Push-Pull-Perfusion

Die Push-Pull-Perfusion ist eine Methode der Pharmakologie und Neurologie zur Messung von Neurotransmittern in vivo.

Prinzip

Die Push-Pull-Perfusion verwendet Flussraten zwischen 10 Nanolitern pro Minute[1] und 10 Mikroliter pro Minute.[2] Bei hohen Flussraten kann das Gewebe geschädigt werden.[2] Die Push-Pull-Perfusion nach Gaddum verwendet eine Mikrokapillare zum Hinzufügen von Cerebrospinalfluid (CSF) mit zusätzlichen Stimuli oder Hemmstoffen und eine weitere parallel angeordnete zur Entnahme von CSF mit den nach der Zugabe freigesetzten Neurotransmittern. Modernere Push-Pull-Kapillaren sind doppelwandig mit getrenntem Zulauf durch die innere Mikrokapillare und Ablauf durch die äußere Mikrokapillare.[3] Da weniger Volumen zurückgewonnen wird, als hinzugegeben wird,[3] werden niedrige Flussraten eingesetzt, um einen lokalen Anstieg des Drucks im Gewebe zu vermeiden. Die Mikrokapillaren für die Push-Pull-Perfusion sind meist aus Metall mit 0,8 mm Außendurchmesser und 0,5 mm Innendurchmesser der äußeren Kanüle sowie 0,2 mm Außendurchmesser und 0,1 mm Innendurchmesser der inneren Mikrokapillare.[4] Für niedrige Flussraten von 10–50 nL/Min. werden teilweise kleinere Durchmesser verwendet, 0,1 mm Außendurchmesser und 0,04 mm Innendurchmesser der inneren Mikrokapillare in einer 26-gauge Kanüle mit 0,45 mm Außendurchmesser.[1] Im Vergleich zur Mikrodialyse erzeugt die Push-Pull-Perfusion etwas weniger Zelltod (33 % bzw. 25 % tote Zellen) im Perfusionsbereich und besitzt eine bessere räumliche Genauigkeit.[1]

Geschichte

Die Push-Pull-Perfusion wurde 1961 von John Gaddum veröffentlicht.[5] Sie ersetzte die cortical cup-Methode. Ab den 1980er Jahren wurde vermehrt die Mikrodialyse verwendet, die im Vergleich weniger invasiv ist. Ab dem Jahr 2002 wurden unter Verwendung von Mikrofluidik schonendere Push-Pull-Sonden mit geringen Flussraten entwickelt.[6]

Einzelnachweise

D. E. Cepeda, L. Hains, D. Li, J. Bull, S. I. Lentz, R. T. Kennedy: Experimental evaluation and computational modeling of tissue damage from low-flow push-pull perfusion sampling in vivo. In: Journal of neuroscience methods. Band 242, März 2015, S. 97–105, doi:10.1016/j.jneumeth.2015.01.019, PMID 25614385, PMC 4331210 (freier Volltext).
R. D. Myers, A. Adell, M. F. Lankford: Simultaneous comparison of cerebral dialysis and push-pull perfusion in the brain of rats: a critical review. In: Neuroscience and biobehavioral reviews. Band 22, Nummer 3, Mai 1998, S. 371–387, PMID 9579326.
Athineos Philippu: In Vivo Neuropharmacology and Neurophysiology, Kapitel 1, Springer, ISBN 9781493964888. S. 5.
M. M. Kraus, A. Philippu: Use of Push-Pull Superfusion Technique for Identifying Neurotransmitters Involved in Brain Functions: Achievements and Perspectives. In: Current neuropharmacology. Band 13, Nummer 6, 2015, S. 819–829, PMID 26630960, PMC 4759321 (freier Volltext).
J. H. Gaddum: Push-pull cannulae. In: J Physiol (Lond) (1961) Band 155, Heft 1–2.
S. Kottegoda, I. Shaik, S. A. Shippy: Demonstration of low flow push-pull perfusion. In: Journal of neuroscience methods. Band 121, Nummer 1, November 2002, S. 93–101, PMID 12393165.

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[Cepeda-1] D. E. Cepeda, L. Hains, D. Li, J. Bull, S. I. Lentz, R. T. Kennedy: Experimental evaluation and computational modeling of tissue damage from low-flow push-pull perfusion sampling in vivo. In: Journal of neuroscience methods. Band 242, März 2015, S. 97–105, doi:10.1016/j.jneumeth.2015.01.019, PMID 25614385, PMC 4331210 (freier Volltext).

[Myers-2] R. D. Myers, A. Adell, M. F. Lankford: Simultaneous comparison of cerebral dialysis and push-pull perfusion in the brain of rats: a critical review. In: Neuroscience and biobehavioral reviews. Band 22, Nummer 3, Mai 1998, S. 371–387, PMID 9579326.

[postaristotelisch-3] Athineos Philippu: In Vivo Neuropharmacology and Neurophysiology, Kapitel 1, Springer, ISBN 9781493964888. S. 5.

[4] M. M. Kraus, A. Philippu: Use of Push-Pull Superfusion Technique for Identifying Neurotransmitters Involved in Brain Functions: Achievements and Perspectives. In: Current neuropharmacology. Band 13, Nummer 6, 2015, S. 819–829, PMID 26630960, PMC 4759321 (freier Volltext).

[5] J. H. Gaddum: Push-pull cannulae. In: J Physiol (Lond) (1961) Band 155, Heft 1–2.

[6] S. Kottegoda, I. Shaik, S. A. Shippy: Demonstration of low flow push-pull perfusion. In: Journal of neuroscience methods. Band 121, Nummer 1, November 2002, S. 93–101, PMID 12393165.