动物术后恢复设备

Modified from BRUCE GOLDMAN手术以后多久康复？血液会提前告诉你一切。每年有数以百万计的人接受各种大手术，但是没有人知道他们多久可以恢复。有些人几天会感觉明显好转，而对于其他人则可能需要一个月或更长的时间。对于具体某一个病人，医生也无法告诉他究竟属于那种类型。就在最近，斯坦福大学医学院的研究人员发现，在手术后的第一个24小时内，一小群免疫细胞的活性水平变化可以为预测病人的康复期提供有力的线索。基于此，他们可以预测病人何时将从手术引起的疲劳和疼痛中恢复，并重新站立起来。图一、斯坦福大学的新发现：A Fingerprint of Surgical Recovery在这项研究是基于对32个经过髋关节置换手术的中老年患者血样进行深入分析后得出的结论，该成果发表在今年9月24日发表的Science Translational Medicine.杂志上。这可能是迄今为止最全面的对于创伤后免疫系统反应特征的研究。斯坦福大学的研究者能有这一发现是因为他们使用了一个高度灵敏的技术——“单细胞质谱流式技术”。这是一种在Garry Nolan（斯坦福大学的微生物学和免疫学教授）的实验室中发展起来的新技术，它利用金属元素做为抗体的标签，质谱装置做为检测手段，可以同时检测免疫细胞表面以及内部的几十个生化特征，不但可以告诉我们这些细胞属于什么种类，还可以告诉我们他们的活性如何。图二、利用金属元素作为抗体的标签，CyTOF2质谱流式细胞仪可以对单细胞进行几十个通道的检测第一个24小时的重要线索“我们了解到，在手术后的第一个24小时，你会在血液中发现一些重要线索，这些线索为我们揭示了决定一个病人术后两周时状态的因素。”Martin Angst说，他是麻醉学教授、疼痛和手术期用药方面的专家，同时也是这项研究的共同通讯作者。图三、 Martin Angst教授这一发现可能会开创一个新型的个性化诊断方法——只需在术后检查病人少量血液样本，就可以预测他的恢复时间（斯坦福拥有相关方面的临时专利）。这种诊断可以帮助医生及早决定应该对哪位病人采用更优化的恢复方案，帮助病人告诉自己的亲人和老板大概的出院时间。充分理解研究中所发现的分子机制，可能会指导临床医生操纵免疫系统，从而让病人更快的恢复。“虽然每年超过2亿例的外科手术中绝大多数是小手术，”Angst说“但是，仅在美国，就有数以百万计的像髋关节置换术这样的大创伤手术，这些手术会引发患者显著的炎症反应。愈合与阻碍“炎症最初的爆发阶段对愈合过程非常关键，”Angst表示，“你需要释放这条‘猛龙’，但是你需要能够驾驭它。太多的炎症会导致恢复的延迟。”免疫系统的组件必须不断动态的调整自己的功能，以便加速而不是阻碍伤口的愈合。几年前，Angst参加了Nolan的一个讲座，讲座中介绍了质谱流式技术。它可以在单细胞上实现超过50种不同的表面和内部蛋白的同时测量，而标准的细胞分选流式通常最多能进行12-15个参数的测量。这个讲座促成了Angst和Nolan之间的合作，博后Brice Gaudilliere成为了他们合作的桥梁，他和Nolan的研究生Gabriela Fragiadakis一起成为本项研究的共同第一作者。图四、 Garry Nolan教授“质谱流式一次可以检测如此多的参数，这项特殊能力为研究人员提供了一个通向‘细胞灵魂’的窗口，”Nolan说，“我们不仅能识别免疫细胞的身份，还可以观察它的精神状态。”Nolan本人拥有Fluidigm公司的股权，这家公司生产了本研究中所用的质谱流式仪和相关试剂。该研究招募了32个没有其他疾病的患者，年龄大多是在50岁到80岁之间。他们都在斯坦福大学整形外科接受了初次全髋关节置换手术。研究组采集了他们的术前1小时、术后1小时、24小时、72小时以及术后4～6周的血液样本。这些样品在采集后被迅速送到Nolan的实验室进行质谱流式分析。在每个样本中大概分析了有近50万个细胞，这些细胞内外的35个蛋白的表达量都被精确检测。这些数据不但揭示了每个细胞的身份，还记录了隐藏在各个细胞内部的关键活动。图五、质谱流式技术可以实现对免疫细胞的精细分群在术后的六周内，患者每三天填写一次问卷调查，说明自己疼痛和疲劳的程度以及他们新髋关节功能恢复情况。瞄准关键指标斯坦福研究小组观察到手术后有一个“被精确协调的、细胞类型和时间特异的免疫反应模式”(Angst语)。该模式包括多种免疫细胞一连串协同的上升和下降过程，同时伴随着每种细胞内部的各种变化。“令人惊讶的是，这种手术后的表型出现在每一例病人中，” Angst说，“只是各类型细胞的数量和活性变化倍数各有不同。”有一个因素比较特别，手术后24小时与术后1小时之间，几个关键作用蛋白在一小群 “首先反应”的免疫细胞中的激活状态变化非常关键。这一因素关系到病人恢复过程中40%～60%的差异。这些“前线细胞”在手术后不久会显著增多，但和细胞内活动变化不同，其数量的增加与病人恢复时间的相关度并不强。图六、几个关键蛋白的激活状态和术后恢复呈现很强的相关性。在一个典型健康人血样中，这群细胞大约只占其白细胞总数的1～2 %，所以，使用低通量的检测技术时，它们内部的变化很容易被忽略掉。这项研究中观察到的相关性远强于以往所有关于炎症反应和临床康复关系方面的报道。这些研究一般只是监测了手术后不同时间点血液中各种分泌物的水平的变化或者不同细胞的转运情况。但是，这些研究缺乏同时观察众多参数的能力，因此无法知道在特定时间点是哪些免疫细胞正在向血液中分泌这些物质，或者此时其他类型的细胞都在干什么。预测恢复的可能途径“如果一个相关性只能解释恢复过程中百分之二甚至百分之十的差异，在临床上是可能不完全的相关，”Angst说，“而我们确凿的相关性则可能产生一个预测术后恢复的方法，这在临床中是非常有用的。”图七、利用血液检查预测术后恢复的方法有望用于临床虽然尚未证实，研究人员相信，这群活动模式与病人恢复过程最为相关的细胞群，是一个被称为“髓系抑制性细胞”的亚群，其他的研究显示它们对炎症具有抑制作用。这些细胞在癌症中起到负面作用，它们过度的活动似乎会抑制身体的免疫系统攻击肿瘤。但在手术后的背景下，他们的活动可能就是医生所希望的。现在，斯坦福的研究团队正打算看看他们是否能找出一个可以预测恢复速度的术前免疫特征。“如果我们能在术前预测病人恢复时间，”Gaudilliere说，“我们也许会看到病人受益于免疫系统的预先激活或者术前的各种干预措施，如物理治疗的等。它甚至可以帮助我们决定何时或是否应该对病人进行手术。”如果想要了解更多，请在电脑上登录东胜创新资料库网址下载学术pdf文档观看：http://s.oatos.com/hxsy3pClinical recovery fromsurgery correlates with single-cell mmunesignaturesBrice Gaudillière et al.

手术后急性疼痛是外科手术患者常见问题，其中超过50%的患者经历过中、重度疼痛，这会严重影响术后康复。约有10%的患者由于急性疼痛迁延不愈，会转变为慢性疼痛，这极大地损害了长期预后和生活质量。因此，寻找有效的疼痛管理策略，防止急性疼痛过渡到慢性疼痛，已成为围术期医学亟需解决的重点和难点问题。近日，武汉大学中南医院麻醉科彭勉教授、武汉大学药学院黎威教授借助“外科手术切口局部的酸性微环境与术后疼痛程度的相关性”，利用微针贴片构建了一种创新的长效疼痛管理体系。微针（MN）是一种新型的微创经皮给药系统，能够高效穿透皮肤的屏障角质层，实现药物在皮肤中的突释或持续释放。由于微针可在不损伤血管或触及神经末梢的情况下显著改善药物吸收，近年来已成为经皮给药领域的研究热点。研究团队在术后切口痛动物模型中成功验证了该pH响应性自我监测微针的安全性和有效性，同时发现相较于传统的局部注射给药方式，这一微针药物递送系统在单次应用后可实现72小时以上的长效镇痛。该研究靶向目前临床长效局麻药缺乏的瓶颈问题，为未来个体化疼痛治疗提供了新思路。相关研究成果以“A pH-Responsive Core-Shell Microneedle Patch with Self-Monitoring Capability for Local Long-Lasting Analgesia”为题发表在国际著名期刊《Advanced Functional Materials》上（SCI一区，Top期刊，IF=19.00）。武汉大学医学院第二临床学院博士研究生张爱宁、武汉大学药学院博士研究生曾勇年为共同第一作者，武汉大学中南医院麻醉科彭勉教授、武汉大学药学院黎威教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、湖北省医学青年拔尖人才计划、武汉大学中南医院医学科技创新平台支持项目的大力支持。首先，研究者采用反溶剂结晶法制备了局麻药罗哌卡因的微晶体（RopC），RopC颗粒呈现为规则的棒状，在4 ℃下保存一个月后仍可保持稳定的晶体结构。X射线衍射分析（XRD）和傅里叶变换红外光谱分析（FT-IR）结果显示制备的RopC晶体纯度高，且未改变药物原本的化学结构。20 μm长度的RopC可在体外持续释放4天（如图1）。图1 RopC的制备与表征 a) RopC合成示意图；b) 25 °C和4 °C保存的RopC以及4 °C保存的Rop的SEM图像；c) RopC和Rop的XRD图谱；d) RopC和Rop的FT-IR光谱；e) 不同长度RopC的体外释放。所有数值均表示为平均值 ± SEM (n = 3)。选用具有卓越的生物相容性和出色的成膜性能的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）作为制备MN壳体的材料，选用无毒的水溶性材料聚乙烯醇（PVA）和蔗糖的混合物作为制备MN核心的材料。通过多个离心和真空步骤，顺序制备壳、芯、帽和背衬结构，最终形成完整的MN贴片。该贴片由摩方精密microArch S240（10μm精度）制备完成，MN规则排列为10×10的阵列，贴片尺寸为7 mm × 7 mm。针体呈圆锥形，底部直径为400 μm，高度为850 μm。荧光显微图像和元素图谱分析展示了MN贴片完整的核-壳结构。SEM图像显示RopC在MN贴片内保持了相对规则的晶体形态（如图2）。图2 pH响应性核壳MN贴片的制备与表征 a) 负载RopC的MN贴片的合成示意图；b) MN贴片在大鼠皮肤内插入前后的典型光学显微图；c) MN贴片的SEM图像；d) 完整针体的荧光显微镜图像 (i)，不同高度处的横截面 (ii) (iii)以及垂直截面 (iiii)，红色为尼罗红标记的壳体，绿色为罗丹明123标记的核心；e) MN贴片针体横截面的SEM图像；f) MN贴片的N和Na的相应元素映射。采用模拟术后疼痛的大鼠足底切口模型来评估MN贴片的镇痛效果。在大鼠翻正反射恢复后，立即在切口上方进行一次局部浸润注射麻醉或MN贴片治疗。按照指定时间点，分别对两批大鼠进行机械痛和热痛行为学测试，采用von-Frey测痛仪和大小鼠热板测痛仪评估伤害性反应，结果显示本研究制备的MN贴片具有显著、稳定、持久的镇痛特性，且对机械痛和热痛均有良好治疗效果。在测试阶段持续监测各组大鼠的体重，均呈现出稳定的增长，表明MN贴片应用对大鼠的健康和行为没有不利影响（如图3）。图3 评估pH响应性核壳MN贴片镇痛作用的行为学测试 a) 足底切口模型和行为学检测的流程图；b) 术后15天内大鼠体重的变化；c) 治疗前后大鼠机械缩爪阈值；d, e) 比较各组大鼠机械疼痛阈值与基线的变化；f) 治疗前后大鼠热缩爪潜伏期；g, h) 比较各组大鼠热缩爪潜伏期与基线的变化。所有数值均表示为平均值 ± SEM（n = 6）。结论：本研究采用独特的pH响应性核壳微针设计，有效实现了药物微晶的缓慢释放，取得了显著的长效镇痛效果。同时，研究突破了以往临床应用中“一刀切”的镇痛模式，通过利用手术切口局部微环境的变化，并充分挖掘其与术后疼痛强度的关联，成功实现了自我监测释放药物的创新。这一简洁而高效的个体化镇痛药物递送系统，在围术期疼痛治疗领域具有较好的转化意义和潜力。

p　　美欧多国研究人员日前在新一期《新英格兰医学杂志》上报告说，基因组测试可以识别出部分早期乳腺癌患者复发风险低，术后无需化疗。这一方法可用来预测癌症患者的生存情况，为医生和患者选择治疗方案提供依据。br//pp　　欧洲9国近6700名乳腺癌早期患者在接受手术治疗后，研究人员采用一种名为MammaPrint的方法来检测被切除肿瘤样本的标志性基因，分析癌症复发风险。研究人员还用肿瘤大小、是否有淋巴结转移等常规指标评估了患者的临床风险。临床风险较高的患者通常在手术后还需要接受化疗，但化疗有严重毒副作用。/pp　　研究人员筛查出1550名临床风险较高但基因组风险较低的患者。这些患者被随机分成两组，一组术后接受化疗，另一组术后放弃化疗。术后5年，研究人员发现，约95%没有接受化疗的患者依然活着，5年生存率仅比接受化疗的患者低1.5%，也没有发生距离原发肿瘤较远部位的转移。/pp　　研究人员认为，这意味着临床风险较高、基因组风险较低的早期乳腺癌患者放弃术后化疗是安全可行的。/pp　　报告主要作者、MammaPrint基因组检测方法发明人、美国加利福尼亚大学旧金山分校教授劳拉· 范· 特费勒说，这是第一次通过随机试验证明，基因组检测结果可以帮助医生和患者就是否化疗做出明智的选择，这项研究结果对于早期乳腺癌患者具有重要意义。/pp　　乳腺癌是女性常见癌症。美国癌症学会估计，2012年全球范围有近170万新增乳腺癌病例，占女性所有新增癌症病例的四分之一。/ppbr//p