使用共振拉曼光谱仪在机器 perfusion 期间实时监测线粒体氧化,预测器官功能
Rohil Jain1,2, Emmanuella O Ajenu1,2, Manuela Lopera Higuita1,2
1Center for Engineering in Medicine and Surgery, Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital, Boston, MA, USA.
Scientific reports
|March 28, 2024
概括
一种新的共振拉曼光谱法 (3RMR) 在机器输液过程中非侵入性地评估器官质量. 细胞透剂在冷藏后改善了线粒体的恢复,但损伤仍然可能发生,突出了优化复氧化策略的需要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 移植科学 移植科学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 缺血再注射损伤 (IRI) 是器官移植的重要障碍,导致移植后并发症并限制边缘器官的使用.
- 机器输液 (MP) 提供了一种有前途的方法来缓解IRI,但其有效性受到实时器官质量评估敏感测试缺乏的阻碍.
- 目前的方法难以准确评估MP期间的器官活力,因此需要开发先进的监测技术.
研究的目的:
- 开发和验证一种实时的非侵入性测试,用于评估器官 perfusion 期间的线粒体功能和损伤.
- 为了比较非细胞和细胞 perfusates 在缓解 IRI 和促进线粒体恢复在冷藏肝脏在正常热机器 perfusion (NMP) 期间的疗效.
- 为了研究在NMP期间随着时间的推移线粒体损伤的发展.
主要方法:
- 开发一种使用共振拉曼光谱法 (RRS) 来量化线粒体氧化状态 (3-甲基-2-甲基-6-甲基-1,4-基, 3RMR) 的新型试验.
- 应用3RMR试验来评估动物肝脏中的线粒体功能,这些肝脏经过静态冷,随后使用非细胞或细胞透剂进行NMP.
- 使用441nm激光和高分辨率光谱仪实时,非侵入性监测线粒体氧化.
主要成果:
- 在NMP期间,新鲜肝脏的非细胞和细胞透物之间没有观察到3RMR的显著差异.
- 在冷藏24小时后,细胞透剂相比非细胞透剂更快地使3RMR恢复到基线水平.
- 尽管最初恢复,3RMR在NMP期间逐渐增加,这表明潜在的持续线粒体损伤.
结论:
- 3RMR测定提供了敏感的实时测量器官 perfusion 期间的线粒体功能.
- 细胞透剂在NMP期间长期冷 ischemia后促进线粒体恢复方面表现出优势.
- 进一步优化NMP期间的再氧化方案至关重要,考虑到寒冷缺血的持续时间和血液溶解的风险,以防止器官损伤的延迟.
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