肺機能測定 - flexiVent
flexiVent肺機能測定・解析ソリューションは、in vivo呼吸力学測定のゴールドスタンダードとして広く知られています。従来の肺換気の抵抗とコンプライアンス力学を超え、中枢気道、末端気道、実質の力学的特性に関する重要な詳細を測定・解析します。
flexiVentは実験条件を精密にコントロールすることで、最高の感度と再現性を実現しています。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店であり、日本国内においてemka TECHNOLOGIES社との唯一の取引窓口です。様々な研究プロジェクトをサポートし、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速かつ専門的なサポートを提供しています。
対応動物
マウス・ラット・モルモット・ウサギ・フェレット・ピグレット・サルなど
アプリケーション
喘息と気道過敏性
医薬品開発
表現型分類と遺伝子研究
慢性閉塞性肺疾患
技術と測定
抵抗とコンプライアンス
強制振動法
(FOT・強制オシレーション法)
呼吸力学
肺リクルートメント
圧力-容積ループ
強制呼気操作
肺活量
投与量
特長と利点
正確な測定
優れた再現性
豊富な実績
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様々な動物の気道から肺の状態の変化を精密に解析
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flexiWareソフトウェアによる装置の制御・解析
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FOT(Forced Oscillation Technique・強制振動法)による中枢気道と末梢肺の解析
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動物のサイズに合わせた6種類のモジュール
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換気量モードと圧モードの2種類による肺圧の負荷調整
対応ソフトウェア
flexiWare
基本システム
flexiVent(フレキシベント)の中心となるのはコンピュータ制御の高精度ピストンポンプで、機械的換気とさまざまな容積・圧力制御操作を組み合わせて、正確で再現性のある呼吸メカニクスの測定を行うことができます。
基本的なフレキシベントシステムには下記が含まれます。
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ベースユニット：モーター、光学式位置センサー、電子機器を収納。
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モジュール：交換可能なユニットで、さまざまな被験体に対応できます。
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フレキシウェアソフトウェア：データの収集、分析、グラフ化、保存を管理します。
FEV(Forced Expired Volume)
FEV(Forced Expired Volume)拡張は、呼吸器疾患の診断の確認や治療の経過観察に使用される、患者の呼気量と流量を測定する臨床肺検査として広く知られているスパイロメトリーに類似した呼気流量制限の研究を可能にするハードウェアアドオンです。FEV拡張は、陰圧強制呼気（NPFE）と呼ばれる、被験者の気道開口部を急速に陰圧にさらすことによって、流量-体積ループとそれに関連するパラメータを生成することができます。NPFEは他のすべてのflexiVent測定と同時に行うことができ、強制呼気と強制振動の測定を1つのプラットフォームに統合することができます。
NPFE操作
NPFE操作では、被験体を全肺活量（TLC）状態まで膨張させ、その後急速に陰圧リザーバーに切り替えて、実質的に肺から空気を抜きます。FEVエクステンションの結果には、流量-体積ループ、ピーク呼気流量（PEF）、強制換気量（FVC）、強制呼気量（FEVx）、およびユーザー定義時間における流量（FEFx）が含まれ、ソフトウェアによって自動的に表示/計算されます。
マウス、ラット、フェレットに使用可能
FEVエクステンションは既存のフレキシベントシステムのほとんどに簡単に接続でき、マウス、ラット、フェレットに使用できます。胸部流量を測定するセンサーを内蔵したプレチスモグラフチャンバー、コントローラを内蔵した陰圧リザーバー、2つの追加バルブが含まれています。NPFEが終了すると、flexiWareソフトウェアが直ちに流量-体積ループを表示し、関連するすべての体積と流量のパラメータ（FEVx、FEFx、FVC、PEF）を自動的に計算します。
臨床研究に向けて
FEVの追加により、呼気流量制限をより直接的に評価する手段が提供されます。NPFE操作は臨床スパイロメトリーとは大きく異なる条件下で得られますが、薬剤開発研究にとって有用な種を超えた相関関係を提供する可能性があります。Devosらによって最近発表された論文では、確立された肺疾患モデルマウスにおける強制呼気の測定が特徴づけられています。研究者らは、強制呼気に関連するグラフやパラメータにおける疾患誘発性の変化は、一般に臨床で観察されるものと類似していることを観察しました。例えば、健康なマウスの対照群と比較した場合です。
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線維症のマウスは、PEFとFVCが減少し、FEV0.1/FVC比が正常という典型的な拘束性プロファイルを示した。
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肺気腫のマウスは、閉塞性表現型に特徴的なPEFの低下を示した。
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急性肺障害を呈したマウスでは、PEFが有意に低下した。
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喘息の特徴を有するマウスは、メタコリン負荷後にFEV0.1の低下を示した。
論文
前臨床研究では、トランスレーショナルな成果を求めることが多く、本拡張はCOPDや嚢胞性線維症など、さまざまな用途ですでに引用されています。いくつかの論文を抜粋し、以下に紹介します。
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The immunomodulatory effects of diesel exhaust particles in asthma. De Homdedeu, M., et al. (2020). Environmental Pollution, 263, 114600
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Airway Resistance Caused by Sphingomyelin Synthase 2 Insufficiency in Response to Cigarette Smoke. Gupta, G., et al. (2019). American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 62(3)
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Chemical modification-mediated optimisation of bronchodilatory activity of mepenzolate, a muscarinic receptor antagonist with anti-inflammatory activity. Yamashita, Y., et al. (2019). Bioorganic & Medicinal Chemistry: 27(5): 3339-3346
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Repeated Exposure to Streptococcus pneumoniae Exacerbates Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Gou, X., et al. (2019). American Journal of Pathology, 189(9): 1711-1720
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Forced expiration measurements in mouse models of obstructive and restrictive lung diseases. Devos, F.C et al. (2017). Respiratory Research, 18(123)
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Forced Expiratory Volume (FEV) Measurements in Mouse Models of Lung Disease. Vanoirbeek, J. (2016). American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 193, A5957
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Effects of nintedanib on the microvascular architecture in a lung fibrosis model. Ackermann, M., et al. (2016). Angiogenesis, 1-14
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Chemically modifed hCFTR mRNAs recuperate lung function in a mouse model of cystic fibrosis. Haque, A.K.M et al. (2018). Scientific Reports, 8:16776
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Azithromycin inhibits constitutive airway epithelial sodium channel activation in vitro and modulates downstream pathogenesis in vivo. Fujikawa, H., et al. (2020). Biological and Pharmaceutical Bulletin, 43(4): 725-730
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Higher Blood Uric Acid in Female Humans and Mice as a Protective Factor against Pathophysiological Decline of Lung Function. Fujikawan, H., et al. (2020). Antioxidants, 9(5): 10.3390/antiox9050387
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Idelalisib induces apoptosis in the lymphoid tissues and impairs lung function in mice. George, J.A., et al. (2019). Journal of Chemotherapy, 32(2), 88-9
エアロゾル生成
Aeronebの使用
フレキシベントは超音波ネブライザーAeronebと緊密に統合し、肺の奥深くまでエアロゾルを送り込むことができます。フレキシベントにAeronebを追加するには、モジュールに取り付ける適切なアダプターが必要です。
投与
flexiWareでは、チャレンジのタイミング、噴霧速度、エアロゾル噴霧と換気の同期を完全にコントロールできます。さらに、投与量反応曲線を自動的に作成することもできます。このソフトウェアは被験者に投与された線量を推定し、レインアウトによる損失の特徴付けに加えて、投与された線量または濃度に対してプロットすることができます。
イメージング
高品質の肺スキャンを提供
フレキシベントは実験条件（呼吸数、潮容積、PEEP、容積履歴など）を制御し標準化することで、モーションアーチファクトを除去し、イメージングアプリケーションに直接役立ちます。肺の画像から得られる構造情報とフレキシベントから直接得られる肺機能データを比較し、相関させることができます。
シームレスな統合
市販されているさまざまなマイクロCTスキャナーと統合するためのターンキーパッケージを提供しています。このパッケージには、カスタムゲーティングケーブル、スキャナーの装置チャンネルに被写体を接続するための専用アクセサリ、その他必要なコネクタ、アダプタ、flexiWareソフトウェアテンプレートが含まれています。
バイタルサイン
心拍数・血圧・体温
被験体のバイタルサインをモニターするセンサーはフレキシベントシステムに簡単に統合できます。心電トランスデューサーは被験体の手足に接続して心拍数をモニターします。接続には皮下注射針を使用します。侵襲的な生理食塩水を満たした血圧トランスデューサーにより、血圧の変化を観察することができる。体温は直腸センサーで測定できます。酸素飽和度はスターライフサイエンスのMouseOXパルスオキシメトリー変換器を用いてモニターできます。バイタルサインはflexiWareソフトウェアにリアルタイムで表示され、連続記録または力学測定ごとに記録することができます。
上気道
オールインワンソリューション
フレキシベントは通常、下気道の力学的特性を評価するために使用されますが、鼻閉の正確な測定にも使用できます。既報のように、このアプローチは疾患モデルにおける上気道抵抗を確実かつ直接的に評価する手段を提供します。
下気道の呼吸力学測定と同様に、フレキシベントは強制振動法を用いて小振幅の試験信号を上気道に送ります。鼻腔抵抗は、シングルコンパートメントモデルに記述されている圧力と流量の関係から、操作ソフトウェアによって導き出されます。現在、これらの測定はアレルギー性鼻炎の前臨床研究で行われており、世界的に最も一般的なアレルギー性疾患のひとつで、あらゆる年齢層の人々が罹患しています。
アクセサリー
必要なものはすべて含まれています。
SCIREQ製品は、基本システムまたは拡張システムのご購入時に、適切なアクセサリーをご提供しています。付属品の中には使い捨てのものもあり、時間の経過や多量使用後には交換が必要です。
フレキシベントには、圧力マノメーター、流量計、テストロードなどの校正用アクセサリーがあります。アエロネブ、カニューレ、チューブ、Oリング、バルブ、フィルターなどのウェットコンポーネントもご用意しています。コンピューター、ケーブル、電源、工具も必要に応じて入手できます。
仕様
フレキシベントシステムはベースユニットとモジュールで構成され、 追加のエクステンションやアクセサリーが必要になる場合もあります。フレキシベントの機能の詳細仕様は下表のとおりです。お客様の研究ニーズに合わせたカスタマイズについてはお問い合わせください。
モジュールとエクステンションの仕様
吸気ポートと排気ポートは、Colder PMC/PLCコネクターを使用します。FXモジュールは、標準的なチューブサイズに簡単に接続できるよう、適合フィッティングと共に出荷されます。
最小および最大体重範囲は、今後の開発により変更される可能性があり、健康な被験体について記載されています。
50mL/kgの比率を使用して推定しています。
換気の仕様
ソフトウェアの I:E 比は、呼気時間の吸気時間に対する割合で表され、例えばデフォルトの 2:3 I:E 比は 67%、1:1 比は 100%と表されます。
コンピュータ制御PEEPの下限は0.25～0.5cmH2Oのオーダーであり、設定によって若干異なる場合があります。換気パターン定義ダイアログでPEEP制御のオプションが「外部」に設定されている場合、表に反映されている最小値0cmH2Oを達成することができます。
トランスデューサーの直線性は±76.2cmH2Oまでしか保証されません。
ソフトウェア制御の換気モードはユーザーにより事前に定義されます。
エクステンションとコンフィギュレーションによる測定
ポート＆チャンネル仕様
コンピュータシステム要件
in vitro
expoCubeは、細胞や組織へのエアロゾルの高い信頼性と効果的な堆積を可能にする新しいAir Liquid Interface (ALI)/Transwell体外暴露システムです。
ex vivo
physioLens
physioLensは、正確な生理学的結果と画像ベースの結果を再現可能な方法で提供する科学的プラットフォームです。自動化された顕微鏡と流体処理システムが含まれています。
ティッシュバスシステムは組織浴の一種で、大動脈、気管、腸骨、乳頭筋などの組織や、静脈、小動脈、リンパ管などの微小血管の収縮測定用に設計されています。
emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
主な製品
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マウス・ラット用テレメトリー
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ジャケットテレメトリー
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オーガンバス
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ランゲンドルフ
主な製品
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マウス・ラット肺機能測定装置
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マウス・ラット呼吸測定装置
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吸入暴露装置
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細胞暴露装置
Precisionary ビブラトーム（振動式ミクロトーム）
Precisionary ビブラトームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
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従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
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Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
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高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去
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持ち運びに便利な軽量設計
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完全自動化：切開＋厚み調整
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360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化
オレンジサイエンスについて
サービス、サポートについて
我々は、機器を提供するだけでは不十分であると考えています。機器の販売前から弊社の製品について、深い知識によるアドバイスを研究者の皆様にご提供します。御購入後も、我々が直接サポートするだけでなく、技術的質問にも迅速かつ真摯に対応いたします。
私共オレンジサイエンスは、高品質の科学研究機器およびソフトウェアの提供を通じて、科学の発展に貢献いたします。
オレンジサイエンスは、高品質の製品とサービスで研究を支援します。
オレンジサイエンスのスタッフは日本で研究する皆様の研究の効率化を実現するために、アメリカとヨーロッパから研究に有用な製品の情報を収集し横浜オフィスに収集しています。横浜のスタッフは、各地のメーカーを定期的に訪れて技術力を向上させています。機器の納品後も継続して研究室をご訪問させていだき、実験の進捗状況についてお聞きし、研究機器についての質問にもお答えします。
皆様の御研究が実を結び、我々が間接的にでも多くの人々のクオリティーオブライフの向上に貢献できることを願っております。
オレンジサイエンスについて
私たちは、ライフサイエンスの中でも
細胞生物学分野に関する研究機器に特化して
販売およびサポートをしています。
多種多様な装置を取り扱うのではなく、装置とその用途について深い知識を持ち、ユーザの皆様の研究をよりよく理解することを心掛けています。研究者の皆様への技術サポートを通じて、ライフサイエンスの発展に貢献することを目指す会社です。
北米およびヨーロッパのメーカーと培ってきた国際的背景、そして、長年の経験と日本の研究機器の現場での理解を通して、ユニークな立場から高品質なアドバイス、サービスそして製品を日本の研究者の皆様にお届けします。
オレンジサイエンスの製品について
この分野の装置は、日本が常に一番というわけではありません。日本では国内メーカーの製品が好まれていますが、おそらくアフターサービスの良さが大きな要因だと考えられます。欧米で、より顕著な発展を見せている研究機器を国内メーカーと同じレベルのサポート体制でお使いいただければ、皆様の研究をさらに効率化することができるはずです。
信頼いただけるアフターサービス
私共は、一人一人のお客様にお会いしています。携帯電話の番号をお知らせしますが、コールセンターの番号はありません。一方で、メーカーの技術陣との連絡も大変密に取っています。装置の開発者たちと私共は顔見知りです。つまり、より正確で迅速なサポートをいたします。販売の前から同じ担当者が引き続きサポートいたします。