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在为实验室寻找创新技术的压力下?以下是米勒压力导管的三种独特应用

米勒压力导管主要是为测量高度精确而设计的吗心血管的压力在美国,这些传感器已被用于测量体内其他生理压力的范围,如肿瘤间质液、气道和脊柱(椎间盘内)压力。

在这里,我们讨论一些不太知名的压力导管的应用,包括,为什么和如何测量这些不同的区域的压力,加上有帮助的资源,让你开始!

#1肿瘤间质液压

从概念上讲,体内的液体可以分为三个主要的液体区;血管内、间质和细胞内。

Styalized肿瘤图像

间质液位于组织细胞之间,约占人体体积的六分之一,在血管系统和细胞之间的氧气、营养物质和废物交换中起着至关重要的作用。

水和分子在这些隔室中的运动,也被称为毛细血管流动,是通过静水力和渗透力(或压力梯度)介导的,由毛细血管和周围间质内的液体和蛋白质造成的。1

体液隔间;间质、血管内和细胞内

人体内有三个主要的体液室;血管内、间质和细胞内。

正常情况下,间质液压力(IFP)是通过基质细胞和细胞外基质分子的相互作用来调节的。然而,通常在实体瘤中,IFP明显高于正常水平,形成了阻碍药物有效进入肿瘤的屏障。1了解IFP的增加如何影响药物进入各种肿瘤是癌症生物学的一个基本特征。

通过监测肿瘤IFP在活的有机体内在美国,研究人员已经能够观察到肿瘤生长、IFP增加和治疗反应降低之间的相关性。小鼠是迄今为止在癌症研究中最常用的动物模型,导致了一系列完善的方法,用于直接和间接测量肿瘤IFP。直接法测量压力的大小。相比之下,间接方法测量一个定量值,可用于通过计算算法或比例因子推导出肿瘤压力。2

下面我们将看看癌症研究中IFP的直接测量方法。

如何测量肿瘤IFP ?

通常,可以通过将测量探针直接插入肿瘤组织来测量肿瘤IFP。测量肿瘤压力最常用的两种方法是针孔穿刺法和压力导管法。

然而,压力导管法具有检测IFP和固体应力的额外好处;是确定肿瘤确切IFP的重要因素。2

它包括将校准的压力导管插入麻醉动物的肿瘤。通常先用引导针穿透肿瘤或相关组织;然后,一旦针头被取出,导管探头就被插入。

相关:如何校准你的Millar压力导管

然后将导管连接到桥式放大器而且PowerLab数据采集系统可选择采集压力信号。然后,压力信号可以在内部可视化和分析LabChart软件

Millar导管提供了一种简单、准确的方法来记录各种模型的肿瘤间质液体压力。米勒的spr - 1000spr - 320,spr - 524压力导管都被用于提供高质量的肿瘤IFP测量(见下面的出版物)。

引用Millar技术测量IFP的出版物:

# 2 Transdiaphragmatic压力

横膈膜位于肺和心脏的下方,在呼吸过程中起着至关重要的作用,也在咳嗽、呕吐和打喷嚏等清除气道所需的其他行为中起着至关重要的作用。它通过产生不同程度的力(通过肌肉收缩和放松)来辅助通气和非通气行为,这可以通过测量横膈膜压力来定义。3.

当了解影响膈肌的损伤和疾病(如神经肌肉疾病)如何影响膈肌为其各种功能产生力量的能力时,跨膈压尤其重要。

研究在一系列物种中进行了测量,包括人类(临床)、羊、狗、兔子、大鼠和小鼠。

传统上,在较大的受试者中,跨膈压测量使用双球囊导管系统,球囊端导管通过鼻子插入食管和胃,以分别测量食管压力(Peso)和胃压力(Pgas)。4横膈膜压力可以从这两个压力信号之间的差异推导出来。

最近,研究人员将固态压力导管应用于该技术,这在小型动物(如小鼠)中特别有用,因为在这些动物中,气球的插入可能比较困难。3.

如何测量横膈膜压力?

横膈膜压力(Pdi)测量示意图

小鼠横膈膜压(Pdi)测量示意图。

对于这种技术,两个压力导管(如a3.5 F, spr - 524Millar导管)通过麻醉小鼠食道插入,一根插入胃内测量胃压(Pgas),另一根插入食道内测量胸段食道压(Peso)。导管发出的信号通过桥式放大器,连接到PowerLab数据采集系统。压力信号在内部进行分析LabChart,可根据Pgas与Peso的差值自动计算出跨隔膜压力。

注意,另外,根据动物种类、大小和两个加压部位之间所需的间距,两个大鼠双加压导管2.5 f, spr - 7212.5 f, spr - 940也可用。

查看下面的出版物,了解如何使用Millar压力导管测量跨膈压的详细信息。

引用米勒技术的刊物(spr - 524导管)用于横膈膜压力测量:

#3脊柱或椎间盘内压力

脊椎,毫不夸张地说,是你身体的脊梁——没有它,你就不能做一些简单的动作,比如走路、弯腰或拿东西。脊椎的另一个重要功能是保护脊髓和相关的神经根,使你的大脑和身体的其他部分能够相互交流。

测量椎间盘内应力或压力可以给你关于作用在脊柱上的各种负载的信息。这在研究神经退行性疾病、脊柱侧凸、椎间盘突出或脊髓损伤等情况时尤其重要,这些情况会影响各种压力或负载在脊柱中的分布。动物模型,如羊,在这一领域尤其有用,因为它们的脊椎形状与人类相似。

如何测量椎间盘内压?

椎间盘内压力可以通过将压力传感器插入椎间盘髓核进行监测,或直接在开放椎间盘切除术中进行5或使用内部装有合适Millar压力传感器的保护性脊柱针(如图右)。6

椎间盘内压力测量示意图

椎间盘内压力测量示意图。

这是可能的Millar Mikro尖端压力导管能适应压力从-760毫米汞柱到4000毫米汞柱,从-50毫米汞柱到300毫米汞柱的线性响应因为它们的主要应用是测量血压。然而,椎间盘内压力通常在1000 - 3000毫米汞柱之间,远远高于通常的血压范围,因此必须在传感器的非线性范围内进行压力测量。

幸运的是,我们的PowerLab而且LabChart数据采集系统选项提供了处理非线性测量的支持。在整个压力范围内(0 -4000 mmHg)多点校准可以很容易地在我们的分析软件LabChart使用多点校准扩展

还需要注意的是米勒压力信号调节器,可用于将压力导管连接到仪器接口PowerLab,最大压力灵敏度为~ 500毫米汞柱。因此,为了允许测量这个范围以外的压力(如椎间盘内压力),a桥放大器连接到一个仪器接口PowerLab和LabChart。

有关测量动物椎间盘内压力的更多信息,请查看下面的出版物。

引用Millar技术测量椎间盘内压力的出版物:


Millar研究导管-准确性问题

Millar micro - tip®压力导管为测量高精度压力提供了理想的解决方案。无论是测量动脉和心室血压、脊柱压力、肿瘤压力还是气道压力,Millar的高保真压力传感器都是您研究的必需品。

Millar压力导管范围

我们提供一系列Millar导管,从5 F尺寸的大型动物(狗,猪或羊)到世界上最小的1 F导管的小鼠研究。

通过将Millar的高灵敏度、微创导管与PowerLab数据采集和LabChart数据分析软件的精度相结合,您可以建立一个高质量、灵活的系统,将为您提供您可以信任的全面数据。

有关我们有创压力测量解决方案的更多信息,请使用以下表格之一与我们联系!

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额外的资源:


1.赫尔丁,C.,鲁宾,K.,彼得拉斯,K。.高间质液体压力——癌症治疗的障碍。Nat Rev Cancer 4,806 - 813 (2004)doi: 10.1038 / nrc1456

2.金,H.,余,A.R.,李,J.J..放射免疫治疗中肿瘤压的测量及肿瘤压成像策略。核医学分子影像53,235-241(2019)。https://doi.org/10.1007/s13139-019-00598-7

3.Greising s.m. Sieck d.c. Sieck.小鼠横膈膜压力测量的新方法。中国生物医学工程学报,32(1),56-59(2013)。https://doi.org/10.1016/j.resp.2013.04.018

4.ATS/ERS关于呼吸肌测试的声明。美国呼吸危急护理医学2002;166:518-624。

5.高桥,K,岛,I,波特,R.W.神经根压力在腰椎间盘突出症。脊柱24,2003-2006(1999)。doi: 10.1097 / 00007632-199910010-00007

6.佐佐木美,高桥,王晓燕,王晓燕。软骨素酶ABC对绵羊椎间盘内压力的影响。脊柱26,463-468(2001)。

2020年8月18日

由梅尔·Knottenbelt

科学作家

ADInstruments


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