Mikrokeringés-mikrosebészet laboratórium

Vezető: Dr. Szabó Andrea

Főbb kutatási projektek: Sebészi kórképek mikrokeringési következményei a klinikumban és kísérletes körülmények között. Az ischemia/reperfúzió és szepszis hatásai (1) a mikrokeringési perfúzióra, (2) a lokális és szisztémás gyulladásos folyamatokra és (3) a glycocalyx integritására. A mikrokeringés befolyásolásának terápiás lehetőségei.

Kutatók: Az Intézet szinte minden munkatársa rutinszerűen használja a különböző mikrokeringési vizsgáló módszereket, hazai és nemzetközi kooperációban is végzett kutatásaik során. Az SZTE Arc-, Állcsont és Szájsebészeti Klinika és az Aneszteziológiai és Intenzív Terápiás Intézet fontos kari partnereink.

A hipoxia-reoxigenizációs károsodás és a szepszis a mikrokeringési laboratórium kiemelten fontos kutatási területei; a munkacsoport számos klinikai szakterület (urológia, szívsebészet, ortopédia, szemészet, gasztroenterológia, stb.) érdeklődési köreit kapcsolja egybe.

1. ábra Szövetek kipreparálása intravitális mikroszkópiára (példák). A tibialis periosteum elülső felszínének (A) és mandibuláris periosteum (B) képe operációs mikroszkópos alatt Sprague-Dawley patkányokon. A medialis és lateralis oldal jeöljük (med, lat). A vonal 1000 µm-t mutat.

Az IVM segítségével numerikus paraméterekkel lehet jellemezni a gyulladás karakterisztikus mikrokeringési jelenségeinek részleteit (az érhálózatban áramló leukociták egyre szorosabb kapcsolódását, gördülését, majd kitapadását a posztkapilláris venulák endotheliumához, a szöveti migrációt és akkumulációt). A térbeli felbontás tovább javítható konfokális mikroszkópiával, melynek egyik válfaja, az ún. lézer scanning konfokális endomikroszkópia (LSCM) szintén rendelkezésre áll intézetünkben. Az OptiScan egy LSCM elven működő fluoreszcens endomikroszkópos rendszer, mely a felszín alatti 100–200 mikrométeres mélységben is alkalmas morfológiai analízisre in vivo és egyben in situ jelleggel mindenféle szövettani beágyazás nélkül.

A csonthártya mikrokeringés intravitális mikroszkópiás képe (vörösvértest jelzés fluorescein izothiocianáttal) patkányon

A fluoreszcens IVM képalkotás kísérletes körülmények között tökéletesen lehetővé teszi a mikrokeringés megfigyelését, de a klinikai alkalmazás lehetősége ma még limitált. A megfigyelés akadályait főképp a transzillumináció, a kontraszt-erősítés céljából adott fluoreszcens festékek és a készülékek méretei jelentik. Mindezeket a hátrányokat az OPS (ún. Orthogonális Polarizációs Spektrális) képalkotás és az ún. „incident dark field” (IDF) technika részben kiküszöböli. OPS technikával a vizsgált tárgyat lineárisan polarizált fénnyel világítják meg, majd a képalkotás a szövetek belsejéből visszavert és speciálisan szűrt fénnyel történik, mely a hemoglobin tartalmú struktúrákat, azaz mikroereket rajzolja ki mintegy 200-300 mm-es szöveti mélységben. Tehát a módszerhez nincs szükség kontrasztanyagra. A módszer egy újabb fejlesztésű változata az „incident dark field” (IDF) technika, mely már megnövelt felbontással és automatikus adat-analízis üzemmóddal is rendelkezik. Az utóbbi két módszer nem-invazív jellege miatt a klinikumban is alkalmazható, sőt kritikus állapotú, intenzív osztályon kezelt betegek esetén a szájüreg mikrokeringésének vizsgálata révén a betegség prognózisának megállapítására és a terápiás beavatkozás hatékonyságának jellemzésére is alkalmasnak bizonyult. A klinikai alkalmazás mellett kísérletes körülmények között is használható, mégpedig az IVM-mel vizsgálható (fent felsorolt) szervek felszíni szöveteiben a keringésének effektivitásának számszerű leírására alkalmas.

2. ábra Reprezentatív felvételek a csonthártya, a vékonybél villusok és a máj mikrokeringéséről, melyek fluoreszcens IVM-mel, OPS és LSCM technikával készültek. A vonal 100 µm-t jelöl.

A: IVM, csonthártya, vörösvértest jelzés (fluorescein izothiocianát FITC)(patkány)

B: IVM, csonthártya, plazma jelzés (FITC-dextrán 150 kDa) (patkány)

C: IVM, csonthártya, leukocyta jelzés (Rhodamine 6G) (patkány)

D: OPS, vékonybél villus (nincs kontrasztanyag) (patkány)

E: IVM, vékonybél villus, plazma jelzés (FITC-dextrán 150 kDa) (egér)

F: LSCM, vékonybél villus, plazma jelzés (FITC-dextrán 150 kDa) (patkány)

G: IVM, máj, plazma jelzés (Na-fluoreszcein) (patkány)

H: IVM, máj, leukocyta jelzés (Rhodamine 6G) (patkány)

I: LSCM, máj, plazma jelzés (FITC-dextrán 150 kDa) (patkány)

A következő szintén nem-invazív módszer, a lézer-Doppler technika egy mintegy 1 mm³-nyi szövetmassza áramlási viszonyairól szolgáltat információt 0.5–1 mm mélységben. A lézer-Doppler technika a “Doppler shift” jelenségen alapul, mely egy monokromatikus lézer nyaláb útjába kerülő mozgó objektumok (jelen esetben a mikrokeringés érstruktúráiban mozgó sejtes elemek) hullámhossz (amplitúdó és frekvencia) változásai következtében jön létre. A technika “perfúziós egységek” formájában ad információt, mely direkt módon nem konvertálható véráramlás egységekké (pl. ml/perc), így egy kezdeti állapothoz képest változások számszerű jellemzésére alkalmas leginkább. A módszer a klinikumban elsősorban a bőr mikrokeringés vizsgálatára szolgál, és különböző provokációs tesztek (pl. leszorítás/felengedés, meleg által kiváltható áramlásfokozódás) révén krónikus, elsősorban endothelium-dependens keringési zavarok számszerűsítésére alkalmas. Kísérletes körülmények között a bőr, nyálkahártyák és hasi szervek vizsgálatára egyaránt használható.

Az intézetünkben elérhető legfontosabb vizsgáló eszközöket a következő táblázatban foglaltuk össze:

Link a mikrokeringés témában írt összefoglaló közleményeinkhez.

A munkacsoport főbb műszerei és eddigi kísérletes eredményei

• Zeiss Axiotech Vario 100HD fluoreszcens intravitális mikroszkóp (IVM)(100 W HBO, Acroplan 5-20-63x vízimmerziós objektívvel)
• OptiScan Five1 (OptiScan Ltd, Mulgrave, Ausztrália)
• Cytoscan A/R készülék (Cytometrics, PA, USA)(OPS rendszer)
• Cytocam (Braedius Medical, Huizen, Hollandia)(IDF rendszer)
• Lézer-Doppler áramlásmérő (Perimed AB, Stockholm, Svédország)