الأنسجة في المختبر نضح التكنولوجيا نشأت في أوائل القرن العشرين ، بعد أكثر من قرن من التنمية ، وقد وضعت من جهاز واحد بسيط نضح معقدة متعددة الأجهزة مجتمعة نضح النظام . في الوقت الحاضر ، وقد استخدم هذا النظام على نطاق واسع في الكبد والقلب والكلى وغيرها من أجهزة البحث ، وتطوير عقاقير جديدة ، آلية المرض والبحوث السريرية العلاج الأمثل يوفر أداة هامة .

مبادئ التصميم

الهدف الأساسي من تصميم نظام تروية الأنسجة في المختبر هو محاكاة البيئة في الجسم الحي ، والحفاظ على وظيفة فسيولوجية طبيعية من الأنسجة . هذا النظام يتكون أساسا من السائل ملء جهاز الدورة الدموية ، والأكسجين الجهاز ، نظام التحكم في درجة الحرارة ، ورصد الجهاز . ملء السائل تداول الأجهزة عادة ما تشمل تخزين زجاجة ، مضخة تمعجية ، ونظام الأنابيب ، وجمع الأجهزة التي تضمن استمرار تدفق ثابت من خلال الأنسجة .

اختيار وصياغة نضح السائل هو خطوة رئيسية في تصميم النظام . كريبس henseleit العازلة ، tyrode السائل ، وما إلى ذلك تستخدم عادة في نضح السوائل . الحل المثالي يجب أن تحتوي على المنحل بالكهرباء ، المواد الغذائية والأكسجين ، قيمة الرقم الهيدروجيني بين 7.35-7.45 ، الضغط الاسموزي حوالي 290-310mosm / لتر . وبالإضافة إلى ذلك ، تحتاج إلى إضافة الطاقة اللازمة ركائز مثل الجلوكوز والأحماض الدهنية .

التحكم في درجة الحرارة ودرجة الحموضة ضرورية للحفاظ على نشاط الأنسجة . حمام الماء أو التدفئة الكهربائية تستخدم عادة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة في 37 ℃ . قيمة الرقم الهيدروجيني هو التحكم عن طريق ضبط تركيز بيكربونات أو إدخال نسبة مناسبة من ثاني أكسيد الكربون / O2 خليط الغاز . كما تم تجهيز نظام متقدم مع جهاز الرصد في الوقت الحقيقي ، والتي يمكن تسجيل درجة الحرارة pH、 الضغط الجزئي للأوكسجين .

مؤشر تقييم أداء النظام وطريقة

استقرار معدل تدفق السائل هو المؤشر الرئيسي لتقييم أداء النظام . مثالية نظام الري يجب أن تكون قادرة على توفير تدفق مستقرة مع تذبذب طفيف ، مجموعة من سرعة التدفق لا يتجاوز ± 5 ٪ من القيمة المحددة . طريقة التقييم يشمل قياس حجم السائل مباشرة في وحدة الزمن ، أو الرصد المستمر من خلال تدفق الاستشعار .

القدرة على الحفاظ على نشاط الأنسجة هو مؤشر رئيسي على أداء النظام . ويمكن تقييم محتوى ATP ، اللاكتات نازعة الافراج عن معدل استهلاك الأوكسجين في الأنسجة . الفحص المورفولوجي مثل المجهر الضوئي ، المجهر الإلكتروني يمكن أن تعكس أيضا سلامة الأنسجة . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن مؤشرات وظيفية محددة مثل اليوريا التوليف في الكبد و انقباض القلب يمكن أن تعكس مباشرة أداء النظام .

كفاءة التبادل الأيضي يعكس قدرة النظام على محاكاة البيئة في الجسم الحي . يمكن حسابها عن طريق قياس استهلاك المواد الغذائية و الأيضات في مدخل ومخرج من نضح الحل . على سبيل المثال ، معدل امتصاص الجلوكوز ، حمض اللاكتيك معدل الإنتاج ، إفراز اليوريا ، وما إلى ذلك تستخدم عادة مؤشرات التقييم . النظام المتقدم يمكن أن تدمج تقنيات التحليل مثل مطياف الكتلة أو عالية الأداء اللوني السائل ، وما إلى ذلك ، في الوقت الحقيقي رصد نواتج الأيض المختلفة يمكن أن تتحقق .

ثالثا - حالة الطلب واتجاه التنمية

في الوقت الحاضر ، وقد تم تطبيق النظام على نطاق واسع في العديد من المجالات البحثية . هذا النظام يمكن أن تستخدم لتقييم استقلاب المخدرات ، والسمية ، والأنسجة محددة التوزيع في تطوير الأدوية . في دراسة الأمراض ، رد فعل الأنسجة تحت ظروف مرضية يمكن محاكاة . في طب زراعة الأعضاء ، فإنه يمكن استخدامها لتقييم نوعية الحفاظ على الأعضاء . كبدي نضح النظام يستخدم أيضا في العلاج السريري من الفشل الكبدي الحاد .

اتجاه التنمية في المستقبل أساسا تتجلى في ثلاثة جوانب : أولا ، التصغير والتشغيل الآلي ، من خلال التكنولوجيا الدقيقة fluidic ونظام التحكم الذكي لتحقيق أكثر دقة التحكم البيئي . ثانيا ، إنشاء نموذج التفاعل بين الأجهزة التي هي أقرب إلى البيئة في الجسم الحي . ثالثا ، مع الجمع بين تكنولوجيا التصوير ، علم الأنسجة ، متعدد الأبعاد جمع البيانات وتحليلها . هذه التطورات سوف توسيع نطاق التطبيق والبحث العلمي قيمة الأنسجة في المختبر نظام الري .