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紅外熱成像儀評估炎癥和關(guān)節(jié)炎的快速定量方法

炎癥是一個(gè)復(fù)雜的過程,具有腫脹,發(fā)紅,發(fā)熱和疼痛等特征。這些都是人體對損傷的自然反應(yīng),在治愈和抵抗感染中起著重要作用。盡管對于宿主防御和修復(fù)至關(guān)重要,但炎癥反應(yīng)也可能與多種疾病有關(guān),包括關(guān)節(jié)炎(類風(fēng)濕/骨關(guān)節(jié)炎),皮膚病學(xué)狀況和許多心臟或肺部疾病。因此,炎癥反應(yīng)代表了藥物干預(yù)的誘人途徑,對于開發(fā)旨在抑制該過程的治療劑引起了極大的關(guān)注。

藥物發(fā)現(xiàn)的努力部分取決于臨床前動物模型的使用,這些模型試圖直接模仿疾病本身或疾病的某些病理生理方面。在發(fā)炎的情況下,許多動物模型都取決于許多組織腫脹的測量,炎性細(xì)胞數(shù)量的確定,細(xì)胞因子水平的測量和組織病理學(xué)分析。但是,這些分析在一定程度上是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的。隨著炎癥生物學(xué)中藥物發(fā)現(xiàn)努力的加速,可能伴隨著對開發(fā)其他方法的需求。這些方法可以快速,可重復(fù)的方式確定炎癥程度。因此,紅外熱成像可能是鑒定抗炎藥的重要輔助方法。

包括生物組織在內(nèi)的物體會根據(jù)其溫度發(fā)出紅外輻射。因此,溫度越高,發(fā)射的紅外能量越多。紅外熱像儀可檢測和可視化熱輻射,并將這些信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度分布。由于溫度的變化是炎癥和相關(guān)疾病的基本物理特性,因此可以假設(shè)紅外熱成像可以提供一種靈敏的,非侵入性的方法來確定動物模型和臨床疾病的嚴(yán)重程度設(shè)置。

紅外熱像圖

圖為動物分別在1、2、4小時(shí)的紅外熱成像

 

本研究描述了一般炎癥的臨床前模型和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)模型中的紅外熱成像設(shè)備的表征。紅外熱成像儀用于檢測爪水腫(CFE)和膠原誘發(fā)的關(guān)節(jié)炎(CIA)模型的大鼠熱信號的時(shí)間變化。在兩個(gè)體內(nèi)模型中,熱變化的動力學(xué)與腳墊腫脹相關(guān)。在大鼠CIA模型中,通過熱成像確定的腳墊溫度升高在第11天時(shí)顯著升高,并且在整個(gè)28天協(xié)議期間仍保持升高。還發(fā)現(xiàn)熱變化先于腳墊浮腫(腫脹)。這項(xiàng)研究的結(jié)果表明,紅外熱成像技術(shù)代表了一種快速,可重復(fù)性很高的方法,通過該方法可以量化普通炎癥和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎大鼠模型中的炎癥程度。檢測爪溫中藥效動力學(xué)反應(yīng)的能力表明,該技術(shù)可能是開發(fā)用于治療與炎癥相關(guān)的病理的藥物干預(yù)措施的有用工具。

 

 

參考資料:

Brian M. Sanchez, Mark Lesch, David Brammer, et al. Use of a portable thermal imaging unit as a rapid, quantitative method of evaluating inflammation and experimental arthritis. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 57:169-175, 2008.

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