La technique d'irrigation des tissus Ex Vivo a vu le jour au début du XXe siècle et, après plus d'un siècle de développement, elle est passée d'une simple irrigation à un seul organe à un système complexe d'irrigation combinée à plusieurs organes. À l'heure actuelle, le système a été largement utilisé dans l'étude de nombreux organes tels que le foie, le cœur, les reins, etc., fournissant des outils importants pour le développement de nouveaux médicaments, la recherche sur les mécanismes de la maladie et l'optimisation des options thérapeutiques cliniques.

I. principe de conception

L'objectif principal de la conception d'un système d'irrigation tissulaire Ex Vivo est de simuler autant que possible l'environnement in vivo et de maintenir le fonctionnement physiologique normal des tissus. Le système se compose principalement d'un dispositif de circulation de liquide de gavage, d'un dispositif d'oxygénation, d'un système de contrôle de la température, d'un dispositif de surveillance, etc. Les dispositifs de circulation du liquide de gavage comprennent généralement un flacon réservoir, une pompe péristaltique, un système de tuyauterie et des moyens de collecte assurant un écoulement constant et stable du liquide de gavage à travers les tissus.

Le choix et la formulation du liquide d'irrigation sont des éléments clés de la conception du système. Les fluides de perfusion couramment utilisés comprennent le tampon Krebs - henseleit, le liquide Tyrode, etc., dont la composition doit être adaptée au type de tissu spécifique. Le liquide de perfusion idéal doit contenir des électrolytes, des nutriments et de l'oxygène appropriés, maintenir un pH compris entre 7,35 et 7,45 et une osmolalité d'environ 290 à 310 mosm / L. En outre, les substrats énergétiques nécessaires tels que le glucose et les acides gras doivent être ajoutés.

Le contrôle de la température et du pH est essentiel au maintien de l'activité des tissus. Le système est généralement maintenu à une température constante de 37 ° C en utilisant un cycle de bain - Marie ou un chauffage électrique, et le pH est contrôlé en ajustant la concentration de bicarbonate dans le liquide de gavage ou en alimentant un mélange gazeux CO2 / O2 dans une proportion appropriée. Le système avancé est également équipé d'un dispositif de surveillance en temps réel qui enregistre en continu la température, pH、 Paramètres tels que la pression partielle d'oxygène.

II. Indicateurs et méthodes d’évaluation de la performance des systèmes

La stabilité du débit du liquide d'irrigation est le premier indicateur pour évaluer la performance du système. Le système de perfusion idéal devrait fournir un débit de liquide de perfusion stable et peu pulsant, avec une plage de fluctuation du débit ne dépassant pas ± 5% de la valeur de consigne. La méthode d'évaluation consiste soit à mesurer directement le volume de liquide de gavage par unité de temps, soit à le surveiller en continu au moyen d'un capteur de débit.

La capacité de maintien de l'activité tissulaire est un indicateur central de la performance du système. Il peut être évalué par la détermination d'indicateurs biochimiques tels que la teneur en ATP tissulaire, la quantité de libération de lactate déshydrogénase, le taux de consommation d'oxygène, etc. Les examens morphologiques tels que les observations photoscopiques et électriques reflètent également visuellement l'intégrité de la structure organisationnelle. En outre, les indicateurs fonctionnels spécifiques aux tissus tels que la capacité du foie à synthétiser l'urée, la contractilité du cœur, etc. reflètent plus directement les performances supérieures et inférieures du système.

L'efficacité de l'échange de métabolites reflète la capacité du système à simuler l'environnement in vivo. Il peut être calculé en déterminant la consommation de nutriments et la production de métabolites à l'entrée et à la sortie du liquide de gavage. Par exemple, le taux d'absorption de glucose, le taux de production de Lactate, la quantité d'urée sécrétée, etc. sont des indicateurs couramment utilisés pour l'évaluation. Les systèmes avancés intègrent également des techniques analytiques telles que la spectrométrie de masse ou la chromatographie liquide à haute performance, permettant une surveillance en temps réel de plusieurs métabolites.

Iii. Application actuelle et tendances du développement

Actuellement, les systèmes ont été largement utilisés dans plusieurs domaines de recherche. Dans la recherche et le développement de médicaments, le système peut être utilisé pour évaluer le métabolisme, la toxicité et la distribution tissulaire spécifique des médicaments; Dans l'étude de la maladie, la réponse tissulaire dans des conditions pathologiques peut être simulée; En médecine de transplantation, il peut être utilisé pour évaluer la qualité de conservation des organes. Les systèmes d'irrigation hépatique sont également utilisés en thérapie de transition pour le traitement clinique de l'insuffisance hépatique aiguë.

Les tendances futures se reflètent principalement dans trois domaines: premièrement, la miniaturisation et l'automatisation, permettant un contrôle plus précis de l'environnement grâce à la technologie microfluidique et aux systèmes de contrôle intelligents; Deuxièmement, l'intégration Multi - organes, établissant un modèle d'interaction inter - organes plus proche de l'environnement in vivo; La troisième est la combinaison avec des techniques d'imagerie, des techniques omiques pour permettre l'acquisition et l'analyse de données multidimensionnelles. Ces développements élargiront considérablement la portée des applications et la valeur scientifique des systèmes d'irrigation tissulaire Ex Vivo.