이 기술의 목적은 폐 인플레이션과 폐 동맥을 통해 무선 불투명 한 폴리머 기반 화합물의 주입을 통해 초기 산후 및 성인 마우스의 폐 동맥 네트워크의 전 생체 시각화입니다. 캐스팅된 조직에 대한 잠재적 응용 프로그램도 논의됩니다.
혈관은 3 차원 공간에서 복잡한 네트워크를 형성합니다. 따라서 조직의 표면을 관찰하여 혈관 네트워크가 상호 작용하고 어떻게 작용하는지 시각적으로 이해하기가 어렵습니다. 이 방법은 폐의 복잡한 3차원 혈관 구조를 시각화하는 수단을 제공한다.
이를 달성하기 위해 카테터는 폐 동맥에 삽입되고 혈관은 동시에 혈액을 플러시하고 저항을 제한하기 위해 화학적으로 팽창됩니다. 폐는 표준 압력에서 기관을 통해 팽창하고 중합체 화합물은 표준 유량에 혈관 침대에 주입된다. 전체 동맥 망이 채워지고 치료할 수 있게 되면 폐 혈관은 마이크로 CT(μCT) 스캐너에서 직접 시각화되거나 이미지화될 수 있습니다.
성공적으로 수행 하면, 하나는 초기 산후 나이에서 성인에 이르기까지 쥐에 폐 동맥 네트워크를 감사할 수 있습니다. 또한 폐 동맥 침대에서 시연되었지만 이 방법은 최적화된 카테터 배치 및 끝점을 갖춘 혈관 침대에 적용할 수 있습니다.
이 기술의 초점은 마우스에 있는 폴리머 기지를 둔 화합물을 사용하여 폐 동맥 건축의 시각화입니다. 뇌,,심장 및 신장1,2,2,,3,4,5와같은 전신 혈관 침대에서 광범위한 작업이 수행되었지만 폐 동맥 망의 준비 및 충진에 관한 정보가 적습니다. 따라서 이 연구의 목적은 전작6,,7,,8을 확장하고 조사관이 쉽게 따를 수 있는 상세한 서면 및 시각적 참조를 제공하여 폐 동맥 나무의 고해상도 이미지를 생성하는 것입니다.
자기 공명 영상, 에코카디그래피 또는 CT 혈관 조영술9,,10과같은 폐 혈관을 라벨링 및 이미징하기 위한 수많은 방법이 존재하지만, 이러한 양식의 대부분은 연구될 수 있는 것의 범위를 제한하여 작은 혈관을 적절히 채우거나 캡처하지 못합니다. 직렬 단면 및 재구성과 같은 방법은 고해상도를 제공하지만 시간 /노동 집약적11,,12,,13입니다. 주변 연조직 무결성은 전통적인 부식 주조10,,13,,14,,15,,16에서손상된다. 동물 의 나이와 크기조차도 카테터를 도입하려고 할 때 요인이되거나 해상도가 부족합니다. 반면에 폴리머 주입 기술은 동맥을 모세관 수준으로 채우고 μCT와 결합하면 비교할 수 없는 분해능5를허용합니다. 산후 14일의 어린 마우스 폐에서 샘플을 성공적으로캐스팅하고 몇 시간 만에 처리되었습니다. 이들은 기존연조직(17)을손상시키지 않고 조직학적 제제/전자 현미경검사(EM)를 위해 무기한 재스캔하거나 심지어 보내질 수 있다. 이 방법의 주요 제한 사항은 CT 장비/소프트웨어의 선행 비용, 혈관 내 압력을 정확하게 모니터링하는 데 어려움을 겪고 있으며 동일한 동물에서 세로로 데이터를 수집할 수 없다는 것입니다.
이 논문은 폐 동맥 주입 기술을 더욱 최적화하고 출생 후 날 1 (P1)까지 연령 / 크기 관련 경계를 밀어 눈에 띄는 결과를 산출하기 위해 기존의 작업을 기반으로합니다. 동맥 혈관 네트워크를 연구하려는 팀에게 가장 유용합니다. 따라서 카테터 배치/안정화에 대한 새로운 지침을 제공하고, 채우기 속도/볼륨에 대한 제어가 증가하고, 주조 성공증가를 위한 주목할 만한 함정을 강조합니다. 그런 다음 결과 캐스트를 향후 특성화 및 형태 분석에 사용할 수 있습니다. 아마도 더 중요한 것은, 이것은 이 복잡한 절차를 통해 사용자를 안내하는 우리의 지식에 대한 첫 번째 시각적 데모입니다.
제대로 실행, 이 방법은 폐 동맥 네트워크의 눈에 띄는 이미지를 산출, 설치류 모델의 비교 및 실험을 허용. 길을 따라 몇 가지 중요한 단계는 성공을 보장합니다. 첫째, 조사관은 혈전이 심장의 폐 혈관과 챔버에서 형성되는 것을 방지하기 위해 준비 단계에서 동물을 헤아린해야합니다. 이를 통해 중합체 화합물의 완전한 동맥 통과를 가능하게 합니다. 둘째, 다이어프램을 뚫고 흉곽을 제거 할 때,…
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 NHLBI 교내 연구 프로그램 (DIR HL-006247)에 의해 부분적으로 지원되었다. NIH 마우스 이미징 시설에서 이미지 수집 및 분석에 대한 지침을 주셔서 감사합니다.
1cc syringe | Becton Dickinson | 309659 | |
20ml Glass Scintillation Vials | Fisher | 03-340-25P | |
30G Needle | Becton Dickinson | 305106 | |
50mL conical tubes | Cornin | 352098 | For sample Storage and scanning |
60cc syringe | Becton Dickinson | 309653 | |
7-0 silk suture | Teleflex | 103-S | |
Analyze 12.0 Software | AnalyzeDirect Inc. | N/A | Primary Software |
Amira 6.7 Software | Thermo Scientific | N/A | Alternative Sofware |
CeramaCut Scissors 9cm | Fine Science tools | 14958-09 | |
Ceramic Coated Curved Forceps | Fine Science tools | 11272-50 | |
CO2 Tank | Robert's Oxygen Co. | n/a | |
Dual syringe pump | Cole Parmer | EW-74900-10 | |
Dumont Mini-Forceps | Fine Science tools | 11200-14 | |
Ethanol | Pharmco | 111000200 | |
Formalin | Sigma – Life Sciences | HT501128 | |
Gauze | Covidien | 441215 | |
Hemostat | Fine Science tools | 13013-14 | |
Heparin (1000USP Units/ml) | Hospira | NDC 0409-2720-01 | |
Horos Software | Horos Project | N/A | Alternative Sofware |
induction chamber | n/a | n/a | |
Kimwipe | Fisher | 06-666 | fiber optic cleaning wipe |
Labelling Tape | Fisher | 15966 | |
Magnetic Base | Kanetec | N/A | |
Micro-CT system | SkyScan | 1172 | |
Microfil (Polymer Compound) | Flowech Inc. | Kit B – MV-122 | 8 oz. of MV compound; 8 oz. of diluent; MV-Curing Agent |
Micromanipulator | Stoelting | 56131 | |
Monoject 1/2 ml Insulin Syringe | Covidien | 1188528012 | |
Octagon Forceps Straight Teeth | Fine Science tools | 11042-08 | |
Parafilm | Bemis company, Inc. | #PM999 | |
PE-10 tubing | Instech | BTPE-10 | |
Phospahte buffered Saline | BioRad | #161-0780 | |
Ring Stand | Fisher | S13747 | Height 24in. |
Sodium Nitroprusside | sigma | 71778-25G | |
Steel Plate | N/A | N/A | 16 x 16 in. area, 1/16 in thick |
Straight Spring Scissors | Fine Science tools | 15000-08 | |
SURFLO 24G Teflon I.V. Catheter | Santa Cruz Biotechnology | 360103 | |
Surgical Board | Fisher | 12-587-20 | This is a converted slide holder |
Universal 3-prong clamp | Fisher | S24280 | |
Winged Inf. Set 25X3/4, 12" Tubing | Nipro | PR25G19 | |
Zeiss Stemi-508 Dissection Scope | Zeiss | n/a |