Nowa technika przygotowywania próbek do badań biomateriałów

Alucent Biomedical Inc. to firma biomedyczna zajmująca się opracowywaniem przełomowej technologii Natural Vascular Scaffolding (NVS) do leczenia chorób naczyniowych. Oceniono wiele technik przygotowania próbek w celu zbadania metody, która mogłaby złagodzić artefakty sygnału związane z ruchem próbki podczas ogrzewania. Dowiedz się, jak przygotować próbkę, aby uzyskać dokładne i powtarzalne termogramy tkanki biologicznej.

Justin Barrett i Kevin Warner, PhD, Alucent Biomedical, oraz Michael Hsu, NETZSCH Instruments North America

Alucent Biomedical, Inc. jest firmą biomedyczną zajmującą się rozwojem przełomowej technologii Natural Vascular Scaffolding (NVS) w leczeniu chorób naczyniowych. NVS wykorzystuje fotoaktywowane białko łączące natywne białka strukturalne naczynia (np. kolagen), aby otworzyć naczynia podczas angioplastyki i utrzymać je otwarte - bez użycia trwałych implantów.

Wykorzystanie DSC w badaniach nad rozwojem produktuarch

Jednym z aspektów strategii rozwoju produktu jest identyfikacja i opracowanie metod charakteryzowania fotoaktywowanych zmian molekularnych w ścianie naczynia. Zmiany w białkach macierzy zewnątrzkomórkowej można wykryć poprzez zmianę temperatury denaturacji. Zasadniczo, wyższa temperatura denaturacji wskazuje na zwiększoną gęstość kowalencyjnie połączonej macierzy zewnątrzkomórkowej spowodowanej leczeniem NVS. Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) jest badana jako technika określania różnic w temperaturach denaturacji białek strukturalnych naczyń krwionośnych w warunkach natywnych i poddanych obróbce. DSC nie jest rutynowo stosowana w badaniach biomateriałów, ale ma wartość dla charakterystyki tkanek biologicznych, aby pomóc w rozwoju produktu. Przegląd odpowiedniej literatury zawierał ograniczone dyskusje na temat przygotowania próbek i rozwoju metod w celu zapewnienia wiarygodnych i powtarzalnych wyników DSC.

Jak złagodzić artefakty sygnału

Oceniono wiele technik przygotowywania próbek w celu zbadania metody, która mogłaby złagodzić artefakty sygnału przypisywane ruchowi próbki podczas ogrzewania. Badane techniki obejmowały ciasne upakowanie pokrojonej w kostkę próbki, konfigurację tygla (zaciśnięta pokrywa, przebita pokrywa, niezaciśnięta pokrywa, brak pokrywy), rozmiar tygla, użycie dysku próbki dopasowanego do wewnętrznej średnicy tygla oraz układanie wielu wspomnianych dysków próbki. Wszystkie te testy przyniosły niespójne wyniki, ponieważ próbka nadal miała swobodę poruszania się w tyglu podczas ogrzewania. Aby zwalczyć to zjawisko, firma Alucent Biomedical Inc. wpadła na pomysł, że zamiast układania wielu dysków z próbkami, obojętny obiekt umieszczony między hermetycznie zamkniętą pokrywą a próbką może lepiej utrzymać próbkę wciśniętą i zminimalizować ruch. Rozmiar i morfologia zarówno próbki, jak i obiektu obojętnego zostały dobrane tak, aby dysk pasował do wewnętrznej średnicy tygla, co zmaksymalizowałoby kontakt powierzchni próbki z dnem tygla, aby umożliwić optymalne przenoszenie ciepła. Wreszcie, konieczne było, aby obiekt obojętny nie wytwarzał żadnych obcych energii DSC, które mogłyby zakłócać podstawowe sygnały próbki.libraZ tych powodów wybrano szafir, stosunkowo tani, łatwo dostępny wzorzec czułości, który nie wytwarza energii w obszarze zainteresowania próbek.

Dwa krytyczne czynniki dla przygotowania próbki

1) Dopasowanie rozmiaru próbki do wewnętrznej średnicy szalki DSC 2) Wypełnienie przestrzeni w szalce DSC materiałem obojętnym, aby zapobiec ruchowi próbki pod wpływem ciepła podczas pomiaru Rysunek przedstawia termogramy z wycinków tej samej tkanki biologicznej przygotowanych przy użyciu dwóch różnych technik przygotowania próbki. Termogram 1 na rysunku przedstawia tkankę biologiczną przygotowaną przez pocięcie próbki na kawałki i umieszczenie w szalce na próbki. Termogram 2 na rysunku przedstawia tkankę biologiczną przygotowaną w sposób opisany powyżej, aby zminimalizować ruch próbki.

Wyniki pokazują, że krytycznym parametrem w generowaniu dokładnych, powtarzalnych termogramów dla tkanki biologicznej jest metodologia przygotowania próbki, która minimalizuje ruch próbki wywołany ciepłem. Dopasowanie rozmiaru tkanki do wewnętrznej średnicy szalki DSC i wypełnienie przestrzeni nad próbką materiałem obojętnym może pomóc w zapobieganiu sztucznym sygnałom spowodowanym ruchem próbki w szalce DSC. Nota aplikacyjna jest dostępna tutaj!