ввод или изменение гемодинамики in vivo. В то же время они поддерживают физиологическое взаимодействие вентиляции и перфузии, в отличие от условий in vitro. Например, предложение, рассматривающее иммунные реакции в легких5, требует того же качества данных, что и исследование, направленное на увеличение размера пула доноров6 для трансплантации легких. EVLP можно использовать для различных видов, включая мышей3, крыс 7,8,9,10,11,12, свиней 13 и людей 2. Поэтому необходимо создать модель, которая может давать надежные данные по множеству различных экспериментальных параметров. Клиническая значимость будет получена в последующих исследованиях с использованием модели EVLP в качестве инструмента.
В то время как коммерческие установки доступны для покупки для большинства видов, они часто могут быть непомерно дорогими и ограничивать исследователей определенной маркой оборудования и проприетарного программного обеспечения. Любое отклонение от стандартной схемы (например, переход от одного вида к другому) требует предвидения и работы в обход предоставленной схемы, что может оказаться сложным или невозможным. Ниже описывается модульная и экономичная установка для изолированных легких «сделай сам» (сделай сам), а также хирургическая процедура изоляции легких.
Более 100 экспериментов были успешно проведены в нашей лаборатории с использованием этой установки. Модульная конструкция этой специализированной установки обеспечила большую гибкость в отношении потенциальных изменений в экспериментальных требованиях. В то время как в других устан?…
The authors have nothing to disclose.
Поддержка была оказана, в частности, премией Merit Review Award (101 BX003482) от Службы исследований и разработок биомедицинской лаборатории Министерства по делам ветеранов США, грантом NIH (5R01 HL123227), премией за трансформационный проект (962204) от Американской кардиологической ассоциации, а также институциональными фондами, присужденными доктору Риссу. Д-р Бальцер получил независимое финансирование от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Немецкое научно-исследовательское общество), номер проекта BA 6287/1-1. Авторы хотели бы поблагодарить Мэтью Д. Олсена, Чун Чжоу, Чжу Ли и Ребекку С. Рисс за их ценный вклад в исследование.
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 |
.