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為什麼我們要重新設計Langendorff 裝置?

AUG 21 ,2023

我們和ADInstruments 產品研究經理-JC Tan,討論重新設計Langendorff 儀器,針對儀器的可用性和靈活性,讓研究人員對儀器可以更好上手,更有效的使用儀器。

在開發心臟病的新療法或了解疾病背後的生理學時,研究人員需要知道哪些反應來自心臟而非其他器官。Langendorff 技術也稱為離體灌流心臟,它可以避免心臟受到影響,同時在離體狀況下通過主動脈逆向灌流並維持它的功能。

這項技術在心血管生理學和藥理學領域中均占有一席之地。

為了支持客戶進行心血管研究,我們設計了一種新型且更完整的孽齒類動物用Langendorff儀器。我們的首席研究員-Dr. JC Tan將會解釋他重新設計Langendorff儀器的原因,以及這個新型的系統與傳統Langendorff儀器的區別。

在這篇文章中,我們將介紹:

  • 模組化如何改善使用者經驗來滿足各種研究需求
  • 高品質的材料如何讓器材維護不費力

 

我們的核心

在進ADInstruments工作之前,JD在澳洲的悉尼(Sydney) 拿到博士學位。在就學期間,JC使用並負責維護實驗室設備,其中包括Langendorff裝置。

進入ADInstruments擔任技術專員後,很明顯大部分的Langendorff的使用者都有相同的困擾,這表示大多數的裝置都沒有解決這類問題。

“多年來我們一直為客戶提供服務並了解到他們追求的功能特色時,我意識到這有個差距。由於Langendorff技術主要是一種符合常規、標準的方法,很少商業公司會對其創新與改良設計。因此,Langendorff設備的設計多年來一直保持原貌。”

“在JC的經驗中,大部分的Langendorff系統都是由工程師而非使用者所設計。該領域的創新意味著要優先考量提昇data的品質、操作容易和模組化的功能,以因應所有用戶的需求。

“我處於一個特殊的位置,我熟悉技術上的可能性以及應用程序的需求。

結合這些專業領域讓我深入了解如何改善整體使用者體驗並創新產品,而非繼續提供多年來沒有改良的產品。”

結合了Radnoti的專業知識和經驗,終於開發出了ADInstruments Rodent Langendorff裝置。此裝置優先考慮了模組化的結構為此因應研究者的各種需求,經過重新設計的裝置有大幅縮小佔據面積,有效的使用桌面空間,且採用高品質材料和可高壓滅菌的玻璃器皿,易於維護。且加上了直接灌流中心的裝置,研究者可以近距離量測心臟的數據。

 

尋找有彈性的設計

模組化

市售的Langendorff通常分為兩種類型:小巧型(compact)和複雜型(complex)。兩種方法各有各的優點。

小巧型的Langendorff的材質利用塑膠或壓克力組裝成堅固的單一物件。一旦經過組裝後,儀器就不能再更動了。”小巧型的儀器對初學者來說較合適,但它同時降低了使用彈性,因為我們簡化的模組,”JC說。”如果有實驗者想要更認真的使用Langendorff,調整或修改他們的實驗,那麼用小巧型的Langendorff就會有所受限。”

複雜型的Langendorff,像是Radnoti Langendorff System,研究人員可以依據自己的需求客製化系統。每個組件都是個別組裝到支撐架上,可讓研究者客製化系統整體配置和高度。”這讓組件設計更有彈性。您可以建造一個非常複雜的系統,甚至也可以擴增成非常大的系統。

許多實驗設計不需要這麼多的客製化。”我也看過很多實驗室自己設計的Langendorff,市面上的Langendorff對他們來說太複雜,他們用不到這麼多功能。”

為了解決這兩種不同設計的Langendorff之間的功能差距,ADInstruments Rodent Langendorff結合了兩種設計的元素,形成了模組化與小巧化的設計。”這款Langendorff從極簡單到極複雜都可以任您依您的需求做變化。”

JC相信這種設計可以發揮最大的功用,並且可以隨著實驗者的需求成長。

研究人員可以從簡單的設備開始,例如單一個水槽設計,並使用可選部件擴增同一設備,例如增加再循環。其他簡單的客製化包括將心臟懸吊在左邊或右邊。

模組化同時降低了損壞時的更換成本。如果是僅湊型的Langendorff,如果任一部件損壞,研究者必須整台換掉。而ADInstruments Rodent Langendorff是可以只更換損壞部分。

“由於ADInstruments Rodent Langendorff客製化有很大的彈性,我覺得客戶可以確實的去調整整個系統達到他們的需求來完成實驗。它提供了一個很好的出發點。如果使用者想要一個簡易系統可以從這個開始。”然而,想要複雜程度高一點的用戶可以與我們討論如何建構以達到他們需求。”

 

高品質的材料

ADInstruments Rodent Langendorff採用高品質的硼矽酸鹽玻璃器皿製成。所有的玻璃器皿都是雙層,熱水才可以維持設備的溫度。根據JC所說的,玻璃在多個方面上是優於丙烯酸或塑膠的材質。小巧型Langendorff通常是由丙烯酸或塑膠製成,高溫時會變黃並產生細緻裂痕。

“玻璃,雖然看起來很脆弱,但對這類實驗來說它是一種很好的材料。表面不會變黃或產生裂痕。玻璃也是惰性的;你可能會在沒有發現的情況下有些微的丙烯酸流進灌流液。

透明的玻璃器皿增加了灌流通道的能見度,並且增加了減少不透明元素在儀器中的設計。能見度在實驗中非常重要,因為它可以讓實驗者觀察灌流用的液體在流進心臟之前,避免發生堵塞或缺血而影響數據。

“完全用玻璃製成-並試圖減少不透明元素的含量-這將可以幫助研究者將灌流通到視覺化,”JC說。”從使用者的角度,你會想要避免不是你期待或看不見的東西流入心臟中。其中包括空氣氣泡或顆粒物。迴路中的泛黃、不鏽鋼部件和不透明的部分都會影響你的能見度。”

“玻璃能讓你在整個灌流迴路中有最佳的能見度。如果迴路中有任何東西,你都會發現。因為系統是模組化設計,你可以中斷迴路或改變灌流的方向來防止空氣氣泡到達心臟。”

除了玻璃部分外,金屬支撐架是由最高等級的醫用級不銹鋼製成,耐腐蝕性極高。該設備也符合RoHS-等級標準,符合ADInstruments減少電氣和科學設備中有害物質的承諾。

保養您的Langendorff

經過多年協助多個案件後,JC知道優先考慮設備維護的容易性非常重要。由於逆灌流通常很混亂。ADInstruments Rodent Langendorff有特別針對清潔容易程度作改善。

支架底座溢出托盤(也有單獨販售)減少需要擦拭實驗室工作台的次數。其中包含Rannoti 支架底座和支撐桿,該托盤的傾斜表面將液體引導至與橡膠管連接的排水管。

Radnoti玻璃器皿也可以高壓滅菌,模組化的設備代表研究者可以單獨為每個玻璃部件高壓滅菌,以達到徹底清潔效果。

 

最終評論

“我希望在我唸書時有一整套PowerLab系統。這跟我以前所使用的實驗室建造的設備有極大的差異。我在設備中加入許多強大的功能。一旦你思考未來如何使用它來做研究,很容易就可以達到。”

ADInstruments 致力於讓科學變得更簡單。ADInstruments Rodent Langendorff是模組化小巧型的設備,非常適合齧齒類小動物(例如:小鼠、大鼠、黃金鼠、和小體型的兔子)離體心臟逆向灌流。