태반의 맞은 편에 생체이 물과 나노 물질의 전송 속도의 결정을 사용하여<em> 생체</em> 인간 태반 관류 모델
Summary
<em> 생체</em> 이중 순환 태반 관류 모델은 인간의 태반을 통해 생체 이물질 및 나노 입자의 이동을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 비디오 프로토콜에서 우리는 장비와 태반 관류의 성공적인 수행에 필요한 기술을 설명합니다.
Abstract
인간의 태반 수십 년 전에이 어머니와 태아 사이에 꿰 뚫을 수없는 장벽이 될 것으로 생각되었다. 그러나 탈리도마이드에 의한 기형아 많은 나중에 연구의 발견은 나중에 반대를 증명했다. 오늘 니코틴 등 여러 가지 유해 생체이는, 헤로인, 메타돈 또는 약물뿐만 아니라 환경 오염 물질이 장벽을 극복하기 위해 설명 하였다. 나노 기술의 사용 증가와 함께, 태반는 실수로 노출을 통해 또는 의도적으로 잠재적 인 나노 메디칼 응용 프로그램의 경우 새로운 나노 입자와 접촉 할 가능성이 높습니다. 태반 대부분의 종 특정 포유류 기관 1이기 때문에 동물 실험의 데이터가 인간에게 추정 할 수 없습니다. 따라서 Panigel 등에 의해 개발 된 생체 이중 순환 태반 관류. 1,967 2 지속적 슈나이더 등으로 수정했습니다. 1,972 3, 우수한 모델 T와 같은 역할을 할 수생체이 또는 입자의 이동을 연구 O를.
여기, 우리는 재현 가능한 결과를 얻기 위해 인간의 태반 관류 프로토콜과 발전을 순환 생체 이중에 초점을 맞 춥니 다.
태반은 제왕 절개 배달을받은 단순한 용어 임신에서 산모의 동의 이후 하였다. 그대로 자엽의 태아와 산모의 배는 적어도 5 시간 유관 및 관류 하였다. 모델 입자로 80 사이즈 직경 500 nm의와 찬란 폴리스티렌 입자는 어머니의 회로에 추가되었습니다. 80 nm의 입자는 태반 장벽을 통과하고 500 nm의 입자가 태반 조직이나 산모의 회로에서 유지하는 동안 태아에게 태반을 통해 전송되는 물질에 대한 완벽한 예제를 제공 할 수 있었다. 생체 인간의 태반 관류 모델에 대한 신뢰할 수있는 정보를 제공하는 몇 가지 모델 중 하나입니다예측 및 임상 관련 데이터를 제공하는 중요한 조직 장벽의 생체 이물의 전송 동작.
Introduction
태반은 산소, 이산화탄소, 영양분과 노폐물과 어머니와 서로 분리 성장 태아의 두 혈액 회로를 유지할 수 동시에 교환을 담당하는 복잡한 기관이다. 또한, 그것은 산모의 면역 시스템에 의해 아이의 거부를 방지하고 임신을 유지하는 호르몬을 분비. 세포 장벽 4,5 측면 세포막없이 진정한 syncytium 퓨즈 및 양식 cytotrophoblast 세포에 의해 형성된다. 전체 태반은 하나의 태아 융모 트리를 포함하고 태반의 하나의 기능 단위를 나타내는 여러 자엽,로 구성되어 있습니다.
태반 장벽 기능의 연구는 1960 년대 탈리도마이드 유도 기형의 발견과 강화되었다. 분명한 이유를 들어 임산부 전위 연구는 수행 할 수 없습니다. 따라서, 다양한 대안 모델을 6,7를 개발되었습니다 </s>까지. 가장 유망한 그리고 아마도 대부분의 임상 관련 모델 Panigel 및 동료 2,3에 의해 개발 된 생체 인간의 태반 관류 모델입니다.
많은 여성들은 이러한 자신의 임신 8 중 마약이나 환경 오염과 같은 다른 생체 이물질에 노출되어 있습니다. 이미 임신 중에 정기적으로 투여 된 마약의 경우, 생체 내 연구에서 제대혈의 그것과 산모의 혈중 농도를 비교하여 수행 할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 태아 및 이들 물질의 기형에 약물 동력학 및 역학에 대한 제한된 정보가있다.
헤로인은 쉽게 태반 장벽을 통과하고 자궁 내 성장 제한, 조산이나 자연 유산 9,10으로 이어질 수있는 것처럼 예를 들어 약물. 따라서 임신 중에 실종 금욕의 경우 메타돈과 대체 요법이 권장됩니다. 전생체 인간의 태반 관류 모델은 태아 순환에 메타돈의 전송이 배달 12 후 계산 된 제대혈에 산모의 혈액 농도 비율과 잘 상관 관계를 무시할 11이라고 밝혔다.
나노 기술, 특히 의학의 성장 분야이다. 그래서 자연적으로 잘 발생 (직경 <2.5 μm의)와 산불, 화산 폭발의 연기와 사막의 먼지 미세 입자 (직경 <0.1 μm의), 나노 물질의 노출 (최소 하나의 차원 <0.1 μm의 13 아래 ) 증가하고있다. 이 나노 물질의 독성 가능성에 대한 질문을 제기했다. 어떤 사람의 위험은 아직 입증되지 수 있지만, 설계 나노 입자는 독성 결과 14로 이어지는 부작용 생물학적 반응을 일으킬 수 있음을 나타내는 주요 실험 연구가있다. 최근 일부 연구에 그 태아 노출 표시대기 오염은 신생아 및 어린이 15,16에서 더 높은 호흡 필요와기도 염증에 연결되어 있습니다. 또한, 작은 나노 입자는 특히 태아 나 어머니 중 하나를 치료하는 약물 캐리어로 사용할 수 있습니다. 따라서, 서로 다른 생체 이물질이나 나노 물질과 태반 장벽을 통과 할 수있는 능력의 광범위한 연구가 필요하다는 분명해진다. 나노 물질에 태반 투과성의 현재 연구의 실제 개요 메네 제스 등으로 요약되어 있습니다. 2,011 17 Buerki-Thurnherr 등이. 2,012 7.
인간의 태반 관류 모델을 순환 생체 이중에 대한 책임 메커니즘 등 다양한 내인성 및 외인성 화합물 3,11,12,18,19의 태반 전송 및 태반의 다른 기능의 넓은 범위를 공부 통제하고 안정적인 시스템을 제공 자간전증과 같은 병적 상태의 개발 <> 20-22을 먹다. 축적 효과와 생체 이물질이나 나노 입자의 광범위한 세트의 전위 비율의 연구를 수 있도록이 프로토콜에서 우리는 세트에 주로 최대 초점, 취급 및 방법.
Protocol
Representative Results
Discussion
이중 순환 살포는 여기에 보여 아래에 대답해야하는 질문에 따라 가능한 여러 가지 다른 실험 구성도이다. 특히 오픈 태반 perfusions는 일반적으로 정상 상태 농도 3시 약물 허가를 평가하는 데 사용됩니다. 순환 관류 셋업은 내인성 또는 외인성 물질의 능동 수송을 확인하기 위해 적용 할 수 있습니다. 이 방법에 대한 생체 이물의 동일한 농도는 산모와 태아 순환에 추가 할 수 있습니다. 농…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 재정적 스위스 국립 재단 (NRP 64 프로그램에는 4064-131232 권한을 부여하지 않음)에 의해 지원됩니다.
Materials
| Name of the Reagent | Company | Catalogue Number | Comments (optional) |
| NCTC-135 medium | ICN Biomedicals, Inc. | 10-911-22C | could be replaced by Medium 199 from Sigma (M3769) |
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich, Fluka | 71381 | |
| Potassium chloride (KCl) | Hospital pharmacy | also possible: Sigma (P9541) | |
| Monosodium phosphate (NaH2PO4 · H2O) | Merck | 106346 | |
| Magnesium sulfate (MgSO4 · H2O) | Sigma-Aldrich, Fluka | 63139 | |
| Calcium chloride (CaCl, anhydrous) | Merck | 102388 | |
| D(+) Glucose (anhydrous) | Sigma-Aldrich, Fluka | 49138 | |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3) | Merck | 106329 | |
| Dextran from Leuconostoc spp. | Sigma-Aldrich | 31389 | |
| Bovine serum albumin (BSA) | Applichem | A1391 | |
| Amoxicilline (Clamoxyl) | GlaxoSmithKline AG | 2021101A | |
| Sodium heparin | B. Braun Medical AG | 3511014 | |
| Sodium hydoxide (NaOH) pellets | Merck | 106498 | CAUTION: corrosive |
| Ortho-phosphoric acid 85% (H3PO4) | Merck | 100573 | CAUTION: corrosive |
| Maternal gas mixture: 95% synthetic air, 5% CO2 | PanGas AG | ||
| Fetal gas mixture: 95% N2, 5% CO2 | PanGas AG | ||
| Antipyrine (N-methyl-14C) | American Radiolabeled Chemicals, Inc. | ARC 0108-50 μCi | CAUTION: radioactive material (specific activity: 55mCi/mmol) |
| Scintillation cocktail (IrgaSafe Plus) | Zinsser Analytic GmbH | 1003100 | |
| Polystyrene particles 80 nm | Polyscience, Inc. | 17150 | |
| Polystyrene particles 500 nm | Polyscience, Inc. | 17152 | |
| EQUIPMENT | |||
| Water bath | VWR | 462-7001 | |
| Thermostat | IKA-Werke GmbH & Co. KG | 3164000 | |
| Peristaltic pumps | Ismatec | ISM 833 | |
| Bubble traps (glass) | UNI-GLAS Laborbedarf | ||
| Flow heater | UNI-GLAS Laborbedarf | ||
| Pressure sensor + Software for analyses | MSR Electronics GmbH | 145B5 | |
| Notebook | Hewlett Packard | ||
| Miniature gas exchange oxygenator | Living Systems Instrumentation | LSI-OXR | |
| Tygon Tube (ID: 1.6 mm; OD: 4.8 mm) | Ismatec | MF0028 | |
| Tubes for pumps (PharMed BPT; ID: 1.52 mm) | Ismatec | SC0744 | |
| Blunt cannulae (Ø 0.8 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.81 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.2 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.90 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.5 mm) | Polymed Medical Center | 03.592.94 | |
| Blunt cannulae (Ø 1.8 mm) | Polymed Medical Center | 03.952.82 | |
| Parafilm | VWR | 291-1212 | |
| Perfusion chamber with tissue holder (plexiglass) | Internal technical department | Similar equipment is available from Hemotek Limited, UK | |
| Surgical suture material (PremiCron) | B. Braun Medical AG | C0026005 | |
| Winged Needle Infusion Set (21G Butterfly) | Hospira, Inc. | ASN 2102 | |
| Multidirectional stopcock (Discofix C-3) | B. Braun Medical AG | 16494C | |
| Surgical scissors | B. Braun Medical AG | BC304R | |
| Dissecting scissors | B. Braun Medical AG | BC162R | |
| Needle holder | B. Braun Medical AG | BM200R | |
| Dissecting forceps | B. Braun Medical AG | BD215R | |
| Automated blood gas system | Radiometer Medical ApS | ABL800 FLEX | |
| Multi-mode microplate reader | BioTek | Synergy HT | |
| Liquid scintillation analyzer | GMI, Inc. | Packard Tri-Carb 2200 | |
| Scintillation tubes 5.5 ml | Zinsser Analytic GmbH | 3020001 | |
| Tissue Homogenizer | OMNI, Inc. | TH-220 | |
| pH meter + electrode | VWR | 662-2779 |
References
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