基于激光散斑技术的抗血栓模型研究文献综述

 2022-12-27 10:36:17

开题报告

一、课题背景及意义

严重的血栓形成及其缺血性后果如心肌梗死、肺栓塞和中风等已经严重影响人类健康,由于其发病机制尚未明确,致病死率居高不下。血管壁是一个复杂的系统,包括多种细胞类型,受多种外在因素的影响,包括剪切应力,循环血细胞,激素和细胞因子等。体外实验不能复制这种复杂的环境,因此使用动物模型的体内研究对于更好地理解血栓性疾病相关机制至关重要。动物模型是研究血栓形成机理及评估抗栓药物的重要方法。大型动物模型最早被应用于研究中,与啮齿动物相比,它们的血管更接近于人类。然而,高昂的费用、设备的局限以及操作的难度,使其难以广泛应用。由于啮齿动物更易获得,因此被广泛应用于体内抗栓药物的研究。

血栓模型的机制大部分是破坏血管壁内皮后,内皮下基质暴露于高速血流之中,激活血小板从而形成栓子。能够造成血管损伤。形成血栓的方法有很多:可以使用微星手术工具机械诱导损伤,通过使用光染料(例如玫瑰红)造成损伤,通过电,激光或生物化学使用氯化铁(FeCl3)光化学诱导的损伤等。本实验拟用氯化铁对小鼠颈动脉造成损伤,从而形成血栓。

该模型中一个可测量参数是到完全血管闭塞所经过的时间,可直接通过活体显微镜观察带有荧光标记的血小板和白细胞监视血栓的形成过程,或者用温度探针和多普勒探针监测血流量的减少。但是,由于这些检测方法的一些局限性,本实验拟用激光散斑技术来观察血栓的形成情况。

  1. 拟研究或解决的问题

本实验拟用的血栓形成模型为三氯化铁诱导的血栓模型。FeCl3 能够快速准确地诱导暴露动静脉血栓的形成,此动物模型能够清楚地显示血栓形成的初期以及评估新型抗栓药物及机制,其评价指标包括血流阻塞时间、栓子形成时间、栓块大小等。本研究主要从回输血小板的数量、小鼠的周龄、FeCl3 的浓度、滤纸片的大小等方面设计实验,对 FeCl3 诱导的小鼠颈动脉血栓模型的影响因素进行探讨和总结,为颈动脉血栓研究提供理想的实验动物模型。因此,在对这些实验条件进行优化的基础上,应用激光散斑血流成像技术来成功的建立该模型,并希望小鼠颈动脉血栓形成时间及应用药物后血管堵塞时间达到比较高的一致性。

  1. 文献综述
  2. Towards a standardization of the murine ferric chloride-inducedcarotid arterial thrombosis model:该文献里讲述使用一片1mmsup2;滤纸浸泡在FeCl3 溶液中,并将其应用于颈动脉的腹面并使用微血管超声波流量探测器来检测血流并定义闭塞,血流停止(0 mL min)1)持续30 s。发现将小鼠颈动脉暴露于5%FeCl3 3分钟后,从滤纸移除后的闭塞时间为23.8plusmn;1.6分钟.
  3. Ferric Chloride-Induced ArterialThrombosis in Mice (Saravanan Subramaniam and Sandip M. Kanse):该文献里则讲述里使用1.5毫米的滤纸,用10%的三氯化铁浸泡3分钟,并将其应用于颈动脉的表面,使用transonic perivascular flowprobe测量,也得到了较好的血栓模型。闭塞时间为5-30分钟较理想。
  4. Ferric chloride-induced murine carotid arterial injury: A modelof redox pathology(Wei Li , Thomas M. McIntyre , Roy L. Silverstein):该文献里讲述了分别用不同浓度的三氯化铁(2.5%、5%、7.5%、10%)来对颈动脉进行损伤,观察到了可以形成血栓的不同时间,并且认为,FeCl3 暴露的持续时间是小鼠模型中损伤反应的重要组成。
  5. An optimized murine model of ferric chloride-induced arterial thrombosis for

thrombosis research(Xinkang Wang, Lin Xu):该文献里讲述了用2.5%的三氯化铁破坏血管,造成堵塞,并用多普勒血流量计来观察,值得注意的是,文献中提到,在优化条件时,三氯化铁浓度及滤纸的大小及数量是要特别注意的。三氯化铁浓度较低时,可能造成血栓无法形成或形成时间太短,而三氯化铁浓度太高,可能会严重限制许多抗血栓药物的功效。因此,用2.5%的氯化铁和增加暴露程度,比如用两片滤纸等,可以达到较好的效果。

  1. 创新之处及不足

本实验的动物血栓模型拟采用最常见的三氯化铁诱导的小鼠的颈动脉的血栓模型。创新之处在于检测血流量及血栓的形成情况时,改变之前以往的检测方式,(例如,文献中所提到的体式荧光显微镜及多普勒流量计等),我们准备用激光散斑血流成像技术来观察。激光散斑成像系统在活体组织血流监测中的应用比较广泛,特别是针对浅层组织血管的成像效果较好,可用于分析血流速率、组织血流灌注指数以及血管形态,并可实现动态监测。在临床医学各个领域,如眼底成像、微循环成像、脑科学研究、皮肤创伤研究及术中监测等,激光散斑血流衬比成像方法应用得更广泛。激光散斑成像方法与以上各种方法相比,具有系统构成简单、成像方式与算法灵活的优点,利用相机与成像镜头组合可实现大面积、高分辨率 的快速成像。其处理算法的发展也为提高衬比血流图像信噪比及时间分辨能力提供了基础,可满足临床应用中大面积、高分辨率、动态成像的需要。而且,激光散斑成像技术的特色是:全场连续成像、无需扫描;非接触、无需造影剂;高时空分辨率、高对比度;多指标输出:视频、图像等。用激光散斑成像仪可以弥补之前所用的成像仪需要用荧光剂等的不足之处,减少了实验成本,也可以比之前更好的观察到血栓的形成情况。

  1. 总结

总体来说,动物血栓模型是评价抗血栓药物药效的一个非常好用的方法,在整个实验过程中,我们需要注意的地方有:

  1. 由于每个实验室实验条件及小鼠种类的不同,应该摸索出一个较为适中的三氯化铁的浓度;
  2. 滤纸大小的优化;
  3. 小鼠颈动脉保留足够的长度,便于滤纸的放置;;
  4. 小鼠手术技能的提高,避免在手术过程中由于操作不当造成机械性损伤,影响实验结果;
  5. 暴露时间的控制;

总之,我们对FeCl3 - 血管损伤模型的成分需要进行精炼和标准化,以

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