脑和脊髓微透析技术的理论方法和应用_开题报告

（一）微透析技术原理

微透析系统主要由微量注射泵、探针、连接管、收集器、检测器组成。其中，探针是微透析系统中的核心元件。它由一段选择透过性的中空纤维膜及进出管道构成。灌流液由精密的推进泵恒速注入探针进液管道，通常由探针植入位点周围组织液中的部分游离小分子物质以被动转运的形式按浓度差方向透过半透膜，然后，随灌流液由透析液带出。形象地说，微透析探针犹如“火造血管”，在浓度差的作用下，低分子量物质扩散出入此“人造血管”。就本质而言，该技术属于“膜采样”与“膜分离”手段的结合，兼具“采样”和“纯化”的双重作用。同时，微透析技术还可应用于局部给药。微透析探针主要有三种类型:环型探针(loop probe)，同心型探针(concentric probe)，直线性探针(linear probe)。实验室常用探针分为四种:同心型刚性探针(又名脑探针，如:CMA/12,11,1113-irradiated，主要用于动物中枢神经，通常附带探针导管)，同心型柔性探针(又名血液探针，主要用于动物外周组织和血管)，线性探针(主要用于脊髓、皮下、肌肉、内脏、肿瘤等部位，通常附带导引针)，分流型探针(主要用于血管和胆汁采集)。

（二）微透析技术回收率的校正

由于微透析探针持续灌流新鲜灌流液，因此，无法实现探针半透膜内外绝对的渗透平衡，以至于透析液待测物浓度低于采样位点细胞外液实际浓度。同时受诸多外在因素(如灌流液流速、环境温度、灌流液酸碱度、采样点生理状态、待测物物理化学性质等)以及探针自身物化性质的改变(如半透膜结构、有效表面积、截留值等)影响。在体实验过程中，加之细胞外液中溶质的新陈代谢，细胞摄取，血液的流入等影响，微透析探针回收率不可能是一恒定值fuel。因此，实际浓度的获得，需要测得渗透校准系数(即回收率)，同时还得对回收率进行校正。微透析探针半透膜的回收率(或释放率)成为微透析技术的一项关键指标[[94]。该指标有相对回收率(Relative Recovery,RR或相对释放率Relative Delivery,RD)与绝对回收率(Absolute Recovery or Mass Recovery，或绝对释放率Absolute Delivery or Mass Delivery)之分。相对回收率指透析液中待测物质浓度与探针外液中该物质浓度的百分比。绝对回收率指单位时间内待测物质进入灌流液的总量。反之，将物质从灌流液透过探针半透膜进入探针外液的浓度百分比或总量，称为相对释放率或绝对释放率。

（三）微透析技术的应用

自1972年在美国被第一次用于检测动物脑部内源性物质(神经递质)浓度以来，微透析技术经历了漫长的发展历程。如今，该技术已广泛应用于检测动植物各个组织的内源性和外源性游离物质。微透析技术首先主要应用于临床前动物实验(如啮齿动物、恒河猴、羊及猪等)。自1987年，该技术第一次报道应用研究人体脂肪组织间质性葡萄糖以来，己越来越广泛地应用于检测人体局部组织游离药物及内源性物质。例如脂肪组织、骨组织、中耳、脊髓、眼部、关节滑液、肠道、蛛网膜下腔、腹膜]、脑、心脏、肺以及实体肿瘤。目前，微透析技术是唯一能提供细胞外液参数的采样手段。在重症监护医学领域，诊断和治疗方案通常基于检测指标物质的血液浓度。众所周知，大部分生化反应却发生在组织中。因此，监测局部组织化学水平比分析血液中的系统数据更具意义。通过监测脑等部位及外周组织细胞外液，微透析技术能获得细胞病理学信息以及缺血、充血、创伤、出血、血管痉挛、生理、药理、外科手术等对细胞的影响程度。依靠计算机断层扫描(CT)，微透析探针能精准地植入采样位点。目前，微透析正越来越广泛地应用于脑外伤或颅内出血并发中度动脉缺血神经重症患者。相对于脑内压，微透析技术通过监测能量相关的代谢产物浓度变化能展现更早期，更精确的缺血标志。微透析技术也被用于监测接受心脏手术患者心脏肌钙蛋白T和天冬氨酸转氨酶浓度变化，这些指标变化与心电图变化存在联系。另外，内脏缺血是诊断并发症的一个难题，或许微透析技术将成为解决途径。

（四）微透析技术的优点

微透析技术最大的优点是可在基本上不干扰体内正常生命过程的情况下进行在体( in vivo)、实时( real time) 和在线(on line) 取样, 特别适用于研究生命过程的动态变化。微透析技术的优点是活体取样、动态观察、定量分析、采样量小、组织损伤轻等。该技术的另一大优点是样品的采集与分析过程既可在位又可离位进行。此外微透析技术的独到之处是可以单独取得细胞外液, 因此可对体内神经递质的释放量进行动态监测, 具有重要的生物学意义。目前，FDA/European Union Conformite Europeene(CE)已经批准微透析技术应用于人体监测重症监护期间人体器官生化指标。在研究人体组织生物化学特性和药物分布方面，微透析技术展现了其安全、可再生、符合伦理且相对便宜等特点，这都是传统治疗和检测难以企及的。

微透析技术的局限

微透析技术的局限就是对取出的样品进行准确可靠的校正，主要涉及到对探针的回收率的测定。探针回收率是指从灌流液中流出的待测组分与标准浓度之比的百分数。探针回收率是影响微透析结果的重要因素, 取决于取样部位的生物学性质、透析膜的物理性质(材料、孔径、长度及几何形状等)、待测物质的分子量、灌流速度、压力、生物体本身的健康条件和生物节律等。

二、^范文提纲

一、脑和脊髓透析的基本原理 

（一）微透析的基本原理

（二）回收率概念

二、微透析下影响神经递质释放的因素

三、设计微透析实验的注意事项

（一）探头选择

（二）灌流液成分和灌流速率

（三）增加透析液内物质的检出率

（四）探头在脑内引起的组织和生物学变化

四、脑和脊髓透析的方法

（一）脑微透析技术

（二）脊髓微透析技术 

五、微透析技术与其它实验技术的结合使用

（一）多探头联合研究

（二）微透析与电生理技术联合使用

（三）脑微透析与自动采血技术联合使用

六、微透析技术的应用

（一）脑和脊髓微透析技术在麻醉学中的应用

（二）脑微透析技术在脑内药动学中的应用

（三）微透析技术在中医药中的应用

三、参考文献

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