Dynamische kontinuierliche Blutentnahme aus Rattenherzen mittels nicht-invasiver Mikrodialysetechnik
Summary
Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einfache und effiziente Methode zur dynamischen Echtzeitgewinnung von Rattenherzblut mit Hilfe der Mikrodialysetechnik.
Abstract
Die dynamische Analyse von Blutbestandteilen ist von großer Bedeutung für das Verständnis von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und den damit verbundenen Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Herzrhythmusstörungen, Arteriosklerose, kardiogenem Lungenödem, Lungenembolie und Hirnembolie. Gleichzeitig ist es dringend notwendig, die Technik der kontinuierlichen Herzblutentnahme bei lebenden Ratten zu durchbrechen, um die Wirksamkeit einer ausgeprägten ethnischmedizinischen Therapie zu bewerten. In dieser Studie wurde eine Blut-Mikrodialysesonde in einem präzisen und nicht-invasiven chirurgischen Verfahren in die rechte Halsvene von Ratten implantiert. Anschließend wurden Herzblutproben mit einer Rate von 2,87 nL/min bis 2,98 ml/min entnommen, indem eine Verbindung zu einem Online-Mikrodialyse-Probenentnahmesystem hergestellt wurde. Noch bedeutsamer ist, dass die gewonnenen Blutproben in Mikrodialysebehältern bei 4 °C zwischengelagert werden können. Das auf Mikrodialyse basierende kontinuierliche Online-Blutentnahmeprogramm aus Rattenherzen hat die Qualität der Blutproben in hohem Maße garantiert, die wissenschaftliche Rationalität der Forschung zu systemischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorangetrieben und belebt und die ethnomedizinische Therapie aus der Perspektive der Hämatologie bewertet.
Introduction
Mit der Beschleunigung des Lebenstempos und der Zunahme des psychischen Drucks treten Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) tendenziell bei jungen, mittelalten und älteren Menschen auf 1,2. Die Morbidität und Mortalität von Herz-Kreislauf-Erkrankungen ist hoch, wobei die Merkmale eines akuten Beginns, eines schnellen Fortschreitens und eines langen Krankheitsverlaufs die Sicherheit der Patienten erheblich beeinträchtigen3. Das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen kann eng mit den Veränderungen einiger Blutbestandteile wie Cholesterin, Serumlipide, Blutzucker, Myokardenzyme und Proteinkinase K 4,5,6 zusammenhängen. Die relevante Situation des Patienten kann am schnellsten durch die Analyse von routinemäßigen Blutuntersuchungen behandelt werden. Daher bestimmt die Qualität der Blutproben die Genauigkeit der Testergebnisse. Herkömmliche Methoden zur Blutentnahme haben jedoch einige unvermeidliche Nachteile, die die Versuchsergebnisse ernsthaft beeinträchtigen, wie z. B. ein großes Traumagebiet, ein kleines Blutentnahmevolumen, hohe Anforderungen an die Bediener, die Unfähigkeit, Arzneimitteländerungen in Echtzeit widerzuspiegeln, eine umständliche Vorbehandlung der Blutproben, ein hoher Verbrauch von Versuchstieren und die Nichteinhaltung tierethischer Anforderungen 7,8,9 . Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Medizintechnik sind auch die Anforderungen an die Qualität der Blutentnahme gestiegen. Daher ist es dringend erforderlich, eine neue Blutentnahmetechnologie zu entwickeln, um die oben genannten Mängel zu überwinden.
Die Mikrodialyse ist eine In-vivo-Probenahmetechnik, die auf den Dialyseprinzipien10 basiert. Unter Nichtgleichgewichtsbedingungen werden die zu messenden Verbindungen diffundiert und aus dem Gewebe entlang des Konzentrationsgradienten in die im Gewebe eingebettete Mikrodialysesonde in das Dialysat perfundiert, das zusammen mit dem Dialysat kontinuierlich entfernt wird, wodurch der Zweck der Probenahme aus dem lebenden Gewebeerreicht wird 11, 12. Im Vergleich zu herkömmlichen Probenahmemethoden hat die Mikrodialysetechnik hervorragende Vorteile in den folgenden Aspekten13,14,15: kontinuierliche Echtzeitverfolgung der Veränderungen verschiedener Verbindungen im Blut; Die Probenahme erfordert keine langwierige Vorverarbeitung und kann die Konzentration der Zielverbindung an der Probenahmestelle wirklich darstellen. Sonden können in verschiedene Teile des Körpers implantiert werden, um die Absorption, Verteilung, Verstoffwechselung, Ausscheidung und Toxizität der Zielverbindungen zu untersuchen. die gewonnene Probe enthält keine biologischen Makromoleküle (>20 kD). Daher gewährleisten die qualitativ hochwertigeren Blutproben eine bessere Interpretation von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und des ethnisch medizinischen Mechanismus.
Mikrodialyse-Probenahmesysteme bestehen im Allgemeinen aus Mikroinjektionspumpen, Verbindungsschläuchen, tierfreien Behältern, Mikrodialysesonden und Probensammlern16. Als kritischster Teil der Vorrichtung des Mikrodialysesystems umfassen gängige Mikrodialysesonden konzentrische Sonden, flexible Sonden, lineare Sonden und Shuntsonden17. Flexible Sonden sind weiche und nichtmetallische Sonden, die hauptsächlich zur Entnahme von Proben aus Blutgefäßen und peripheren Geweben wie Herz, Muskeln, Haut und Fett von wachen und sich frei bewegenden oder betäubten Tieren verwendet werden13. Bei Kontakt mit Blutgefäßen oder Geweben kann die Sonde flexibel gebogen werden, wodurch irreversible Schäden an der Sonde oder der Probenahmestelle vermieden werden. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Sondentechnologie vertieft sich auch die Anwendung der Mikrodialysetechnik in verschiedenen Bereichen. In dieser Arbeit wurde das Blut des Rattenherzens dynamisch und kontinuierlich durch die nichtinvasive Mikrodialysetechnologie durch die flexible Sonde gewonnen, die für die Blutentnahme entwickelt wurde.
Protocol
Representative Results
Discussion
Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind eine häufige chronische Erkrankung in Kliniken mit allmählich steigender Inzidenz in China, und das Erkrankungsalter ist tendenziell jünger, was bei den meisten Patienten Besorgnis und Panik auslöst20,21. Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die weltweit häufigste Todesursache und können einen Hirninfarkt und andere Erkrankungen mit hoher Sterblichkeit auslösen, die das gesunde Leben der Patienten ernsthaft bedrohen<sup class="…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (82104533), der China Postdoctoral Science Foundation (2020M683273), dem Science &; Technology Department der Provinz Sichuan (2021YJ0175) und dem Key R&D Project of Sichuan Provincial Science and Technology Plan (2022YFS0438) unterstützt. In der Zwischenzeit möchten sich die Autoren bei Herrn Yuncheng Hong, einem leitenden Ausrüstungsingenieur bei TRI-ANGELS D&H TRADING PTE, bedanken. LTD. (Singapur, Singapur) für die Erbringung technischer Dienstleistungen für Mikrodialysetechniken.
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 |
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