LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)

系統(tǒng)應(yīng)用背景 
血液動(dòng)力學(xué)在血管重建中起著重要作用，應(yīng)力對(duì)血管重建的影響越來(lái)越受到重視。在正常生理環(huán)境中，動(dòng)脈血管始終處于血壓和血流的作用下。血壓和血流所引起 的機(jī)械應(yīng)力，即周向應(yīng)力和切應(yīng)力，始終作用于血管壁。當(dāng)這些機(jī)械應(yīng)力發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致血管產(chǎn)生功能和結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性變化。這方面的研究常采用兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停慈斯?fù)制的動(dòng)物模型與細(xì)胞培養(yǎng)模型。動(dòng)物模型可以有效地研究在體血管重建與應(yīng)力的關(guān)系。然而，利用動(dòng)物模型在體區(qū)分應(yīng)力與神經(jīng)、體液因素的影響卻比較困難，也不易人為控制各種實(shí)驗(yàn)條件，不利于充分理解應(yīng)力對(duì)血管重建的影響。體外的細(xì)胞培養(yǎng)模型可以簡(jiǎn)便有效地控制實(shí)驗(yàn)條件，在研究血液動(dòng)力學(xué)環(huán)境對(duì)血管壁細(xì)胞新陳代謝的影響方面發(fā)揮著重要作用。LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)可以模擬出更接近在體狀態(tài)， 同時(shí)又消除了在體神經(jīng)及體液因素對(duì)血管活動(dòng)的影響，易于有效控制單一的實(shí)驗(yàn)條件。LUMEGEN系統(tǒng)是的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置及培養(yǎng)系統(tǒng)。LUMEGEN系統(tǒng)不僅能模擬在體狀態(tài)下血流的周期性脈動(dòng)， 還能模擬不同壓力下血液對(duì)血管壁細(xì)胞的刺激效應(yīng)，進(jìn)而方便研究人員研究流體切應(yīng)力大小及對(duì)血管壁細(xì)胞的影響。 
系統(tǒng)及運(yùn)行原原理介紹
LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)是一種全新設(shè)計(jì)的血管體外培養(yǎng)裝置，該裝置可幫助科研人員進(jìn)行應(yīng)變下體外培養(yǎng)動(dòng)脈的蛋白組學(xué)、分子信號(hào)傳導(dǎo)、體外培養(yǎng)血管中膜平滑肌細(xì)胞基因表達(dá)的影響、主動(dòng)脈瘤患者主動(dòng)脈瓣閉鎖和其他遺傳性疾病的細(xì)胞和分子機(jī)制、不同壓力條件對(duì)體外培養(yǎng)動(dòng)脈中膜平滑肌細(xì)胞增殖與凋亡的影響、血管內(nèi)皮細(xì)胞在體外應(yīng)力培養(yǎng)前后的形態(tài)學(xué)分析等一系列高等級(jí)的研究。 
LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)提供了多種不同外徑尺寸的血管連接管來(lái)與不同內(nèi)徑大小的血管進(jìn)行連接，連接管添加密封圈和緊固件加以適當(dāng)固定，這樣既解決了血管、血管連接管和培養(yǎng)槽的連接及固定的同軸性問題，又解決了密封問題。 
LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)采用PC機(jī)、壓力傳感器、流量傳感器以及微型精密的恒流泵實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的流量和壓力的控制。將動(dòng)物血管或者血管支架與血管連接管和培養(yǎng)槽相互連接后，系統(tǒng)中緩沖瓶通過輸入、輸出管道與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置形成回路；輸入管道上設(shè)有恒流泵和流量傳感器，輸出管道上設(shè)有壓力傳感器；氣體調(diào)節(jié)閥、恒流泵、流量傳感器和壓力傳感器分別與PC機(jī)相連。該系統(tǒng)能對(duì)培養(yǎng)過程中的壓力和流量進(jìn)行控制，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性。 

圖1 LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置 
 

圖2激光測(cè)位儀用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量出血管的外徑 
 

圖3 LUMEGEN血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的同軸血管培養(yǎng)裝置

圖4 LUMEGEN系統(tǒng)可以并行連接多達(dá)六個(gè)不同的同軸血管培養(yǎng)裝置

主要應(yīng)用領(lǐng)域案例
1.應(yīng)變下體外培養(yǎng)動(dòng)脈的蛋白組學(xué)、分子信號(hào)傳導(dǎo)研究 
2.體外培養(yǎng)血管中膜平滑肌細(xì)胞基因表達(dá)的影響 
3.主動(dòng)脈瘤患者主動(dòng)脈瓣閉鎖和其他遺傳性疾病的細(xì)胞和分子機(jī)制 
4.不同壓力條件對(duì)體外培養(yǎng)動(dòng)脈中膜平滑肌細(xì)胞增殖與凋亡的影響 
5.血管內(nèi)皮細(xì)胞在體外應(yīng)力培養(yǎng)前后的形態(tài)學(xué)分析 
6.頸總動(dòng)脈及人隱靜脈進(jìn)行流體作用下的血管體外培養(yǎng)分析 
7.脈動(dòng)性高壓力作用下體外培養(yǎng)頸總動(dòng)脈的收縮反應(yīng) 
8.體外高壓和低壓培養(yǎng)后動(dòng)脈結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能分析 
9.體外高壓培養(yǎng)進(jìn)行血管平滑肌細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)產(chǎn)生SDF-1α促進(jìn)動(dòng)脈硬化過程分析 
10.體外培養(yǎng)的高血壓病動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞端粒酶活性檢測(cè)
主要參數(shù)
1.壓力控制范圍：0-200 mmHg
2.低速流體流量控制范圍：1-100 mL/min
3.高速流體流量控制范圍：100 - 800 mL/min
4.血管連接管外徑：2 - 6 mm （2,3,4,5,6mm）
5.血管連接管長(zhǎng)度控制：10- 60 mm
6.波形控制：正弦波形（自定義振幅和時(shí)間）
7.無(wú)菌培養(yǎng)室體積：60毫升 
8.Growthworks?控制系統(tǒng)軟件：多波形控制，數(shù)據(jù)采集和多電機(jī)運(yùn)行控制。

我公司另外代理InBreath經(jīng)濟(jì)型中空組織器官血管應(yīng)力培養(yǎng)生物反應(yīng)系統(tǒng)

中空器官生物反應(yīng)器是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的，雙室的生物反應(yīng)器，它可以作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備被置于培養(yǎng)箱用于氣體和溫度控制。系統(tǒng)配有不同型號(hào)的樣品支架，管狀基質(zhì)的兩個(gè)表面可以用于細(xì)胞接種和培養(yǎng)，可以培養(yǎng)種類不同的或型號(hào)不同的中空組織并且其縱軸的支架可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使培養(yǎng)基混合均勻，增加氧合和質(zhì)量傳遞。系統(tǒng)配有一種聚合培養(yǎng)小室，整個(gè)培養(yǎng)過程均在此小室中進(jìn)行，并且腔內(nèi)和腔外流動(dòng)通路可以被連接或獨(dú)立，應(yīng)用范圍廣泛，吸氣生物反應(yīng)器適合再生管狀中空器官如氣管、支氣管、血管、食道和腸等。

2.系統(tǒng)特點(diǎn) 
（1） 培養(yǎng)小室和支架有不同的型號(hào)，使用比較靈活，可以培養(yǎng)種類不同的或型號(hào)不同的中空組織。

（2） 支架的縱軸可以旋轉(zhuǎn)，使培養(yǎng)基混合均勻，增加氧合和質(zhì)量傳遞。

（3）體積小，節(jié)省空間，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

（4）ORCA控制器和氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)氣體濃度，如CO2，O2和pH值。

（5）反應(yīng)器組成部分均可拆卸，可以利用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)方法如高壓滅菌以及環(huán)氧乙烷和等離子體滅菌方法進(jìn)行滅菌。 
（6）應(yīng)用范圍廣泛，適合再生管狀中空器官如氣管、支氣管、血管、食道和腸等，可以用于研究物理和化學(xué)刺激。

3.應(yīng)用范圍 
中空器官生物反應(yīng)器由4個(gè)主要部分組成：培養(yǎng)小室、電機(jī)、樣品支架、控制器。其組成部分是生物相容性材料，可有普通的實(shí)驗(yàn)室方法如高壓滅菌以及環(huán)氧乙烷和等離子體滅菌方法進(jìn)行滅菌。培養(yǎng)小室和支架有不同的型號(hào)，使用比較靈活，可以培養(yǎng)種類不同的或型號(hào)不同的中空組織。應(yīng)用范圍廣泛，適合再生管狀中空器官如氣管、支氣管、血管、食道和腸等。
應(yīng)用案例：A double-chamber rotating bioreactor for the development of tissue-engineered hollow organs: From concept to clinical trial
此案例應(yīng)用中空器官生物反應(yīng)器培養(yǎng)器官用于移植，并跟蹤觀察。 

病人器官植入后進(jìn)行2個(gè)月移植活檢。淺表部分（A）和深段（B）三色免疫組織學(xué)（20X）：綠色，細(xì)胞角蛋白5和8;紅色，膠原蛋白II;藍(lán)色，DAPI（核）?；畹纳掀ぜ?xì)胞（綠色）的片材示于（A）中（箭頭），以及許多活的的軟骨細(xì)胞（紅色）顯示在（B）中。雙色免疫組織學(xué)（C;20×）表示上皮細(xì)胞（綠色），MHC II類（紅：抗原呈遞細(xì)胞，內(nèi)皮）。該上皮（綠色）已與一個(gè)發(fā)達(dá)微血管關(guān)聯(lián)（箭頭，紅）。深活檢蘇木和伊紅圖像（D;20×），顯示早期血管重建（箭頭）。 
Histology of graft biopsies taken by bronchoscopy two months after implantation in a patient. Superficial section (A) and deep section (B) three-colour immunofluorescence histology (20x): green, cytokeratins 5 and 8; red, collagen II; blue, DAPI (nuclei). A sheet of viable epithelial cells (green) is shown in (A) (arrows), and many viable chondrocytes (red) are shown in (B). Two-colour immunofluorescence histology (C; 20 x) showing epithelial cells (green), MHC class II (red: antigen-presenting cells, endothelium).The epithelium (green) is already associated with a well-developed microvasculature (arrows, red). Haematoxylin and eosin image of deep biopsy (D; 20 x) showing early revascularization (arrows).

5.主要參數(shù) 
 
6.參考文獻(xiàn) 
1. P Macchiarini, P Jungebluth, T Go, M A Asnaghi, L E Rees, T A Cogan, A Dodson, J Martorell, S Bellini, P P Parnigotto, S C Dickinson, A P Hollander, S Mantero, M T Conconi, M A Birchall. Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. Lancet 2008;372(9655):2023–30. 
2. M A Asnaghi, P Junglebuth, M T Raimondi, S C Dickinson, L E Rees, T Go, T Cogan, A Dodson, P P Parnigotto, A P Hollander, M A Birchall, M T Conconi, P Macchiarini, S Mantero. A double-chamber rotating bioreactor for the development of tissue-engineered hollow horgans: from concept to clinical trial. Biomaterials 2009;30(2009):5260-5269