Kaulų čiulpų punkcijos ir biopsijos metodai ne{0}}žmoginiams primatams: dėmesys biopsijos adatos naudojimui

Ne{0}}žmoginiai primatai (NHP) yra pagrindiniai eksperimentiniai gyvūnai, skirti ikiklinikiniams hematologijos tyrimams, kamieninių ląstelių vaistų kūrimui, imuninių mechanizmų tyrinėjimams ir transliacinės medicinos tyrimams. Aukštos-kokybės, mažo-užterštumo ir pilni kaulų čiulpų mėginiai yra patikimų eksperimentinių duomenų prielaida ir pagrindas. Kaulų čiulpų punkcija ir šerdies biopsija yra labiausiai paplitę in vivo kaulų čiulpų mėginių ėmimo būdai nežmoginiams primatams. Skirtingai nuo įprasto veninio kraujo paėmimo, ši technologija remiasi profesionaliomis kietomis tuščiavidurėmis biopsijos adatomis, kurios prasiskverbia į ilgųjų ir plokščiųjų kaulų žievės kaulą ir iš meduliarinės ertmės paima kvalifikuotą kaulų čiulpų skystį ir nepažeistus kaulų čiulpų šerdies audinius. Visa operacija labai priklauso nuo veiklos specifikacijų, modelio derinimo ir standartizuoto kaulų čiulpų biopsijos adatų taikymo. Kartu su brandžiais eksperimentų su gyvūnais protokolais ir literatūros patirtimi, šiame straipsnyje sistemingai pateikiamos visos -NHP kaulų čiulpų punkcijos ir biopsijos proceso specifikacijos, daugiausia dėmesio skiriant specialių biopsijos adatų atrankos ypatybėms, taikymo pranašumams ir standartizuotoms operacijos ypatybėms, kad būtų pateiktos standartizuotos techninės gairės eksperimentuojantiems tyrėjams.

Pagrindinis techninis kaulų čiulpų punkcijos ir biopsijos principas ne{0}}žmoginiams primatams atitinka klasikinę šunų kaulų čiulpų mėginių ėmimo sistemą (Crow ir kt., 2009). Pagrindinė logika yra naudoti standžias tuščiavidures biopsijos adatas, kad būtų galima pralaužti kietą žievės kaulo barjerą, tiksliai nustatyti smegenų ertmę ir gauti kaulų čiulpų skystį bei kietus šerdies mėginius per neigiamo slėgio aspiraciją ir rotacinį pjovimą. Pagal anatomines NHP charakteristikas bendros mėginių ėmimo vietos skirstomos į priekinių ir užpakalinių galūnių sritis. Pirmenybė teikiama užpakalinių galūnių mėginių ėmimo vietai, kuri apima klubinę stuburą ir šlaunikaulio trochanterinę duobę (Wolf & White, 2012), kurios tinka daugumai vidutinio ir didelio{7}}dydžio primatų modelių; alternatyvi priekinių galūnių vieta yra didysis žastikaulio gumburas, kurio anatominė padėtis yra sekli ir patogus valdymas, tinkamas papildomam mėginių ėmimui ir kartotiniams mėginių ėmimo eksperimentams. Skirtingose ​​mėginių ėmimo vietose skiriasi kaulų storis, meduliarinės ertmės skersmuo ir minkštųjų audinių aprėptis, kuriuos reikia suderinti su atitinkamomis kaulų čiulpų biopsijos adatų specifikacijomis, kad būtų užtikrintas mėginių ėmimo efektyvumas ir mėginio kokybė.

Kaip invazinė kaulų operacija, NHP kaulų čiulpų punkcija ir biopsija sukels neabejotiną audinių stimuliaciją ir skausmo atsaką. Siekiant užtikrinti gyvūnų gerovę ir stabilią eksperimentinę veiklą, visos mėginių ėmimo operacijos turi būti atliekamos taikant standartinę anesteziją. Tyrėjai gali pasirinkti bendrąją ar vietinę tikslinę nejautrą pagal eksperimentinį ciklą, mėginių ėmimo dažnumą ir individualią gyvūno būklę, kad būtų pasiektas pakankamas nuskausminimas operacijos metu ir po operacijos. Be to, visas procesas turi būti griežtai laikomasi sterilių eksperimentinių specifikacijų, įskaitant priešoperacinį skutimą ir mėginių ėmimo vietos odos paruošimą, daugialypės terpės standartinę dezinfekciją povidono-jodu ir alkoholiu, sterilaus rankšluosčio klojimą ir sterilių pirštinių bei chirurginių instrumentų dėvėjimą, kad būtų veiksmingai išvengta vietinės infekcijos, pakartotinių žaizdų uždegimų ir kitų pooperacinių komplikacijų.

Specialių kaulų čiulpų biopsijos adatų klasifikavimas, parinkimas ir veikimo privalumai

Kaulų čiulpų biopsijos adata yra pagrindinis tikslus NHP kaulų čiulpų mėginių ėmimo instrumentas, kuris nustato vienkartinės punkcijos sėkmės rodiklį, mėginio vientisumą ir periferinio kraujo užterštumo laipsnį. Šiuo metu yra daug brandžių komercinių specialių kaulų čiulpų mėginių ėmimo adatų eksperimentiniams gyvūnams modelių, įskaitant Rosenthal, Klima, Illinois krūtinkaulio / klubinės dalies adatą ir Jamshidi adatą. Kiekvienas modelis turi skirtingą adatos ilgį, matuoklio skersmenį, vidinę šerdies struktūrą ir rankeną, pritaikytą prie skirtingų gyvūnų kūno tipų, kaulų anatominių savybių ir eksperimentinių mėginių ėmimo.

Tarp visų adatų tipų yra14G Jamshidi kaulų čiulpų biopsijos adatayra auksinis NHP kaulų čiulpų šerdies biopsijos standartas, kuris yra labiausiai rekomenduojama eksperimentinių operacijų specifikacija. Šio tipo biopsijos adata turi optimizuotą standžią tuščiavidurę struktūrą su suderintu centriniu kietu manieriumi. Adatos korpusas yra vidutinio kietumo ir tvirtumo, kuris gali veiksmingai prasiskverbti į primatų žievės kaulą, nesulenkdamas ir neslysdamas. Spiralinė pjovimo briauna adatos gale gali stabiliai įtvirtinti ir perimti visus kaulų čiulpų šerdies audinius, išvengiant mėginio suskaidymo ir audinių išspaudimo pažeidimų, kuriuos sukelia neprofesionalių tipų adatos. Palyginti su plonomis-matometro aspiracinėmis adatomis, 14G Jamshidi biopsijos adata turi didesnį vidinės ertmės skersmenį, iš kurios galima gauti pakankamo-tūrio šerdies mėginių, tuo pačiu užtikrinant saugumą, tenkinant morfologinio aptikimo, audinių pjūvio ir eksperimentinės indekso analizės poreikius atliekant šerdies biopsiją. Palyginti su per didelėmis storomis adatomis, jis gali veiksmingai sumažinti pernelyg didelę kaulų traumą ir kraujavimą operacijos metu, subalansuoti mėginio kokybę ir pakartotinį gyvūnų panaudojimą.

Visos specialios kaulų čiulpų biopsijos adatos yra sukurtos su atitinkamu centriniu stiletu, kuris yra pagrindinė struktūrinė savybė, kuri skiriasi nuo įprastų injekcijų adatų. Stiletas gali visiškai užblokuoti tuščiavidurę adatos korpuso ertmę pradūrimo metu, neleisti odos minkštiesiems audiniams ir kaulų nuolaužoms patekti į adatos ertmę, kad užblokuotų vamzdyną, ir užtikrinti sklandų tolesnį neigiamo slėgio aspiracijos ir šerdies audinio pjovimo eigą. Atliekant pakartotinius mėginių ėmimo eksperimentus, tyrėjai turi parinkti adatų specifikacijas pagal gyvūnų kūno svorį ir kaulų dydį: trumpos ir smulkios biopsijos adatos mažiems primatams (kūno svoris mažesnis nei 5 kg) ir įprastinės 14G vidutinio ilgio Jamshidi adatos vidutiniams ir dideliems individams, tiksliai suderinant įrangą ir eksperimentinius objektus.

Pagrindinės biopsijos adatos mėginių ėmimo prieš operaciją atsargumo priemonės

Siekiant išvengti mėginio koaguliacijos, hemolizės ir užteršimo bei pagerinti kvalifikuotą eksperimentinių mėginių skaičių, prieš imant mėginius turi būti įdiegtos standartizuotos išankstinio apdorojimo ir veikimo specifikacijos biopsijos adatoms. Pirma,adatų ir švirkštų paruošimas antikoaguliacijai heparinuyra privalomas. Prieš naudodami ištraukite nedidelį kiekį heparino tirpalo, kad praplautumėte vidinę biopsijos adatos sienelę ir suderintą švirkštą, ir visiškai išleiskite likusį skystį, suformuojant vienodą heparino antikoagulianto dangą ant vidinės adatos ertmės sienelės. Ši operacija gali veiksmingai užkirsti kelią greitam kaulų čiulpų skysčio krešėjimui po mėginių paėmimo, išvengti tepinėlio paruošimo ir ląstelių aptikimo nesėkmės, kurią sukelia mėginio krešėjimas, ir yra pagrindinis išankstinio apdorojimo žingsnis norint gauti kokybišką kaulų čiulpų skystį.

Antra, ilgalaikiams{0}}kartotiniams bandymams su gyvūnais,rotacinis punkcijos vietų parinkimasturėtų būti imtasi, kad būtų išvengta pasikartojančios punkcijos vienoje vietoje, nes tai gali sukelti žievės kaulo hiperplaziją, vietinį audinių sukibimą ir padidėjusį atsparumą pradūrimui, dėl ko nepavyks paimti mėginių ir padaugės gyvūnų traumų. Pagal nuskausminimo schemą vietinė analgetiko injekcija į odą ir giliuosius punkcijos vietos minkštuosius audinius yra pranašesnė už paprastą bendrąją nejautrą, kuri gali veiksmingai sumažinti pooperacinį žaizdos skausmą ir diskomfortą, sumažinti gyvūnų atsaką į stresą, palengvinti pooperacinį atsigavimą ir vėlesnius kartotinius eksperimentus.

Kalbant apie mėginių ėmimo tūrio kontrolę, kurią riboja biopsijos adatos adatos ertmės talpa ir fiziologinis eksperimentinių gyvūnų kraujo tūris, vienos punkcijos vietos mėginio ėmimo tūris neturi viršyti 2 ml. Per didelis ekstrahavimas sukels rimtą periferinio kraujo praskiedimą, sumažins branduolių turinčių ląstelių ir aktyvių kaulų čiulpų audinių dalį mėginyje, trukdys eksperimento aptikimo rezultatams ir turės įtakos hematologinio indekso analizės ir audinių morfologinio stebėjimo tikslumui.

Standartinė klubo krūtinės punkcijos operacijos procedūra (pagrindinės biopsijos adatos operacija)

Klubakaulio skiauterė yra įprastiausia ir labiausiai pageidaujama ne{0}}žmogaus primatų kaulų čiulpų biopsijos mėginių ėmimo vieta, kurioje yra storas žievės kaulas, gausus smegenų ertmės hematopoetinis audinys ir keli šalia esantys svarbūs organai, pasižyminti dideliu saugumu ir dideliu mėginių ėmimo sėkmės rodikliu. Po to, kai gyvūnas visiškai nuskausminamas, paguldykite jį į gulinčią padėtį, sulenkite abi apatines galūnes po pilvu, kad pakeltumėte klubo kaulą ir visiškai atidengtumėte klubinės dalies mėginių ėmimo vietą. Daugumos ne-žmoginių primatų plaukeliai klubinės šlaunies srityje yra reti, todėl juos reikia tik paprastai nuskusti ir paruošti odą. Oda pakaitomis dezinfekuojama povidonu-jodu ir alkoholiu, uždedamas sterilus skylėtas rankšluostis, kad būtų izoliuota operacijos vieta ir užtikrinama sterili operacija.

Patvirtinę klubinės dalies ribą apčiuopa, padarykite nedidelį odos pjūvį steriliu chirurginiu peiliuku priekinėje klubinės dalies pusėje, kad sumažintumėte biopsinės adatos atsparumą trinčiai prasiskverbimo metu. Sulygiuokite 14G Jamshidi biopsijos adatą su pjūviu, lėtai eikite į priekinį klubinės dalies nugarinį kraštą, visą laiką laikykite adatos korpusą statmeną klubinės krūtinės plokštumai ir darykite nuolatinį ir stabilų spaudimą žemyn, sukdami adatos korpusą pagal laikrodžio rodyklę. Vertikali adatos įdėjimo padėtis yra raktas į sėkmingą biopsiją, kuri gali užtikrinti, kad adatos galiukas tiksliai patektų į meduliarinę ertmę, išvengtų įstrižo įsiskverbimo, sukeliančio žievės kaulo skilimą ir gretimų audinių pažeidimą, ir maksimaliai padidinti biopsijos adatos antgalio pjovimo ir mėginių ėmimo efektyvumą.

Kai adatos korpusas įsiskverbia į žievės kaulą, operatorius akivaizdžiai pajus staigų pasipriešinimo prasiskverbimui sumažėjimą, o biopsijos adata gali būti stabiliai fiksuojama kauliniame audinyje, nekratant, o tai rodo, kad adatos galiukas sėkmingai pateko į meduliarinę ertmę. Šiuo metu visiškai ištraukite centrinį stiletą, prijunkite 10 ml sterilų švirkštą prie biopsijos adatos uodegos ir traukdami stūmoklį padėkite stabilų neigiamą slėgį. Švieži primatų kaulų čiulpai yra tamsiai raudoni ir putoti, didesnio klampumo nei periferinio kraujo, juose yra nedidelio šviesaus-trabekulinio kaulinio audinio, kuris yra kvalifikuotas kaulų čiulpų mėginys.

Jei kaulų čiulpų skystis neišsiskiria, adatos korpuso aklai neištraukite. Pasukite biopsijos adatą 90–180 laipsnių, kad sureguliuotumėte adatos galiuko pjovimo ir mėginių ėmimo diapazoną; jei vis dar negalioja, vėl įkiškite maniežą, šiek tiek pakoreguokite adatos korpuso gylį pirmyn arba atgal ir vėl paspauskite neigiamą slėgį. Diagnostinių eksperimentinių mėginių mėginių ėmimo tūris vienoje vietoje kontroliuojamas 1 ml tikslumu, kad būtų užtikrintas mėginio grynumas; jei eksperimentams reikalingas didelis kaulų čiulpų mėginių tūris, mėginiams imti parenkamos kelios punkcijos vietos, o ne perteklinė ekstrakcija vienoje vietoje. Po mėginio paėmimo greitai ištraukite biopsijos adatą, ilgą laiką pradūrimo vietoje taikykite tiesioginę kompresinę hemostazę, o jei nuolat kraujuoja, susiuvate odą viengubo siūlu.

Šlaunikaulio trochanterinės duobės ir žastikaulio proksimalinio galo punkcija ir biopsija

Šlaunikaulio trochanterinė duobė yra ideali papildoma mėginių ėmimo vieta mažiems ne{0}}žmoginiams primatams (kūno svoris)<5kg). The local bone structure is shallow, and the medullary cavity is concentrated, which is convenient for the positioning and penetration of fine-gauge biopsy needles. However, the proximal thigh muscle layer of large primates is thick, resulting in large puncture resistance and difficult operation. The core operation principle is consistent with iliac crest biopsy: place the animal in lateral position, hold the proximal thigh with the palm, locate the trochanteric fossa at the inner and distal side of the femoral greater trochanter by thumb palpation, insert the biopsy needle toward the femoral shaft to penetrate into the medullary cavity, and complete negative pressure aspiration and specimen collection according to the standard needle operation procedure.

Proksimalinis žastikaulis yra dar viena veiksminga alternatyvi mėginių ėmimo vieta. Žastikaulio ilgojo kaulo skersmuo yra didesnis, o meduliarinė ertmė platesnė ir seklesnė, todėl biopsijos adatos padėties nustatymas yra tikslesnis, o operacija paprastesnė. Padėkite gyvūną į šoną, laikykite už proksimalinės priekinės galūnės, palpuokite tarptuberkulinę vagą tarp žastikaulio didžiojo ir apatinio gumbų, įkiškite biopsijos adatą link žastikaulio koto, kad patektumėte į meduliarinę ertmę. Šioje vietoje keliami žemi adatos korpuso tikslumo, mažo pradūrimo dažnio reikalavimai ir ji tinka greitam mėginių ėmimui ir serijiniams eksperimentams su gyvūnais.

Ilgojo kaulo perfuzijos metodas ir pagrindinės biopsijos adata{0}}išsamus taikymas

Skirtingai nuo įprastinės vienos adatos punkcijos, ilgojo kaulo perfuzijos metodas (Kushida ir kt., 2000) yra didelio-grynumo kaulų čiulpų mėginių ėmimo technologija, tinkama didelio-tikslumo eksperimentams, kuriems reikalingas dviejų kaulų čiulpų biopsijos adatų naudojimas. Atliekant operaciją reikia atitinkamai įterpti atitinkamas biopsijos adatas į meduliarinę ertmę abiejuose ilgojo kaulo veleno galuose, per vieną biopsijos adatą lėtai suleisti sterilų įprastą fiziologinį tirpalą ir per ilginamąjį vamzdelį, prijungtą prie kitos adatos, surinkti kaulų čiulpų -perfusatą į sterilų uždarą talpyklą. Šis dvigubo-adatos mėginių ėmimo režimas efektyviai išvengia periferinio kraujo užteršimo atliekant įprastinę punkciją, o gauti kaulų čiulpų mėginiai yra grynesni, todėl tinka kamieninių ląstelių atskyrimui, in vitro kultūrai ir didelio-tikslumo omikos aptikimo eksperimentams.

Diferencijuota kaulų čiulpų aspiracijos ir pagrindinės biopsijos operacija, pagrįsta biopsijos adatomis

Kaulų čiulpų aspiracija ir šerdies biopsija turi tą pačią mėginių ėmimo vietą ir biopsijos adatos įrangą, tačiau pooperacinės adatos operacijos logika visiškai skiriasi, o tai lemia dviejų tipų eksperimentinius mėginius: skystą kaulų čiulpų skystį ir kietą kaulų čiulpų šerdies audinį. Įkaulų čiulpų aspiracija, fiksavus biopsijos adatą meduliarinėje ertmėje, ištraukti stiletą ir prijungus švirkštą neigiamam slėgiui išgauti skystą kaulų čiulpų skystį, kuris naudojamas ląstelių skaičiavimui, tepinėlio morfologijai ir tėkmės citometrijos nustatymui.

Įkaulų čiulpų šerdies biopsijasutelkiant dėmesį į audinių mėginius, ištraukus stiletą, Jamshidi biopsijos adata dar 1–2 cm įstumiama į meduliarinę ertmę dėl stabilaus slėgio ir lėto sukimosi. Spiralinis pjovimo kraštas adatos gale gali visiškai apvynioti kaulų čiulpų šerdies audinį. Tada atlaisvinkite adatos korpusą sukdami ir siūbuodami, šiek tiek atitraukite ir vėl įkiškite, kad atskirtumėte pagrindinio audinio apačią nuo kaulo trabekulės. Įsitikinę, kad audinys yra visiškai atskirtas, sukamuoju traukimu ištraukite biopsijos adatą. Galiausiai, nepažeistą kietą kaulų čiulpų šerdies mėginį iš adatos ertmės išstumkite linijiniu stūmikliu ir pritvirtinkite 10 % formalinu audinių pjūviui ir patologinei analizei.

Išvada

Standartizuotas kaulų čiulpų biopsijos adatų taikymas yra pagrindinis raktas į ne{0}}žmogaus primatų kaulų čiulpų punkcijos ir biopsijos eksperimentų sėkmę. 14G Jamshidi biopsijos adata su optimizuotu struktūriniu dizainu ir stabiliu mėginių ėmimo našumu yra tinkamiausia NHP pagrindinės biopsijos įranga. Tyrėjai turi pasirinkti adatos specifikacijas pagal gyvūnų kūno tipą ir eksperimentinius tikslus, griežtai įgyvendinti išankstinį gydymą heparinu, sterilios operacijos ir vietos sukimosi protokolus bei įsisavinti diferencijuotus aspiracijos ir šerdies biopsijos veikimo būdus. Standartizuota adatų parinkimas ir valdymas gali veiksmingai pagerinti mėginio grynumą ir vientisumą, sumažinti gyvūnų traumų ir eksperimentinių klaidų skaičių bei suteikti tvirtą techninę paramą ikiklinikiniams hematologijos ir transliacinės medicinos tyrimams, pagrįstiems ne-žmogaus primatų modeliais.