Распределительный впрыск: Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

Содержание

Распределенный впрыск топлива

История создания распределенного впрыска

Первое приспособление, напоминающее современную систему распределенного впрыска топлива, придумал для своих двигателей английский инженер и изобретатель Герберт Стюарт еще в конце XIX века.

Первую российскую систему впрыска для бензиновых авиационных двигателей разработали в 1916 году конструкторы Микулин и Стечкин

В дальнейшем его идеи развили и усовершенствовали Роберт Бош и Клесси Камминс, и конструкция к уже в двадцатые годы нашла массовое применение в топливной системе дизельных двигателей. Первую российскую систему впрыска для бензиновых авиационных двигателей разработали в 1916 году конструкторы Микулин и Стечкин.

Впервые система распределенного впрыска бензина была применена на двигателе, изобретенном шведским инженером Йонасом Хессельманом в 1925 году. Согласно замыслу Хессельмана, топливо необходимо было впрыскивать в каждый цилиндр ближе к концу такта сжатия, чтобы воспламенение происходило уже непосредственно перед началом хода поршня вниз. Двигатель Хессельмана обычно запускался на бензине, а затем при работе использовался дизель или керосин.

Прямой впрыск топлива в каждый цилиндр использовался в авиационных двигателях времен Второй мировой производства Junkers, Daimler-Benz и BMW с целью обеспечить пилотам возможность выполнять фигуры высшего пилотажа без риска остановки мотора. На германских авиационных двигателях использовалась адаптированная система впрыска дизельного топлива фирмы Bosch. Устройства назывались карбюраторами, но топливо подавалось не самотеком, а при помощи насосов высокого давления.

Первые серийные системы управления распределенным впрыском были механическими, их производство в 1951 начала компания Bosch

Первую систему распределенного впрыска, управляемую электроникой, производства итальянской фирмы Caproni-Fuscaldo установила на гоночный автомобиль Alfa Romeo 6C2500 в 1940 году. Шестицилиндровый двигатель был снабжен индивидуальными форсунками.

Первые серийные системы управления распределенным впрыском были механическими. Их производство в 1951 начала компания Bosch. Одним из первых такой системой в 1954 оснастили легендарное купе Mercedes-Benz 300 SL «Крыло чайки». В дальнейшем механические системы начали устанавливать и на более массовые модели, к примеру, на автомобили Audi 100.

Топливная рейка с форсунками и регулятором давления.

Эпоха электронного управления системами впрыска бензина началась в восьмидесятые годы с появлением дешевых микропроцессоров. Первым серийным автомобилем с инжектором, управляемым электронным контроллером на основе микропроцессора, был Rambler Rebel 1957 года фирмы Nash — части американского автомобильного концерна AMC. Система впрыска называлась Electrojector, и ее применение позволило поднять мощность восьмицилиндрового двигателя «Бунтаря» на 60 л.с.

Виды распределенного впрыска топлива

В системе распределенного впрыска топливо в каждый цилиндр впрыскивается отдельной форсункой. Существует несколько разновидностей распределённого впрыска. Различаются они по времени открытия форсунок. К примеру, в случае одновременного впрыска все форсунки открываются разом. Если форсунки открываются попарно, впрыск называется попарно-параллельным.

Связующим звеном между современной системой распределенного впрыска и карбюратором был моновпрыск — система, с управляемой компьютером единственной форсункой

Большинство современных автомобилей оснащено системами фазированного впрыска. В этой системе каждая форсунка управляется индивидуально и открывается в наиболее удачный с точки зрения заложенной в блоке управления программы момент, то есть непосредственно перед началом такта впрыска.

Как правило, в топливной системе фазированного впрыска в управляющей программе предусмотрены два дополнительных режима: прогрева и аварийный режим. В случае их задействования фазированный впрыск заменяется попарно-параллельным. Это позволяет двигателю в период прогрева работать в интенсивном режиме и на относительно высоких оборотах. В аварийном режим, в случае неисправности одного из датчиков, показания которого влияют на количество впрыскиваемого топлива, обеспечивается бесперебойная работа двигателя при разной нагрузке. Как правило, поводом для включения аварийного режима становится неисправность основного датчика, показаниями которого руководствуется блок управления при дозировке топлива, — датчика фазы или, иначе, датчика положения распределительного вала.

Последний тип распределенного впрыска — прямой впрыск, представляющий собой разновидность фазированного. В этой системе топливо впрыскивается не во впускной коллектор, а непосредственно в камеру сгорания каждого цилиндра.

Принцип работы распределенного впрыска топлива

Управление системой впрыска современного автомобиля осуществляет компьютер, в автомобильной терминологии носящий название электронного блока управления двигателем.

Для вычисления оптимального момента для открытия топливных форсунок и времени, в течение которого они должны оставаться открытыми, блок управления использует показания различных датчиков.

Масса воздуха, поступающего в двигатель, измеряется датчиком массового расхода воздуха. Это один из важнейших показателей. Кроме него, при определении количества топлива компьютер опирается на данные по температуре двигателя, температуре всасываемого воздуха, скорости вращения коленчатого вала, угла открытия дроссельной заслонки и динамике ее открытия. Рассчитав количество топлива, которое может полностью сгореть при данной массе воздуха в цилиндрах, компьютер подает сигнал форсункам на открытие. Сигналом служит электрический импульс нужной длительности. Во время подачи сигнала форсунки остаются в открытом положении, и топливо, которое в магистрали находится под давлением, впрыскивается во впускной коллектор.

Плюсы и минусы распределенного впрыска топлива

Первое и основное преимущество распределенного впрыска топлива – экономичность. Кроме того, в связи с более полным сгоранием топлива за один цикл автомобили с распределенным впрыском наносят меньше вреда окружающей среде вредными выбросами. При точной дозировке топлива вероятность возникновения неожиданных сбоев в работе при экстремальных режимах (преодоление крутого подъема, например) сведена практически к нулю.

Применение распределенного впрыска продлило жизнь многим популярным автомобилям, которые были бы сняты с производства в связи с низкой топливной экономичностью

Недостаток систем распределенного впрыска в достаточно сложной и всецело зависящей от электроники конструкции. В связи с большим количеством электронных компонентов диагностика и ремонт систем распределенного впрыска возможны только в условиях профессионального сервисного центра.

Распределенный и послойный впрыск топлива

На чтение 4 мин. Просмотров 649

Наиболее распространенной моделью этой системы является послойный впрыск топлива, который позволяет подавать топливную жидкость отдельно для каждого цилиндра. Эта подача осуществляется с помощью специальных распределительных форсунок.

Специальная система, подающая в цилиндры двигателя топливную жидкость, называется распределенный впрыск топлива. Компонент устанавливается на все автомобили без исключения, она может носить следующий характер:

Механический;
Распределенный;
Непосредственный;
Моновпрыск.

Система распределенного впрыска топлива

Что значит последовательность впрыска

Последовательность или фазы впрыска топлива обусловлена следующими показателями:

За один отработанный цикл двигателя каждая специальная форсунка отрабатывает одну фазу впрыска;
Время этой фазы для каждой модели автомобиля может быть разным, но при этом количество топлива в большинстве случаев одинакова.

Распределенный впрыск топлива внедряется не на каждый автомобиль, поскольку он отличается тем, что подходит только для инжекторных автомобилей. Автовладельцы, которые сталкиваются с этой системой, отмечают, что она позволяет достичь до 15 % экономии топлива.

Как работает система

Чтобы было понятно, как работает комплекс впрыска, следует рассмотреть ее подробно. Если сказать коротко, то система работает следующим образом:

Для двигателя подается смесь из топлива и воздуха;
Подача воздуха контролируется с помощью дроссельной заслонкой;
Прежде чем попасть в двигатель воздух распределяется на четыре потока;
Потом потоки накапливаются в специальном ресивере;
Кроме накопления ресивер применяется также для измерения количества воздуха;

Ресивер на двигатель устанавливается такого размера, чтобы предупредить воздушное голодание цилиндров, то есть, чтобы система обладала, все время достаточным количеством воздуха для работы. Для того чтобы впрыск воздушно-топливной осуществлялся качественно и бесперебойно на компонент установлены специальные форсунки, они располагаются поблизости от впускных клапанов.

Система распределенного впрыска топлива

Из каких механизмов состоит система

Следует перечислить, из каких исполнительных механизмов состоит комплекс впрыска топлива инжекторного автомобиля:

Бензонасос работает на нагнетание топливной смеси в специальную рампу. Чтобы давление в этой рампе было все время на определенном уровне на ней установлен механический регулятор давления. Иногда бензонасос и регулятор совмещены.

Форсунки специальные клапаны с регулируемой производительностью, которые имеют электромагнитные прецензионный характер.

Зажигательный модуль специальное устройство, предназначенное для регуляции искрообразования. Включает в себя два независимо работающих канала, которые направлены на поджиг смеси, отдельно в 1 и 4, а также во 2 и 3 цилиндрах.

Клапан предохранения – направлен на защиту всех элементов системы от впрыска повышенного давления. Давление впрыска повышается от температурного расширения топлива, сам клапан устанавливается на рампе.

Регулирование холостого хода эта часть системы обусловлено специальным регулятором, который поддерживает заданные обороты. Сам регулятор представляет собой двигатель шагового типа, он регулирует канал воздуха обводного типа в дроссельную заслонку. Это необходимо для того чтобы двигатель постоянно получал необходимое количество воздуха.

Вентилятор системного охлаждения имеет управление от электрической составляющей автомобиля и работает в зависимости от сигналов ДТОЖ.

Датчик топливного расхода подает постоянный сигнал на маршрутный компьютер или на панель управления и сообщает водителю необходимые показатели. Надо отметить, что этот датчик может работать с погрешностями, так как данный высчитываются по приблизительным показателям.

Адсорбер еще один компонент замкнутой цепи, которая регулирует пары бензина. Чаще всего такой элемент устанавливается на зарубежные автомобиля.

Схема распределенного впрыска топлива

Управление системой

Система впрыска регулируется электронным блоком управления, которые представляет собой специальный компьютер. В нем происходить определенный алгоритм обработки данных, которые показывают датчики системы. Для качественной работы этого блока необходимы следующие показатели:

Качественно и исправно работающие датчики;
Отрегулированная подача данных;
Отсутствие неполадок в прошивке блока.

Как происходит послойное смесеобразование

Во время работы послойного типа дроссельная заслонка системы практически открыта полностью, при этом заслонки впуска закрыты полностью. Поступление воздуха в камеры сгорания происходит на большой скорости, при этом образуется воздушный вихрь. Топливо при этом впрыскивается в зону свечей сгорания, на последнем этапе такта сжатия. Когда топливновоздушная смесь воспламеняется, вокруг нее образуется теплоизоляция из чистого воздуха.

Все обо всем. Каким бывает впрыск топлива?

Все современные двигатели полностью переведены со старой и изжившей себя карбюраторной системы питания на впрыск топлива в двигатель за счет инжектора. Сразу же после такой перемены в автожизни возникли противоречия применения различных инжекторных систем впрыска. Так, до сих пор между автопроизводителями ведутся споры, какая из них лучше, потому как каждая имеет свои как достоинства, так и недостатки.

Рассмотрим самые известные и повсеместно используемые системы впрыска топлива

Центральный впрыск топлива

Являясь альтернативой карбюраторной системе, впервые центральный впрыск стал применяться в 80 года XX века. Правда особой разницы между ней и карбюратором не отмечено. Здесь также имеется смешивание воздуха с топливом внутри впускного коллектора. Разница лишь в том, что на смену чувствительному и довольно сложному карбюратору пришла форсунка. Электроники здесь, конечно же, нет — все осуществляется посредством механики.

Но все же одноточечный впрыск позволял работать двигателю более мощно и, что более важно, менее затратно финансово.

Происходило это, потому что форсунка обеспечивала более точную и экономичную дозировку объема топлива. После чего возникала однородная смесь, которая могла менять свой состав мгновенно при различных условиях движения и режимах работы мотора.

Недостатки центрального впрыска

Однако, у этой системы были и свои весомые минусы. Так, например, отмечалось высокое сопротивление воздуха, который поступал в цилиндры. Потому как форсунку очень часто монтировали в корпус карбюратора, да и датчики тех времен были довольно громоздки, что затрудняло «дыхание» двигателя. В теории, такой «минус» можно было бы легко исправить — это да, но в реальной жизни тех лет устранение неравномерного поступления топливной смеси в цилиндры — было весьма проблематичной задачей. Смеси нужно было преодолеть длинный путь по трубопроводам, которые конструировались самой разнообразной длины и с разным сопротивлением. Все это привело к тому, что на данный момент центральный впрыск практически не используется. Слишком уж сложно было доработать центральную систему, легче начать заново и придумать что-нибудь новенькое.

Многоточечный или распределительный впрыск

Его основным отличием от предыдущей системы является наличие индивидуальной форсунки для каждого цилиндра во впускном патрубке. Смесь получается однородной по составу для всех цилиндров. Вначале она была исключительно механической, но эту систем постоянно совершенствовали.

Итак, в 90 годах XX века стали широко внедрять электронику. Это позволило усовершенствовать и систему питания двигателя, кроме того возникал возможность координации ее действий с остальными частями двигателя.

Потому-то современный автомобиль способен не просто сигнализировать водителю, что имеются неисправности, но и включить при необходимости аварийный режим.

В систему многоточечного впрыска были внедрены и дополнительные датчики, которые позволили переводить впрыск с параллельной на последовательную подачу топлива в двигатель. Такая схема позволила обеспечить индивидуальный расчет времени для каждого цилиндра, для того, чтобы топливо подавалось исключительно в нормированный промежуток перед тем, как откроется клапан. Несомненно, что плюсов такой схемы намного больше, она эффективнее и точнее, но и стоит намного дороже.

Прямой впрыск

При такой системе бензин попадает через форсунки непосредственно в цилиндры мотора. Историей отмечено, что сначала такая система применялась только в авиационных моторах еще во времена Второй мировой войны. Первым автомобилем с прямым впрыском был Goliath GP700. Но в послевоенный период такой вид системы впрыска топлива не был популярен в силу дороговизны топливных насосов и уникальной для данной системы головки блока цилиндров. Тогда инженерам не удалось найти оптимального баланса, точной работы и приемлемой надежности такой схемы.

Непосредственный впрыск

Рост экологических мировых проблем привел к тому, что в 90-е года прошлого столетия о прямом впрыске топлива вспомнили вновь. Первым применил эту схему концерн Mitsubishi, выпустив в 96 году серию моторов GDI, после них и другими автопроизводителями был перенят успешный опыт японцев — Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, FIAT, Peugeot-Citroen и прочие.

Объясняется это тем, что такая схема подачи топлива позволяет двигателю функционировать и на смесях с высоким содержанием воздуха, такие смеси называются обедненными, и не случайно, ведь чем меньше нужно топлива, тем выше экономичность.

Также бензин, подаваясь в цилиндры, обеспечивает повышение степени сжатия двигателя, что в свою очередь увеличивает его мощность и эффективность.

В заключении

Непосредственный впрыск, пожалуй, оптимальное решение в питании автомобиля топливом, если бы не некоторые «НО». Моторы с такой схемой довольно капризны к качеству октановой смеси, работа их отличается повышенной жесткостью и шумностью, что приводит к усилению шумоизоляции салона авто. Кроме того, работая на обедненные смеси, выделяется высокое количество оксидов азота, а борьба с ними ведется посредством усложнения конструкции мотора. Но как ни крути инжектор гораздо лучше карбюратора — и это только говоря простым языком.

Удачи и будьте аккуратны!

В статье использовано изображение с сайта www.motorpage.ru

Распределенный, непосредственный или комбинированный впрыск

Молодое поколение водителей уже и не знает, что раньше инжекторных моторов не было – почти все бензиновые силовые агрегаты были карбюраторные. Но экология и развитие технологий вытеснили их, сегодня системы подачи топлива сплошь компьютерные. Но их развитие не остановилось. Современный автомобиль с бензиновым мотором может быть оборудован тремя типами впрыска – распределенным, непосредственным или комбинированным. Чем они отличаются и какой из них лучше рассмотрим в этой статье.

На фото — распределенный впрыск топлива

Распределенный впрыск (MPI)

Формально это не первый вид впрыска, и не он пришел на смену карбюратору. Был еще так называемый моновпрыск – топливо во впускной коллектор подавала одна форсунка. Несмотря на то, что управление у нее было электронным, по сигналам с датчиков, заметного преимущества моновпрыск перед карбюратором не дал: основная проблема с оседанием топлива на стенках коллектора сохранилась. Моновпрыск популярности не получил, а автомобильные инженеры сразу перешли к впрыску распределенному.

Схема моновпрыска, стрелочка указывает на форсунку

Основная его особенность – наличие индивидуальной форсунки на каждый цилиндр. Впрыск топлива происходит во впускной коллектор, в нем происходит смесь с воздухом. Форсунки расположены около впускных клапанов, топливу не нужно блуждать по недрам коллектора, смесь получается стабильной. Уже этот факт позволил снизить расход, повысить мощность и улучшить экологичность. Кроме того, система распределенного впрыска получилась недорогой – форсунки простые, бензонасос дешевый, все отточено и хорошо работает. Неудивительно, что распределенный впрыск до сих пор остается самым популярным, особенно на недорогих автомобилях, для которых себестоимость производства и цена владения имеют важное значение.

Схема распределенного впрыска топлива

Минус у распределенного впрыска сегодня один – он достиг потолка по эффективности. Инженеры уже выжали максимум, дальше ни расход топлива снижать, ни мощность увеличить невозможно, поэтому конструкторам приходится искать новые варианты, чтобы укладываться во все более строгие экологические рамки и удовлетворять запросы покупателей, которые постоянно хотят более экономичные и более мощные автомобили.

Непосредственный впрыск (GDI)

Довольно очевидно, что главное направление улучшения характеристик – образование топливо-воздушной смеси прямо в цилиндре. Да, по сравнению с карбюратором и моновпрыском, потери топлива на проход по коллектору у распределенного впрыска заметно меньше, но они все равно есть. Что-то остается на коллекторе, что-то на впускных клапанах. Всего этого можно избежать если подавать бензин прямо в цилиндр. Так и происходит на моторах с непосредственным впрыском.

Слева распределенный впрыск MPI, справа непосредственный GDI

То, что это работает, хорошо видно по характеристикам. GDI-моторы мощнее и экономичнее собратьев с распределенным впрыском. Прибавка составляет порядка 5-10%, что не так уж и мало. Такой результат достигается не только за счет меньшей потери топлива, но и за счет гибкости, которую инженеры получают в настройке впрыска. Например, они могут «играть» с так называемым стехиометрическим числом – соотношением бензина и воздуха в смеси. Обедненные смеси, в которых мало бензина, но много воздуха, на распределенном впрыске невозможны – они просто напросто не смогут воспламениться по законам физики. У непосредственного впрыска эта проблема решена очень элегантно, бензин распыляется около свечи зажигания, рядом с ней смесь богатая, но по всему остальному цилиндру – бедная. Получается, что и с воспламенением проблем нет, и топлива используется меньше.

Еще одна перспективная тема для непосредственного впрыска – управлением моментом подачи топлива. В зависимости от нагрузки на мотор, топливо можно подавать на разных циклах движения поршня (например, на сжатии или на впуске) и получать нужный результат по соотношению мощность/экономичность. Эта сфера еще не до конца исследована и оставляет инженерам большой простор для улучшения показателей моторов.

Вид на двигатель GDI сверху

Казалось бы, непосредственный впрыск намного лучше распределенного и должен был бы его уже вытеснить. Но оказалось все не так просто. У GDI-моторов нашлись и серьезные минусы.

Во-первых, сильно усложнилась конструкция. Форсунки более дорогие и сложные, обычного насоса в баке уже не хватает, требуется использовать дополнительный ТНВД, который повышает себестоимость системы. Кроме того, очень сильно возрастают требования к качеству топлива. Форсунки и ТНВД сильнее страдают от некачественного бензина, а ремонт оказывается очень дорогим. Неудивительно, что на дешевых машинах непосредственный впрыск встречается нечасто – он реально дороже в обслуживании чем распределенный.

ТНВД двигателя 4G93

Во-вторых, обнаружились и технические проблемы. То, что бензин не проходит через впускные клапана обратилось не только в плюсы, но и в минусы для самих клапанов. Они больше не смазываются и не охлаждаются бензином. Из-за этого на машинах с непосредственным впрыском на впускных клапанах часто образуется нагар, а это приводит к неправильной работе всего мотора. Яркий пример – двигатель ЕP6 (Prince), о котором мы уже рассказывали.

Нагар на клапанах

Не удивительно, что в России первые GDI-моторы получили так сказать «плохую прессу», с российским «серным» бензином ТНВД и форсунки служили недолго, а их замена всегда была дорогой. Сейчас качество топлива чуть выросло, да и агрегаты постепенно избавляются от детских болезней, но до сих пор нужно признать, что распределенный впрыск в целом чуть более надежный чем непосредственный.

Нельзя сказать, что перечисленные недостатки ставят крест на непосредственном впрыске, но то, что они сдерживают его развитие, это точно.

Комбинированный впрыск

Популярная тема последних 5-6 лет – использование на одном моторе обоих типа инжектора. То есть у машины есть два комплекта форсунок – один установлен перед клапанами во впускном коллекторе, а второй – прямо в цилиндрах. В зависимости от настройки ЭБУ, в разных режимах может работать как одна форсунка, так другая, или вообще обе сразу – тут тоже непаханное поле для экспериментов и улучшений. Обычно в простых режимах движения используются форсунки в коллекторе, а когда нужно поднажать и от мотора требуется максимум, то подключаются форсунки в цилиндрах. Может быть и чуть иначе, настройки у каждого мотора свои.

Комбинированный впрыск топлива

Объединение впрысков помогает решить технические проблемы. Если часть бензина идет из коллектора, то впускные клапана нормально охлаждаются и смазываются. Жизнь форсунок тоже по идее должна увеличиться, ведь они теперь используются по очереди. При этом все эксперименты с бедной смесью и временем впрыска на комбинированной системе тоже возможны.

Однако проблему сложности и долговечности комбинированный впрыск не решает. У него все равно есть ТНВД, дополнительные форсунки и очень замороченная настройка. Своими силами ремонтировать такие машины очень сложно. Есть и другие заморочки в обслуживании таких машин, например, при установке ГБО, уже есть «газовые» решения, которые могут работать и с комбинированным впрыском, но они дорогие и сложные в настройке и установке.

Двигатель 2.5 Smartstream с комбинированным впрыском топлива Kia K5

На сегодняшний момент с разными типами инжекторов сложилась понятная ситуация – есть отработанная и проверенная технология (мы имеем в виду распределенный впрыск), которая за годы использования избавилась от проблем, дешева и надежна, но которая исчерпала резервы к улучшению и уже не всегда устраивает по эффективности. И есть более перспективные технологии, сложные, пока менее надежные и заметно более дорогие, но дающие лучший результат и в целом более прогрессивные. Наверное, когда-то распределенный впрыск тоже будет отправлен на свалку истории, но у нынешних покупателей машин есть выбор – либо предпочесть надежность и дешевизну, либо мощность и экономию топлива. И не факт, какой из этих выборов лучше.

Системы впрыска топлива — моно, распределенный, непосредственный

Системы впрыска топлива с внешним смесеобразованием

В системах впрыска топлива с внешним смесеобразованием приготовление топливовоздушной смеси происходит вне камеры сгорания двигателя (во впускном тракте).

Одноточечный (центральный, моно) впрыск топлива (SPI)

Одноточечный впрыск – это электронно-управляемая система впрыска топлива, в которой электромагнитная форсунка периодически впрыскивает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой (подробнее об этой системе смотрите в статье Моновпрыск)

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива (MPI)

Многоточечный впрыск создает условия для более оптимальной, по сравнению с одноточечным впрыском, работы системы смесеобразования.

Для каждого цилиндра предусмотрена топливная форсунка, через которую топливо впрыскивается непосредственно перед впускным клапаном. В качестве примера такого использования многоточечного впрыска можно назвать системы KE- и L-Jetronic.

Механическая система впрыска топлива

В механической системе впрыска топлива масса впрыскиваемого топлива определяется топливо-распределительным устройством (дозатором), от которого топливо направляется к форсунке, автоматически открывающейся при определенном давлении. Примером использования механического впрыска является система K-Jetronic с непрерывным впрыскиванием топлива.

Комбинированная электронно-механическая система впрыска топлива

Комбинированная система впрыска базируется на механической, которая для более точного управления впрыскиванием снабжена электронным блоком, управляющим режимом работы насоса и форсунок с топливо распределительным устройством. Примером комбинированного впрыска служит система KE-Jetronic.

Электронные системы впрыска топлива

Электронно управляемые системы впрыска обеспечивают прерывистый впрыск топлива форсунками с электромагнитным управлением. Масса впрыскиваемого топлива определяется временем открытия форсунки.

Примеры таких систем: L-Jetronic, LH-Jetronic и подсистема впрыска топлива системы управления двигателем Motronic.

Необходимость соблюдения жестких норм содержания вредных веществ в отработавших газах диктует высокие требования к регулированию состава топливовоздушной смеси и конструкции системы впрыска. При этом важно обеспечить как точность момента впрыска, так и точность дозировки массы впрыскиваемого топлива в зависимости от количества подаваемого воздуха.

Для выполнения этих требований в современных системах многоточечного (распределенного) впрыска топлива на каждый цилиндр двигателя приходится по электромагнитной форсунке, причем управление каждой форсункой осуществляется индивидуально. Количество впрыскиваемого топлива и корректировка момента впрыска рассчитываются для каждой форсунки в электронном блоке управления (ECU). Процесс смесеобразования улучшается за счет впрыскивания точно отмеренного количества топлива непосредственно перед впускным клапаном (или клапанами) в точно установленный момент времени. Это, в свою очередь, в значительной степени предотвращает попадание топлива на стенки впускного трубопровода, что может привести к временным отклонениям коэффициента избытка воздуха от среднего значения в неустановившемся режиме работы двигателя. Так как в многоточечной системе впрыска через впускной трубопровод проходит только воздух, трубопровод может быть выполнен таким образом, чтобы в оптимальной степени соответствовать газодинамическим характеристикам наполнения цилиндров двигателя.

Непосредственный впрыск — системы с внутренним смесеобразованием

В таких системах, называемых системами с непосредственным впрыском (DI), топливные форсунки с электромагнитным приводом, размещенные в каждом цилиндре, впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания. Смесеобразование происходит внутри цилиндра. Для обеспечения эффективного сгорания смеси существенную роль играет процесс распыления выходящего из форсунки топлива.

Во впускной трубопровод двигателя с непосредственным впрыском топлива, в отличие от двигателя с внешним смесеобразованием, подается исключительно воздух. Таким образом, исключается попадание топлива на стенки впускного трубопровода.

Если при внешнем смесеобразовании в процессе сгорания обычно присутствует однородная топливовоздушная смесь, то при внутреннем смесеобразовании двигатель может работать как с однородной, так и с неоднородной смесью.

Работа двигателя при послойном распределении смеси

Смесь при послойном распределении заряда воспламеняется только в зоне вокруг свечи зажигания. В остальных частях камеры сгорания содержатся свежая смесь и остаточные отработавшие газы двигателя без следов несгоревшего топлива. На режимах холостого хода и при малой нагрузке таким образом обеспечивается работа на обедненной смеси, что приводит к снижению расхода топлива.

Работа двигателя при наличии однородной смеси

Однородная смеси занимает полностью объем камеры сгорания (как и при внешнем смесеобразовании), и весь заряд свежего воздуха, поступившего в камеру, участвует в процессе сгорания. Поэтому этот способ образования смеси применяется в условиях работы двигателя при полной и средней нагрузках.

Другие статьи по системам впрыска топлива

Распределенный впрыск или непосредственный что лучше?

Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

Многие современные инжекторные двигатели оснащаются различной системой впрыска топлива. Уже давно ушел в историю моновпрыск, а тем более карбюратор, и сейчас остались два основных вида – это распределенный и непосредственный тип (на многих автомобилях они «скрыты» под аббревиатурами MPI и GDI). Однако простой обыватель реально не понимает в чем разница, а также — какой из них лучше. Сегодня мы закроем этот пробел в конце будет видео версия и голосование, так что читаем-смотрим-голосуем …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Действительно пришел в салон смотришь на комплектации, а там сплошные MPI или GDI, могут быть еще и ТУРБО варианты. Начинаешь спрашивать консультанта, а он однозначно хвалит непосредственный впрыск, а вот распределенный (ну если уж денег не хватает). НО чем он так хорош то? Зачем переплачивать, и тратится именно на него?

Распределенный или многоточечный впрыск топлива

Начнем именно с него, все потому что он появился первым (перед своим оппонентом). Прототипы существовали еще на заре 20века, правда они были далеко от идеала и зачастую использовали механическое управление.

Сокращение MPI (Multi Point Injection) – многоточечный распределенный впрыск. По сути это и есть современный инжектор

Сейчас с развитием электроники карбюратор и прочие системы питания, которые были на заре, уходят в прошлое. Распределенный впрыск это электронная система питания, которая основана на инжекторах (от слова injection — впрыск), топливной рампе (куда они устанавливаются), электронном насосе (который крепится в баке). Все просто ЭБУ дает приказания насосу качать топливо, оно по магистрали идет до топливной рампы, далее в инжектора и после распыляется на уровне впускного коллектора.

Но эта система также шлифовалась годами. Существуют три типа впрыска:

Одновременный. Раньше в 70 – 80 годы никого не заботила цена на бензин (стоял он дешево), также никто не думал об экологии. Поэтому впрыск топлива происходил сразу во все цилиндры, при одном обороте коленчатого вала. Это было крайне не практично, потому как обычно (в 4 цилиндровом двигателе) — два поршня работают над сжатием, а другие два отводят отработанные газы. И если подавать бензин сразу во все «горшки» то другие два просто выкинут его в глушитель. Крайне затратно по бензину и очень вредно по экологии.
Попарно-параллельный. Этот вид в распределительном впрыске как вы наверное уже догадались, происходил в два цилиндра по очереди. То есть топливо поступало именно туда, где сейчас происходит сжатие.
Фазированный тип. Это самый совершенный на данный момент метод, здесь каждая форсунка живет «своей жизнью» и управляется отдельно. Она подает бензин именно перед тактом впуска. Здесь происходит максимальная экономия смеси, а также высокая экологическая составлявшая

Я думаю с этим понятно, именно третий тип сейчас устанавливается на все современные модели автомобилей.

ГДЕ РАСПОЛАГАЕТСЯ ИНЖЕКТОР. Здесь кроется основное отличие распределительного впрыска от непосредственного. Форсунка находится на уровне впускного коллектора, рядом с блоком двигателя.

Смешение воздуха и бензина происходит именно в коллекторе. От дроссельной заслонки поступает дозированный воздух (который вы регулируете педалью газа), при достижении им форсунки впрыскивается топливо, получается смесь, которая уже затягивается через впускные клапана в цилиндры мотора (дальше сжатие, воспламенение и отвод отработанных газов).

ПЛЮСАМИ такого метода можно назвать относительную простоту конструкции, дешевизну, также сами инжектора не должны быть сложными и устойчивыми к высоким температурам (потому как не имею контакта с горючей смесью), работают дольше без очистки, не так требовательны к качеству топлива.

МИНУСЫ больший расход топлива (по сравнению с оппонентом), меньшая мощность

НО из-за простоты, дешевизны и неприхотливости устанавливаются на большое количество моторов не только бюджетного сегмента, но и D-класса.

Непосредственный впрыск

Появился не так давно, в 80 – 90 года прошлого века. Развитием активно занимались такие бренды как MERCEDES, VOLKSWAGEN, BMW и т.д.

Сокращение GDI (Gasoline Direct Injection) – впрыск непосредственно в камеру сгорания

Впрыск происходит по принципу фазированного типа, то есть каждая форсунка управляется отдельно. Зачастую они закреплены в рампу высокого давления (что-то наподобие COMMON RAIL), но бывают и отдельные элементы топливо подходит именно к каждой отдельно.

КАКОЕ ЗДЕСЬ ОТЛИЧИЕ – форсунки вкручиваются в сам блок двигателя и имеют непосредственное соприкосновение с камерой сгорания и воспламененной топливной смесью.

Воздух также подается через дроссель, далее по впускному коллектору – через клапана заходит в цилиндры мотора, после этого на цикле сжатия впрыскивается топливо, смешиваясь с воздухом и воспламеняясь от свечи. ТО есть смесь происходит непосредственно в двигателе, а не во впускном коллекторе, в этом то и кроется основная РАЗНИЦА!

ПЛЮСЫ. Топливная экономичность (может достигать до 10%), большая мощность (до 5%), лучшая экология.

МИНУСЫ. Нужно понимать форсунка находится рядом с воспламененной смесью, из этого вытекает:

Сложная конструкция
Сложное обслуживание
Дорогой ремонт и профилактика
Требование к качеству топлива (иначе банально забьется)

Как видите эффективно-технологично, но дорого обслуживать.

Что же лучше — таблица?

Предлагаю подумать, составил таблицу по плюсам того и другого типов

Распределенный (MPI) плюсы:	Непосредственный (GDI) плюсы:
Дешевый	Мощнее (около 5%)
Простой	Меньший расход (до 10%)
Работают больше без очистки	Экологичнее
Не требовательны к качеству топлива
Инжектора проще конструкция

Как видите и тот и другой тип имеют весомые преимущества перед другим, видимо пока существуют оба.

Сейчас видео версия смотрим.

А теперь голосование, как ВЫ считаете что лучше – MPI (распределенный) или GDI (непосредственный)?

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на обновления.

(23 голосов, средний: 4,78 из 5)

Впрыск топлива: прямой vs распределенный.

впрыск На вопрос о том, что делается при воздействии на педаль акселератора, можно услышать от большинства автовладельцев банальный ответ, который правильным можно назвать лишь наполовину: происходит увеличение либо уменьшение подачи топливной смеси в силовой агрегат.

На самом деле, при помощи газовой педали осуществляется управление воздухоподачей внутрь цилиндров. А в зависимости от температуры мотора и его реальной производительности, будет подано и необходимое количество топлива для приготовления оптимального состава горючей смеси.

Например, у давно устаревших двигателей с карбюратором дозировка бензина осуществлялась по принципу разрежения воздуха, находящегося за заслонкой дросселя, управление которой осуществлялось педалью «газ». Сразу стоит сказать, что дозировка бензина в таком типе силового агрегата не отличалась точностью, вследствие чего карбюраторный мотор нельзя было назвать экономичным и экологически безопасным. В итоге это и послужило толчком к полному списанию карбюраторных моторов с производства.

Карбюраторные системы впрыска топлива с успехом заменили системы форсунок, подача и впрыск топливной смеси в которых осуществляется под давлением, его обеспечивает бензонасос.

Выделяют три основных типа систем впрыска:

Однако сегодня на автомобилях применяются только последние две. Если говорить о центральной системе распределения впрыска (моновпрыске), то ее работа оказалась неэффективной, поскольку топливная смесь неравномерно распределялась по цилиндрам, а на впуске возникало значительное сопротивление, в результате чего не удалось достичь требуемого уровня экономичности. По этой причине и в связи с ужесточением норм экологической безопасности, моноврпрыск, как и карбюратор, также канул в Лету.

Относительно распределительной (многоточечной) системы впрыска MPI -Multi Point Injection можно сказать, что в ее работе также далеко не все в порядке. Однако, ее «конкуренту» – системе прямой подачи топлива, которую с конца ХХ века стал использовать на всем своем модельном ряде концерн Mitsubishi, более чем за 15 лет так и не получилось отправить MPI в отставку. Теме не менее, по прогнозам специалистов, это когда-нибудь да случится, и систему распределительного впрыска, как карбюратор и центральный впрыск отправят на «свалку автомобильной истории».

Действительно ли использование системы прямой топливоподачи настолько эффективно и оправдано, что скорое вытеснение с рынка MPI неизбежно? Дабы правильно ответить на этот вопрос, стоит провести сравнение этих систем топливоподачи.

В отличие от центрального типа топливовпрыска в этих обеих системах бензин впрыскивается через форсунку в цилиндр силового агрегата, но в распределенной системе предусмотрен впускной коллектор, через который вначале проходит топливо.

Во время прямой подачи топлива его впрыск осуществляется непосредственно в цилиндр, а точнее, в его камеру сгорания. Пожалуй, это и является главным отличием двигателей, которые у разных производителей имеют свои буквенные обозначения: CGI (Mercedes), FSI (Volkswagen), GDI (Mitsubishi), HPi (Peugeot) от модельного ряда моторов MPI.

Интересно, а чем же так хорош прямой впрыск топлива в цилиндр? Реально – ничем, если учитывать конструкционные особенности моторов. А все потому что в этом случае на создание горючей смеси и испарение паров бензина выделено слишком мало времени, чем при его прохождении через впускной коллектор, когда на выходе в цилиндр поступает уже полностью готовая смесь.

Рассмотрим и другие отличия агрегатов HPi, GDI, CGI и FSI от модельного ряда MPI-моторов:

В системе прямого впрыска, давление проходящего через форсунку топлива, в несколько десятков раз выше, нежели в системе распределенного впрыска. Это достигается благодаря применению ТНВД в конструкции силовых агрегатов с прямым топливовпрыском.
Специальная конструкция форсунок системы прямой топливоподачи позволяет раскручивать капельки бензина на выходе, благодаря чему быстрее осуществляется их испарение. В то время как вся функция форсунки распределительной системы состоит из средств формирования топливного факела.

Как видно, система топливоподачи MPI гораздо проще во всех отношениях. Но, это далеко не все. В двигателях с прямой подачей топлива на их производительность влияет распределение воздуха внутри них и количество впрыснутого топлива в цилиндры. По этой причине поршневая часть в агрегатах с системой прямого впрыска имеет сложную профилированную конструкцию.

Подобную функцию выполняют и клапаны впуска в конструкции коллектора системы прямой подачи топлива. В конструкции HPi, GDI, CGI и FSI агрегатов предусмотрено послойное образование горючей смеси. Это говорит о том, что полностью сгорает лишь небольшое количество топлива, находящееся вблизи свечи зажигания либо происходит процесс разрушения этого облака из горючего для того, чтобы сделать всю рабочую смесь более обогащенной. В силовых бензиновых агрегатах конструкции MPI каналы для впуска топлива необходимы исключительно для впрыска смеси бензина с воздухом в цилиндры, поэтому они не имеют заслонок и винтовой формы, как моторы с прямой топливоподачей.

Такими «наворотами» перечисление отличий системы прямой подачи топлива от распределенной не заканчивается. Однако, большинство заметных моментов уже описаны выше. Если копнуть поглубже, то стоит отметить, что топливный насос высокого давления, наличие специального впускного коллектора, поршневой части особой конструкции и сложной системы форсунок отчасти можно отнести к недостаткам, наличие которых вовсе не говорит, что лишенным этого двигателям MPI придется сойти с дистанции. Во всяком случае, в ближайшее время.

Но, рано или поздно, это все же произойдет. И опять-таки по той же причине, которая относительно недавно сделала карбюратор и систему центральной подачи топлива достоянием политехнических музеев – отсутствие у системы распределенной подачи бензина высоких показателей экономии топлива без потери мощности силового агрегата, и большое количество вредных соединений в выхлопных газах автомобиля. Проведенные тестирования систем топливоподачи выявили, что силовые агрегаты с системой прямого впрыска топлива в отличие от других моторов, имеющих одинаковый объем, позволяют экономить порядка 20-25% топлива, при этом их мощность возрастает на 10%. Естественно, что ни один из существующих автопроизводителей не станет пренебрегать заявленными удовольствиями!

Но, наличие большого количества преимуществ вовсе не говорит об отсутствии недостатков. У системы прямой подачи топлива есть свой «скелет в шкафу». Если рассматривать экологическую составляющую использования прямого впрыска, то она практически идеальна, за исключением одного «но» – повышенного содержания сажи в выхлопных газах. Это и делает систему прямой топливоподачи единственным конкурентом дизельным силовым агрегатам. А это уже реальная возможность FSI поладить с MPI. Это было бы классно, но, во всяком случае, этим системам придется ладить друг с другом в одном двигателе.

Именно эту идею и воплотили в жизнь конструкторы компании Volkswagen, объединив в одном моторе обе системы MPI и FSI. Двигатели 1,8 и 2,0 TFSI относятся к третьему поколению агрегатов EA888.

Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?

Дорогие друзья, сегодня узнаем много интересного о впрыске системы питания. И так: распределенный впрыск топлива или непосредственный? Что лучше и чем они отличаются?

Допустим у вас пришло время осуществить вашу мечту и вы серьезно взялись за выбор автомобиля. Дело серьёзное, и если выбор цвета и формы машины даётся довольно легко, то с подбором типа мотора могут возникнуть трудности, особенно у неподготовленных в техническом плане людей.

Если так, тогда вам однозначно следует внимательно прочитать эту статью.

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Не секрет, что распределённый впрыск топлива (инжекция) – это современная технология, тесно связанная со сложной электроникой. Главной её «фишкой» является наличие индивидуальной форсунки у каждого цилиндра бензинового мотора.

Но, на самом деле, похожие системы, правда, имеющие механическое управление, появились ещё в конце ХIХ – начале ХХ веков. Использовались они в авиации, в гоночных машинах и иногда их интерпретации даже выходили на массовый автомобильный рынок.

Настоящий же бум распределенный впрыск пережил с появлением доступных микропроцессоров в конце 80-х годов и пользуется уважением у производителей транспортных средств и по сей день.

Перейдём к принципу работы и разновидностям системы распределенного впрыска (кстати, её ещё называют многоточечной системой).

Как мы уже упомянули, ключевой особенностью данной технологии являются топливные форсунки, которые устанавливаются по одной перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя.

Таким образом, в отличие от моновпрыска, удаётся добиться равномерного распределения топливно-воздушной смеси по цилиндрам, а также точной её дозировки.

В целом данная схема расположения форсунок позволила инженерам значительно повысить экологичность моторов, а также сделать их менее прожорливыми. Контролирует весь этот ансамбль электронный блок управления (ЭБУ).

Он при помощи многочисленных датчиков, передающих данные о температуре, положении педали газа, количестве поступающего воздуха и прочих параметрах, вычисляет оптимальный объём бензина для впрыска и в нужный для этого момент подаёт управляющий сигнал на открытие форсунок.

Момент впрыск топлива

Кстати, о времени открытия форсунок. Тут не всё так просто, и системы распределённого впрыска различаются в зависимости от того, в каком порядке происходит активация этих элементов. Существуют такие варианты впрыска:

одновременный;
попарно-параллельный;
фазированный.

Одновременный

При одновременной инжекции бензина все форсунки открываются единомоментно, и происходит это за один полный рабочий цикл двигателя (два оборота коленчатого вала). Не считаю это разумным ходом и не понимаю зачем лишний расход топлива.

Видимо это практиковалось на заре изобретения такого метода, когда не очень беспокоились об экологии и бензин был дешевый.

Попарно-параллельный

При попарно-параллельном открытии процесс разбивается таким образом, чтобы в один момент времени впрыск производили только две форсунки и только тех цилиндров, которые переходят в такты впуска и выпуска.

Здесь тоже наблюдается лишний впрыск, зачем он нужен в такте выпуска. Говорят это помогает при запуске двигателя в аварийном режиме. Ну хоть единовременно, и то хорошо.

Фазированный

Но самым современным из перечисленной тройки является фазированный алгоритм работы системы распределенного впрыска топлива и используется в современных автомобилях. Он предусматривает включение каждой форсунки непосредственно перед тактом впуска соответствующего ей цилиндра. Это конечно разумно и правильно.

Главное в таком впрыске то, что форсунка впрыскивает топливную смесь во впускной коллектор на входе в цилиндр, непосредственно на впускной клапан. Впрыск производится на такте ВПУСК.

В погоне за показателями

Выше мы уже говорили о том, что система многоточечной инжекции позволила двигателям стать гораздо более «чистыми» по сравнению с предшественниками, оснащёнными моновпрыском или карбюратором.

Тем не менее, защитникам окружающей среды этого было мало и с каждым годом автопроизводителям приходилось учитывать всё более жёсткие экологические нормы.

Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

А вот в чем. Как уже было сказано выше, при распределенном впрыске, смесь поступает в коллектор в область впускного клапана. А при непосредственном впрыске, прямо в камеру сгорания, минуя впускной коллектор.

Непосредственный впрыск

Непосредственный впрыск более точен и подаваемое давление топливной смеси выше, чем у распределенного впрыска. Такой принцип экономичнее (до 20% экономии топлива). экологичнее (топливо лучше сгорает). Но все же такой тип системы не лишен недоствтков и конструкторы пошли дальше.

А вот что из этого вышло, и какие технологии появились в результате, в Комбинированная система впрыска топлива TFSI.

Просто о сложном: что такое непосредственный впрыск топлива

Например, всё тот же пресловутый TSI. Известно, что бензина потребляет мало, а едет не по-силам шустро. Да в общем-то, уже практически все крупные автопроизводители перешли на непосредственный впрыск. А как он устроен и чем отличается от “посредственного”? 🙂 Давайте разбираться.
Вообще, для начала неплохо бы рассмотреть, чем в принципе система с впрыском топлива (она же инжекторная) отличается от “дедушки” всех топливных систем автомобиля – карбюратора. Но об этом я расскажу как-нибудь позже, а сегодня поговорим об отличиях непосредственного впрыска бензина от распределенного – классического, то бишь.

Пройдя нелегкий путь от топливного бака до топливной рейки двигателя, бензин попадает в цилиндры. Это общая очевидная схема. А вот далее начинаются различия.

Распределенный впрыск

В системе с распределенным впрыском топлива форсунка (это устройство, распрыскивающие топливо в виде мелкодисперсной пыли) установлена во впускном коллекторе – по одной перед каждым цилиндром. То есть она расположена перед впускным клапаном.

Что происходит в процессе работы: на такте впуска, когда поршень идет вниз и впускной клапан открывается, форсунка впрыскивает необходимое количество топлива во впускной коллектор, где он, перемешиваясь с воздухом, попадает в цилиндр уже в виде готовой топливо-воздушной смеси. После чего, на такте сжатия смесь эта сжимается и поджигается свечой.

Непосредственный впрыск

А вот в случае с непосредственным впрыском, форсунка стоит в головке блока цилиндров и часть ее “торчит” непосредственно (ага) в камере сгорания. И топливо впрыскивается не на такте впуска, а в конце такта сжатия, когда и перемешивается с воздухом – уже практически в момент поджига свечой.
Примечание . Здесь стоит отметить, что системы непосредственного впрыска имеют разные алогоритмы подачи топлива – в том числе и такой, когда подача осуществляется и на такте впуска, и на такте сжатия.

Отличия друг от друга

Ниже на картинке я очень схематично сравнил момент работы этих двух систем. Но не вдаваясь в технические тонкости процесса, здесь просто нужно понять главное отличие этих двух вариантов питания:

В системе с распределенным впрыском в цилиндры поступает уже готовая смесь воздуха и бензина. В системе с непосредственным впрыском топливо подается отдельно, смешиваясь с воздухом уже в цилиндре.

Логично задать вопрос: какие плюсы дает второй вариант?

Основных преимуществ целая куча:

Конечно, топливная экономичность. Системы с непосредственным впрыском ( далее – НВ ) умеют работать на сверхбедных составах смеси. Так, широко распространенный двигатель 1.8 TSI от Volkswagen на холостых “нюхает” всего около 0.6-0.7 литра в час.
Второй конек таких систем – удельная мощность на единицу объема. Другими словами, двигатель с НВ будет на 10-15% мощнее своего аналога одинакового объема с классической распределенной системой питания. Это достигается за счет как более точной дозировки топлива в различных режимах работы двигателя, так и за счет более оптимизированной схемы смешивания с воздухом и последующего более эффективного сгорания смеси.
Хоть и мало кого в нашей стране волнует, но экологичность. Собственно, это является следствием всего вышеперечисленного. Меньше расход топлива – меньше накоптит воздух, если говорить по-простому. Плюс, возможность работы на сверхбедных смесях и более эффективное (т.е., более полное, без “сажи”) сгорание, сами по себе делают выхлоп более чистым.

Разумеется, нельзя не сказать и о недостатках, куда же без них. 🙂

Дорого. Топливная аппаратура систем с НВ на порядок дороже и сложнее классических.
Высокая чувствительность к качеству топлива. Кстати, один из основополагающих факторов отпугивания людей при покупке машины с НВ. Наверняка многие помнят байки, как первопроходцы систем с непосредственным впрыском (японцы со своим GDI) могли запросто и враз помереть после одной заправки в какой-нибудь деревне, в те самые веселые 90-е годы. Так вот, байки-байками, а таки действительно могли.

Конечно, сейчас такие системы питания уже давно отлажены и получили широчайшее распространение, а качество бензина в крупных городах даже у нас в целом стало более-менее сносным. Так что, не нужно поддаваться паранойе: если вы не планируете регулярно эксплуатировать такую машину глубоко в “Васюках”, то всё будет хорошо. Скажу больше – на непосредственный впрыск постепенно переходят даже недорогие бренды, а носителями таких моторов становятся модели всё доступнее по классу.

Надеюсь, кому-то было полезно!

P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке! Делитесь в соцсетях!

Другие мои статьи на авто тему ниже и также в журнале Дзен OVER9000:

Источники:

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/avtomobilnye-novosti/avtomobilnye-video/avto-blogger/mpi-ili-gdi-raspredelennyj-ili-neposredstvennyj-vprysk-pravilnyj-vybor/

http://mashinapro.ru/1418-vprysk-topliva-pryamoy-vs-raspredelennyy.html

http://auto-ru.ru/raspredelennyj-vprysk-ili-neposredstvennyj-chto-luchshe.html

http://zen.yandex.ru/media/id/5ace229f830905913c2e123d/5b20c6464826776dc09924f9

http://bodybeat.ru/feeds/workshop-raskatka-arok/

Непосредственный и распределенный впрыск: что это такое и в чем разница? | Владимирский тяжеловоз

Часто при описании характеристик двигателя мы видим обозначения MPI и GDI. Если спросить об этом какого-нибудь консультанта в автосалоне или даже первого попавшегося сервисмена, он наверняка начнет рассказывать про преимущества непосредственного впрыска и говорить, что распределенный впрыск – это вообще вчерашний день. Давайте простым языком попробуем описать, в чем же разница и что лучше.

Распределенный впрыск (MPI)– система более старая. Придумали ее вместе с самыми первыми инжекторами. Основной смысл распределенного впрыска заключается в том, что воздушно-топливная смесь приготавливается во впускном коллекторе. То есть топливные форсунки находятся, грубо говоря, в коллекторе. Туда же поступает и воздух посредством открытия дроссельной заслонки. Образуется смесь, которая потом засасывается в цилиндры через клапана под действием разрежения от хода поршня.

Но не надо думать, что распределенный впрыск – это что-то из прошлого. Двигатели с распределенным впрыском производят и сейчас, просто они считаются менее технологичными и, соответственно, меньше стоят.

Непосредственный впрыск (GDI)– это когда образование смеси происходит прямо внутри цилиндра. Форсунки располагаются в блоке двигателя по одной на каждый цилиндр, и топливо впрыскивается уже непосредственно в цилиндр в нужной фазе. Из принципа работы вытекают и преимущества каждого вида. Распределенный впрыск более простой и надежный, так как форсунки не контактируют с камерой сгорания. Это был следующий шаг после карбюратора, намного более эффективный в плане мощности, но, увы, проигрывающий непосредственному впрыску как более технологичному.

Непосредственный впрыск сложнее за счет необходимости ювелирной настройки работы каждой из форсунок, однако и мощности он снимает больше примерно процентов на пять-десять с одного и того же объема. Также он более экономичен, но тоже не намного. Минусы у непосредственного впрыска тоже есть – двигатель более технологичный, а значит и дорогой. В случае поломки ремонт будет стоить дороже, чем у двигателя с распределенным впрыском. Ну, и к качеству топлива, пожалуй, непосредственный впрыск тоже чуть более требователен.

Постарался вкратце и простыми словами описать разницу между непосредственным и распределенным впрыском. Если есть какие-то неточности – пишите, будем исправлять! «Владимирский тяжеловоз» всегда к вашим услугам!

Моделирование процессов распределения после внутримышечной инъекции in vitro

Существует острая потребность в испытательных установках для испытания растворения in vitro для внутримышечных лекарственных форм. Особенно биорелевантные методы необходимы для реалистичного прогнозирования поведения in vivo вновь разработанных лекарственных форм. Отсутствуют сведения о критических параметрах in vivo , влияющих на высвобождение и абсорбцию лекарственного средства, вводимого внутримышечно.В представленной работе основное внимание уделялось моделированию перфузии крови и мышечной ткани. Твердый агарозный гель, включенный в пену с открытыми порами, использовали для имитации гелевой фазы мышечной ткани и вводили в проточную ячейку. Вводился водный раствор флюоресцеина натрия. По сравнению с недавно полученными результатами in vivo распределение модельного вещества было очень медленным. Кроме того, агарозный гель с более низкой вязкостью, пена с открытыми порами и фосфатно-солевой буферный раствор pH 7.4 были реализованы в многоканальной керамической мембране, служащей держателем для материала, имитирующего мышцы. Среду, имитирующую высвобождение крови, перфузировали через керамическую мембрану, включая наполнители. Транспорт растворенного флюоресцеина натрия в случае геля определялся не только диффузией, но также процессами конвективного переноса. Чем более реалистичны были материалы, моделирующие мышцы, тем менее воспроизводимые результаты были получены с разработанными испытательными установками.

1 Введение

Депо-составы длительного действия для подкожного или внутримышечного применения становятся все более популярными в фармацевтической промышленности в качестве систем доставки лекарств. Они предлагают преимущество постоянного высвобождения лекарственного средства в течение длительного периода времени и, следовательно, меньшие колебания уровней в плазме по сравнению с ежедневным применением других лекарственных форм. Кроме того, можно обойти желудочно-кишечный путь, что очень полезно для лекарств с проблемами стабильности в желудочно-кишечном тракте или с небольшим окном абсорбции в тонком кишечнике.Тем не менее, отсутствуют методов растворения in vitro для парентерально вводимых лекарственных форм [1]. Это может быть вызвано большой вариабельностью парентерально применяемых препаратов, но также и отсутствием данных, описывающих наиболее важные параметры, влияющие на абсорбцию лекарственного средства in vivo . В следующей работе основное внимание было уделено лекарственным формам, применяемым внутримышечно. Ожидается, что, наряду с другими параметрами, кровоток в мышечной ткани, формирование депо и точное место инъекции в мышечной ткани являются критическими переменными для абсорбции лекарственного средства в системный кровоток [2].Эти параметры были учтены в представленном исследовании in vitro . Таким образом, целью исследования было смоделировать процесс инъекции в мышечную ткань, кровоток через мышечную ткань (и вводимое депо) и саму мышечную ткань.

2 Материал и методы

Для имитации гелевой фазы мышечной ткани, заключенной между мышечными волокнами, использовали пену с открытыми порами (Carpenter ^®, Германия) в сочетании с 2% гелем агарозы.Термообратимый гель агарозы нагревали до 90 ° C и, следовательно, вводили в пену перед охлаждением и затвердеванием. Пена состояла из четырех радиально расположенных полостей. Перед затвердеванием гелевой фазы пену закрепляли на металлических стержнях, прикрепленных через резьбу к пластине из нержавеющей стали. Эта пластина была вставлена в проточную ячейку (FTC), которая имела коническую часть, которая была укорочена на 10 мм в пользу цилиндрической части по сравнению с компендиальной FTC для таблеток (см. Рисунок 1).

Рисунок 1

Приготовленный гелево-пеноблок с введенным депо в FTC. (Стрелка указывает направление потока выпускной среды).

После того, как гель стал твердым, металлические стержни были удалены и 30 мкл водного раствора флуоресцеина натрия были введены централизованно, используя трафарет для инъекций, в блок гелевой пены. Следовательно, блок перфузировали (35 мл / мин) внутри FTC с помощью высвобождающей среды (фосфатный буферный раствор, pH 7,4, PBS, 37 ° C), работающей в закрытой системе.В заранее определенные моменты времени образцы были взяты из резервуара и заменены свежим буфером. Содержание флуоресцеина в образцах определяли количественно с использованием флюоресцентного ридера (Varioskan Flash Multimode Reader, Thermo Fisher Scientific, США) с калибровочными образцами на каждом планшете с лунками. Кроме того, форма депо наблюдалась в определенные моменты времени после инъекции водного раствора метиленового синего путем разрезания блока пополам.

Помимо гелевого пеноблока, та же пена, насыщенная раствором PBS, и агарозные гели с более низкой вязкостью были протестированы в качестве материалов, имитирующих мышечную ткань, потенциально более реалистично отражающих условия in vivo .Установка для тестирования высвобождения должна была позволить реализовать нетвердый агарозный гель. Для этого в качестве держателя использовалась пористая многоканальная керамическая мембрана (inopor ^®, Германия), пропитанная разделительной средой. После этого 30 мкл водного раствора флюоресцеина натрия вводили централизованно в заполненную внутреннюю полость. Помимо 0,05% пены и агарозного геля, в качестве наполнителя использовался PBS. На полость, снабженную трубкой, устанавливалась заглушка (см. Рисунок 2).Подготовленную мембрану затем помещали в химический стакан, наполненный 500 мл PBS. Перистальтический насос выводил среду из стакана по трубке через внутреннюю полость керамической мембраны. Скорость потока была установлена на 2 мл / мин. Благодаря пористой структуре среда прошла через мембрану и рециркулировала в резервуар. В определенные моменты времени образцы были взяты из резервуара и заменены свежим буфером. Количественное определение вещества в образцах проводили с помощью флуоресцентной спектроскопии, как указано выше.

Рисунок 2

Готовая керамическая мембрана с введенным депо. (Стрелка указывает направление потока выпускной среды).

3 Результаты

Гелевые пеноблоки позволяли вводить водное депо. Депо растекалось с течением времени и медленно удалялось после перфузии PBS (см. Рисунок 3).

Рис. 3

Распространение водного депо метиленового синего, вводимого централизованно в пеноблок из агарозы с четырьмя радиально расположенными полостями и перфузируемого со скоростью 35 мл / мин в модифицированном FTC.

Примерно через 30 часов после инъекции водного раствора флуоресцеина натрия 100% введенного количества было обнаружено в высвобождающей среде. Стандартные отклонения в течение первых 12 часов были значительными (см. Рисунок 4).

Рис. 4

Распределение флуоресцеина натрия в высвобождающей среде после инъекции водного раствора в пеноблок из агарозы, расположенный в FTC, перфузируемый со скоростью 35 мл / мин с течением времени. (n = 3; MW ± SD).

Также использованная пена с открытыми порами, которая была насыщена PBS, позволяла вводить водный раствор и образовывать депо.Тем не менее, депо оставалось стабильным только в течение нескольких минут, прежде чем распространиться по всей пене. Было обнаружено, что гель агарозы с концентрацией 0,05% без структуры пены приводил к образованию депо. Процесс распределения был медленнее и более контролируемым, чем в пенопласте, пропитанном PBS (результаты не показаны), но быстрее, чем в блоке гелевой пены (Рисунок 5).

Рис. 5

Распространение водного депо (метиленовый синий), вводимого в 0,05% -ном агарозном геле с течением времени.

На фиг. 6 показаны кривые, описывающие распределение введенного натрий-флуоресцеина из PBS, 0,05% -ного агарозного геля и пены с открытыми порами, расположенных внутри керамической мембраны в высвобождающей среде с течением времени. Наиболее быстрое распределение произошло после инъекции в PBS, достигнув плато примерно через 15 мин. Более медленный процесс распределения, занимающий около 60 минут, наблюдался с использованием пены, а также геля агарозы. Распределение вещества из агарозного геля не было завершено за это время и показало плато между 10 и 40 мин.Стандартные отклонения в случае пены и особенно в случае геля агарозы были значительными. Заполнение внутренней полости керамической мембраны PBS привело к более воспроизводимым результатам.

Рисунок 6

Распределение флюоресцеина натрия в высвобождающей среде после инъекции водного раствора во внутреннюю полость керамической мембраны, заполненной PBS pH 7,4, агарозным гелем 0,05% или пеной с открытыми порами, перфузируемой в объеме 2 мл / мин за время. (n = 3; MW ± SD).

4 Обсуждение

Ожидается, что степень влияния различных физиологических параметров, влияющих на высвобождение и абсорбцию лекарственного средства после внутримышечного применения, не является постоянной, а зависит от состава. В представленном исследовании основное внимание уделялось моделированию перфузии крови, что, как считается, актуально, особенно в быстро высвобождающихся лекарственных формах [3], и моделированию мышечной ткани, влияющей на формирование депо и времени. для удаления депо из мышечной ткани [2].Применение FTC-системы позволяет моделировать перфузию крови через мышечную ткань. Скорость потока можно легко настроить. Объемы выпускаемой среды были выбраны с учетом поддержания условий поглощения. Несмотря на то, что in vivo не присутствуют в условиях поглощения, крайне важно поддерживать их in vitro для достижения воспроизводимых результатов. Как правило, мышечная ткань состоит из мышечных волокон, окруженных соединительной тканью. Соединительная ткань состоит из каркаса из коллагеновых волокон, в который заключена гелевая фаза.Поскольку инъекция в окружающую соединительную ткань с большой вероятностью представляет собой имитацию этой ткани для имитации мышечной ткани, представляется многообещающим подходом. In vitro в качестве гидрогеля использовали агарозный гель. Поскольку целью было внедрение и перфузия имитированной мышечной ткани в FTC, она должна была иметь твердую консистенцию. Введение в твердый гель приводило к обратному току по пункционному каналу. Следовательно, гель был включен в пену с открытыми порами, нарушая плотный каркас геля и давая возможность формировать депо.Поскольку должна была быть возможна диффузия растворенного модельного вещества через каркас, пришлось использовать пенопласт с открытыми порами. Недавно описанное исследование in vivo на крысах [2] показало, что водные депо удаляются из мышечной ткани в течение 2-6 часов, в то время как максимальные уровни в плазме крови были достигнуты уже в течение примерно 30 минут после инъекции. Таким образом, процессы абсорбции завершались не позднее, чем через 2 ч, когда количество препарата в крови больше не определялось [2]. Намного больше времени потребовалось для растекания и удаления депо в гелево-пеноблоке.Время, необходимое для того, чтобы все количество введенного модельного вещества было обнаружено в высвобождающей среде, составляло около 30 часов. Таким образом, процесс диффузии через твердый гель был медленнее, чем процесс диффузии молекул лекарства в мышечной ткани. Кроме того, стандартные отклонения между отдельными испытаниями были очень высокими. Одной из причин этого может быть неровная текстура гелевого пеноблока. Другой причиной может быть невоспроизводимая техника впрыска, хотя стандартизация глубины и угла впрыска обеспечивалась с помощью трафарета впрыска.

Считается, что in vivo перенос растворенного вещества определяется не только его диффузией, но и процессами конвективного переноса. Кроме того, вязкость гелевой фазы мышечной ткани значительно ниже, чем у твердого гидрогеля. По этой причине была применена другая тестовая установка. Гель агарозы с низкой вязкостью, позволяющий инъекцию и формирование депо без включения геля в пену, и пена без использования геля были протестированы как материалы, имитирующие мышцы.Поскольку 0,05% гель агарозы находится в жидком состоянии, внедрение в FTC было невозможно. В качестве держателя для этого материала использовалась пористая керамическая мембрана. Чтобы перфузировать имитированную мышечную ткань, с учетом механизмов конвективного переноса, выделяющую среду прокачивали через мембрану, заполненную пеной, 0,05% гелем агарозы или PBS, после инъекции водного раствора флуоресцеина натрия. PBS использовали в качестве наполнителя, чтобы исследовать влияние керамической мембраны как барьера.Новая испытательная установка позволила ускорить время, необходимое для полного распределения введенного модельного вещества в высвобождающую среду, до 10–60 мин. Это лучше отражает время, необходимое для полной абсорбции in vivo . В случае заполнения пены или геля с низкой вязкостью во внутренней полости мембраны время достижения плато увеличивалось по сравнению с заполнением PBS. Таким образом, пломбировочные материалы в большей степени влияют на распределение флюоресцеина, чем сама керамика.Кроме того, стандартные отклонения значительно увеличивались при использовании материалов, имитирующих мышцы. Результаты больше не воспроизводились. В случае агарозного геля причиной этого могут быть разные процессы разбавления геля из-за перфузии керамической мембраны. Не исключено образование жидких гнезд, влияющих на время переноса растворенного модельного вещества. В случае PBS и пены могут играть роль только процессы конвективного переноса. Использование агарозного геля требует переноса посредством диффузионных и конвективных процессов, но невоспроизводимым образом.

Таким образом, представленные испытательные установки отражают in vivo условий в некоторых частях. Чем более биологически релевантным разработан метод, тем больше проблем возникает при получении воспроизводимых результатов. Тем не менее, это может указывать на то, что наблюдаемая высокая вариабельность уровней in vivo в плазме после внутримышечной инъекции может быть результатом строения мышечной ткани и, следовательно, зависеть от места инъекции.

Авторы благодарят inopor ^® и Carpenter ^® за щедрые поставки керамических мембран и вспененных материалов с открытыми порами.

Заявление автора

Финансирование исследований: Финансовая поддержка со стороны Федерального министерства образования и исследований (BMBF) в рамках Remedis выражается с благодарностью. Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Материалы и методы: Информированное согласие: Информированное согласие не применимо. Этическое одобрение: Проведенное исследование не связано ни с использованием людей, ни с животными.

Ссылки

[1] Martinez MN, Rathbone MJ, Burgess D, Huynh M. Краткое изложение итогов совместного семинара AAPS / CRS по критическим переменным свойствам парентеральных продуктов с замедленным высвобождением in vitro и in vivo.J Control Release. 2010; 142: 2–7. Искать в Google Scholar

[2] Пробст М., Кюн Дж.П., Шойх Э., Зейдлитц А., Хадлих С., Эверт К. и др. Weitschies, Одновременная магнитно-резонансная томография и фармакокинетический анализ внутримышечных депо. J Control Release. 2016; 227: 1–12. Искать в Google Scholar

[3] Сони С.Д., Уайлс Д., Шифф А., Бамра Дж. Уровни флуфеназин деканоата в плазме. Воздействие на место инъекции, массаж и мышечную активность. Br J Psychiatry. 1998. 153: 382–4. Искать в Google Scholar

Опубликовано в Интернете: 2016-9-30

Опубликовано в печати: 2016-9-1

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 License.

Распространение ДНК-вакцин определяет их иммуногенность после внутримышечной инъекции мышам

Реферат

Внутримышечная инъекция ДНК-вакцин вызывает сильные гуморальные и клеточные иммунные ответы у мышей. Однако ДНК-вакцины менее эффективны на более крупных моделях животных и на людях. Чтобы лучше понять факторы, ограничивающие эффективность ДНК-вакцин, мы использовали плазмидную ДНК, меченную флуоресценцией, у мышей, чтобы: 1) определить макроскопическое и микроскопическое распределение ДНК после инъекции в переднюю большеберцовую мышцу, 2) охарактеризовать клеточное поглощение и экспрессию. ДНК в мышцах и дренирующих лимфатических узлах, и 3) определить влияние модификации распределения ДНК и клеточного поглощения путем изменения объема или электропорации на величину иммунного ответа.Введение стандартной дозы 50 мкл привело к быстрой дисперсии меченой ДНК по всей мышце. ДНК интернализовалась в течение 5 минут мышечными клетками рядом с местом инъекции и в течение нескольких часов клетками, расположенными вдоль мышечных волокон и в дренирующих лимфатических узлах. Гистохимическое окрашивание и анализ экспрессии мРНК в изолированных клетках с помощью ОТ-ПЦР показали, что трансген обнаружимо экспрессируется только мышечными клетками, несмотря на значительное поглощение ДНК немышечными клетками. Уменьшение объема инъекции до 5 мкл привело к существенно меньшему поглощению и экспрессии ДНК мышечными клетками и, соответственно, более низким иммунным ответам против трансгенного продукта.Однако экспрессия и иммуногенность восстанавливались, когда за инъекцией 5 мкл следовала электропорация in vivo. Эти данные показывают, что распределение и клеточное поглощение значительно влияют на иммуногенность ДНК-вакцин.

Иммунизация ДНК-вакцинами приводит к гуморальным и клеточным иммунным ответам, которые защищают от болезней на доклинических моделях инфекционных заболеваний, рака и аутоиммунитета (см. Обзор в ссылке 1). У мышей ДНК-вакцины легко индуцируют сильный клеточно-опосредованный иммунитет, хотя ответы антител обычно слабее, чем у соответствующих вакцин на основе белка, вводимых с адъювантом (2).У более крупных животных многократная иммунизация высокими дозами ДНК часто приводит лишь к умеренным иммунным ответам (3). Несколько недавних клинических испытаний продемонстрировали иммуногенность ДНК-вакцин для людей, хотя их эффективность ограничена по причинам, которые до сих пор неясны (4, 5, 6). Эти ограничения должны быть поняты, прежде чем ДНК-вакцины смогут полностью раскрыть свой потенциал.

Механизмы действия ДНК-вакцин в основном изучались на мышах с использованием внутрикожного или внутрикожного введения.м. пути иммунизации. Кератиноциты являются основным местом экспрессии трансгена после внутрикожного введения путем бомбардировки частицами (7), тогда как мышечные клетки в основном экспрессируют трансген, введенный внутримышечно. путем инъекции иглы. Однако дендритные клетки костного мозга играют центральную роль в индукции иммунных ответов ДНК-вакцинами, использующими любой путь иммунизации (8, 9, 10, 11, 12, 13). Иммунные ответы стимулируются продуктом трансгена, экспрессируемым трансфицированными дендритными клетками (прямое праймирование) или нелимфоидными клетками (кросс-прайминг).

Факторы, ограничивающие иммуногенность ДНК-вакцины, полностью не идентифицированы. Кроме того, еще предстоит полностью определить относительный вклад нелимфоидных и дендритных клеток в инициирование и величину иммунных ответов. Следовательно, цели настоящего исследования заключались в том, чтобы: 1) определить макроскопическое и микроскопическое распределение ДНК после внутримышечной инъекции. инъекции, 2) охарактеризовать клеточное поглощение и экспрессию ДНК в мышцах и дренирующих лимфатических узлах, и 3) определить влияние изменения распределения ДНК на величину иммунного ответа.

Чтобы ответить на эти вопросы, мы проследили распределение функциональной флуоресцентно-меченной ДНК после внутримышечной инъекции. инъекция мышам BALB / c. Распределение и клеточное поглощение меченой ДНК исследовали с помощью флуоресцентной и конфокальной микроскопии в передней большеберцовой мышце и дренирующих лимфатических узлах в течение 5 минут и через 24 часа после инъекции. Мононуклеарные клетки (MNC) ³, которые интернализовали меченую ДНК, были охарактеризованы проточной цитометрией после выделения путем ферментативного расщепления ткани с последующим разделением клеток в градиенте плотности.За экспрессией трансгена следили с помощью ОТ-ПЦР и гистохимического окрашивания. Наконец, мы исследовали влияние изменения распределения ДНК-вакцины на экспрессию и иммуногенность Ag за счет уменьшения объема инъекции и электропорации. Мы обнаружили, что распределение и клеточное поглощение существенно ограничивают эффективность ДНК-вакцины. Следовательно, методы, улучшающие доставку ДНК, должны оказаться полезными при разработке улучшенных ДНК-вакцин.

Материалы и методы

Животные

Беспатогенных мышей BALB / c в возрасте 6–8 недель были получены из лабораторий Charles River (Холлистер, Калифорния).Все экспериментальные процедуры были одобрены Комитетом по исследованиям на животных Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Комитетом по уходу и использованию животных корпорации Chiron.

Плазмиды

Распределение ДНК in vivo отслеживали с использованием плазмидной ДНК, которая была непосредственно и необратимо помечена флуоресцентно-меченным «зажимом» пептидной нуклеиновой кислоты (Gene Therapy Systems, Сан-Диего, Калифорния). Функция и конформация меченой плазмиды, полученной таким образом, не изменяются (14).ДНК, меченная родамином или FITC, содержала промотор предраннего гена CMV и интрон А на 5′-конце кДНК, кодирующей β-галактозидазу. Плазмида pCMVlux содержала промотор CMV и кДНК, кодирующую ген люциферазы светлячка (15). Плазмида CMVgagmodSF2 содержала промотор CMV и кДНК, кодирующую ген gag штамма SF2 ВИЧ (16).

Иммунизация

Доза вакцины содержала 10 мкг меченой родамином ДНК, кодирующей β-галактозидазу (системы генной терапии), или 10 мкг немеченой ДНК ВИЧ gag (ранее было продемонстрировано, что это эффективная доза (17)), растворенных в PBS, pH 7.4. Анестезированных мышей (87 мг / кг кетамина и 13 мг / кг ксилазина внутрибрюшинно) иммунизировали однократной дозой вакцины, вводимой под прямым углом к коже в центральную часть правой передней большеберцовой мышцы с помощью туберкулинового шприца на 0,5 мл или шприц Гамильтона на 0,025 мл с иглой 28-го размера. Чтобы контролировать глубину проникновения иглы, иглу закрывали полиэтиленовой трубкой (внутренний диаметр 0,38 мм), чтобы обнажить только 2 мм фаски. Скорость закачки составляла 10 мкл / с. Распределение одной метки (контроль) оценивали путем инъекции 50-мкл дозы меченой родамином пептидной нуклеиновой кислоты, растворенной в концентрации 1 пмоль / мкл в PBS (Perkin-Elmer, Norwalk, CT).

Электропорация in vivo

Подробности электропорации приведены в другом месте (17). Вкратце, кожа, покрывающая переднюю большеберцовую мышцу анестезированных мышей, брилась и вводилась разовая доза плазмидной ДНК. Для электропорации in vivo пару электродов с двумя иглами (Genetronics, Сан-Диего, Калифорния) вставляли в мышцу сразу после доставки ДНК. Расстояние между электродами составляло 5 мм, массив вводился параллельно мышечным волокнам.Шесть электрических импульсов напряжением 100 В подавались с интервалом в 1 с с помощью генератора прямоугольных импульсов BTX 820.

Обработка и иммуногистохимическое окрашивание тканей

Группы из четырех мышей использовали для флуоресцентных и конфокальных микроскопических исследований. Распределение ДНК определяли in situ путем инъекции меченой ДНК в переднюю большеберцовую мышцу под флуоресцентным стереомикроскопом MZ FLIII Leica (Leica Microscopy Systems, Heerbrugg, Швейцария) анестезированным животным.Для получения срезов ткани анестезированных мышей (50 мг / кг пентобарбитала натрия, внутрибрюшинно, Abbott, North Chicago, IL) фиксировали перфузией сосудов 1% параформальдегидом в PBS, pH 7,4, при 120 мм рт.ст. сразу или через 24 ч после инъекции ДНК. . Затем удалили правую переднюю большеберцовую мышцу и дренирующий подколенный лимфатический узел и зафиксировали в параформальдегиде при 4 ° C в течение ночи. Образцы ткани разрезали на срезы размером 150 мкм с помощью вибратома (Technical Products International, Сент-Луис, Миссури) и помещали на предметные стекла Superfrost (Fisher Scientific, Питтсбург, Пенсильвания).

Для иммуногистохимического окрашивания срезы инкубировали с первичным Ab или без него в течение ночи при 37 ° C. CD11b Ag, экспрессируемый на клетках миелоидного происхождения, идентифицировали с крысиным mAb M1 / 70 (1: 100; PharMingen, San Diego, CA). Затем срезы инкубировали с козьим антимышиным IgG, конъюгированным с FITC (PharMingen). Слайды помещали в Vectashield (Vector, Burlingame, CA) и исследовали в течение 24 часов.

Флуоресцентная и конфокальная микроскопия

Препараты

исследовали с помощью флуоресцентного микроскопа Zeiss Axiophot с родамином и полосовыми фильтрами FITC (Chroma, Brattleboro, VT) и объективами Fluar или конфокального микроскопа Zeiss LSM 410, оснащенного криптон-аргоновым лазером и оптимизированными фотоумножителями.Изображения были записаны на пленку Kodak Ektachrome (ASA 400, Eastman Kodak, Рочестер, Нью-Йорк) или в виде файлов цифровых конфокальных изображений. Изображения были напечатаны на цифровом принтере (Fujix Pictography 3000, Fuji Film, Токио, Япония) от Adobe Photoshop (Adobe Systems, Маунтин-Вью, Калифорния).

Изоляция клеток

Мононуклеарные клетки выделяли из эпимиция передней большеберцовой мышцы или дренирующих подколенных лимфатических узлов ферментативным расщеплением с 1 мг / мл коллагеназы D (Boehringer Mannheim, Mannheim, Германия) в 1 мл RPMI, содержащего 2% FCS, в течение 30 минут при 37 ° C. ° C.Ферментативное расщепление останавливали добавлением 10 объемов HBSS без кальция и магния, содержащих 10 мМ EDTA. После гомогенизации в гомогенизаторе Даунса гидролизат ткани центрифугировали в течение 5 мин при 1000 об / мин, ресуспендировали в 2 мл HBSS и наслаивали на градиент метризамида (1,077 г / см ³). МНК выделяли путем сбора клеток во фракции легкой плотности после центрифугирования при 900 × g в течение 20 мин.

Клетки, иммунореактивные в отношении CD11b, выделяли с помощью магнитной сортировки клеток с помощью Vario-MACS (Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, Германия) в соответствии с инструкциями производителя.Мононуклеарные клетки, выделенные из эпимициума или дренирующих подколенных лимфатических узлов, инкубировали с магнитными шариками, связанными с антиCD11b, и клетки были положительно отобраны после прохождения через ферромагнитную колонку MS ⁺ (Miltenyi Biotec).

Экспрессия трансгена

Характер экспрессии трансгена определяли гистохимическим окрашиванием активности β-галактозидазы через 24 часа после внутримышечной инъекции. инъекция репортерного гена lacZ .Активность β-галактозидазы измеряли в группах из четырех мышей, как описано ранее (17). Вкратце, срезы вибратома инкубировали при 37 ° C в течение 18 часов в реакционной смеси, содержащей 100 мкг / мл 5-бром-4-хлор-3-индолил-6-d-галактозы (X-gal, Life Technologies, Gaithersburg, MD. ), 5 мМ феррицианида калия, 5 мМ ферроцианида калия, 2 мМ хлорида магния, 0,01% дезоксихолата натрия, 0,02% Nonidet P-40 в PBS, pH 7,4. X-gal растворяли в диметилформамиде при концентрации 10 мг / мл, а затем разбавляли реакционной смесью.После инкубации срезы промывали три раза по 10 мин 3% ДМСО в PBS и помещали на предметные стекла с помощью Vectashield для микроскопического анализа.

Уровень экспрессии трансгена определяли количественно в группах по 10 мышей путем измерения активности люциферазы после внутримышечной инъекции. инъекция репортерного гена lux . Через 14 дней после инъекции переднюю большеберцовую мышцу (30-50 мг сырого веса) удаляли, замораживали и хранили при -70 ° C. Мышцы растирали пестиком в ступке на сухом льду до получения тонкого порошка.Мышечный порошок экстрагировали в буфере для лизиса и анализировали на активность люциферазы в соответствии с инструкциями производителя (Promega, Madison, WI). Неинъектированные экстракты контрольных мышц получали таким же образом.

Создание, амплификация и анализ кДНК

Тотальную РНК выделяли из передней большеберцовой мышцы или из выделенных МНК, очищенных из мышц или дренирующих лимфатических узлов в соответствии с руководством по набору для выделения РНК Ambion (Ambion, Woodlands, TX).Загрязняющую ДНК удаляли ферментативным расщеплением 50 ед. ДНКазой I, не содержащей РНКаз (Roche, Indianapolis, IN), в течение 15 минут при 37 ° C, после чего фермент инактивировали в течение 10 минут при 75 ° C. кДНК получали из матрицы РНК с использованием 15-мерного поли (dT) олигонуклеотида и ОТ вируса миелобластоза птиц в соответствии с протоколом системы Promega RT-PCR (Promega). Затем кДНК амплифицировали с помощью ПЦР с использованием праймеров, специфичных для области gag CMVgagmodSF2, с получением продукта длиной 294 п.о. В качестве контроля кДНК амплифицировали с использованием праймеров, специфичных для β-актина, с получением продукта длиной 514 п.н.Продукты ПЦР анализировали электрофорезом в агарозном геле в присутствии 1 мкг / мл бромистого этидия. Чувствительность метода определяли добавлением к неинъектированным мышечным экстрактам разведений общей РНК из клеток 293, трансфицированных CMVgagmodifSF2, с последующим выделением РНК и амплификацией ПЦР. С помощью RT-PCR удалось амплифицировать продукт длиной 294 п.н., специфичный для ВИЧ gag , из общей мышечной РНК с добавлением эквивалента 100 трансфицированных клеток 293.

Титры антител в сыворотке

Были иммунизированы

групп по 10 мышей, а через 6 недель образцы крови были взяты из орбитального синуса с использованием гепаринизированной капиллярной трубки (Oxford Labware, St.Луис, Миссури). Кровь свертывали и центрифугировали, а сыворотку замораживали при -20 ° C до оттаивания для анализа с помощью ELISA. Для Ag-специфического общего Ig ELISA планшеты Immulon 2 (Dynatech Laboratories, Chantilly, VA) покрывали 5 мкг / мл рекомбинантного HIV gag Ag при 37 ° C в течение 1 часа. Планшеты промывали и блокировали PBS, содержащим 0,3% Твин 20 и 1% козьей сыворотки, в течение 1 ч при 37 ° C. Затем добавляли разбавленные образцы сыворотки и инкубировали при комнатной температуре в течение 1 часа. После промывки PBS, содержащим 0.Добавляли 3% Твин 20 и 1% козью сыворотку, 100 мкл козьего антимышиного IgM + IgG, конъюгированного с антисывороткой HRP (1: 6000; Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN), и планшеты инкубировали при 37 ° C в течение 1 часа. . Наконец, планшеты шесть раз промывали PBS и проявляли диамином ортофениламина при комнатной температуре. Через 5 минут реакцию останавливали с помощью H ₂ SO ₄ и определяли OD _{492 нм}. Титр определяли как обратное разведение сыворотки, дающее OD _{492 нм}, равное 0.5. Все образцы анализировали в двух экземплярах на отдельных планшетах, и титры рассчитывали как среднее из двух.

Измерение ответа Т-лимфоцитов

Селезенки собирали и стимулировали H-2 ^d-ограниченным пептидом p7g gag (18) и окрашивали на внутриклеточный IFN-γ следующим образом. Истощенные эритроцитами одноклеточные суспензии получали обработкой трис-буферным NH ₄ Cl (Sigma). Ядерные клетки селезенки (1 × 10 ⁶) культивировали в двух экземплярах при 37 ° C в присутствии или в отсутствие 10 мг / мл пептида p7g.Брефельдин A (PharMingen) был добавлен для блокирования секреции цитокинов. Через 3-5 ч клетки промывали, инкубировали с анти-CD16 / 32 (PharMingen) для блокирования рецепторов Fcg, окрашивали FITC-конъюгированными мАт CD8 (PharMingen) и фиксировали в течение ночи при 4 ° C в 2% (мас. / Об.). ) параформальдегид. На следующий день клетки обрабатывали 0,5% (мас. / Об.) Сапонина (Sigma) и инкубировали с PE-конъюгированным мышиным IFN-g mAb (PharMingen) в присутствии 0,1% (мас. / Об.) Сапонина, промывали и анализировали. с использованием проточного цитометра FACScalibur (Becton Dickinson, San Jose, CA).

Статистика

Статистические оценки для каждой группы ( n = 10) представлены как среднее значение ± стандартная ошибка (SE), за исключением титров Ab, которые представлены как среднее геометрическое значение титра (GMT). Различия между группами проводились с использованием теста ANOVA. Средние значения экспериментальной группы считались значительно отличающимися от контрольных групп, если p было <0,05.

Результаты

Было использовано несколько стратегий для определения судьбы ДНК после i.м. инъекция. Во-первых, мы использовали ДНК, меченную родамином, чтобы определить макроскопическое и микроскопическое распределение ДНК после внутримышечной инъекции. инъекция. Во-вторых, мы охарактеризовали клеточное поглощение меченой ДНК в срезах тканей и в MNC, выделенных из мышц и дренирующих лимфатических узлов. В-третьих, мы проанализировали экспрессию трансгена с помощью ОТ-ПЦР и гистохимического окрашивания. Наконец, мы оценили влияние изменения распределения и клеточного поглощения путем уменьшения объема или электропорации на иммуногенность ДНК-вакцин путем измерения экспрессии репортерного гена и иммунных ответов.Цель состояла в том, чтобы определить, связаны ли распределение, клеточное поглощение и экспрессия трансгена напрямую с иммуногенностью ДНК-вакцин.

Распределение ДНК и захват клетками

Общая локализация стандартной дозы (10 мкг в 50 мкл физиологического раствора) меченой ДНК была определена после инъекции в переднюю большеберцовую мышцу мышей BALB / c (рис. 1). Используя флуоресцентный стереомикроскоп с малым увеличением, меченую ДНК можно было наблюдать сразу после инъекции (рис.1⇓, A – C ). Сразу после инъекции вакцина, которая явно превышала жидкостную емкость мышцы, вызывала отек передней эпимизиальной оболочки. После этого эпимизиальная оболочка быстро возвращалась в нормальное положение, по-видимому, вызывая накопление меченой ДНК вдоль областей мышечно-сухожильных соединений (стрелка).

РИСУНОК 1.

Распределение меченой ДНК в мышцах после внутримышечной инъекции. инъекция. A – C , Микрофотографии передней большеберцовой мышцы.Место инъекции показано (стрелка) A , микрофотография в светлом поле, показывающая ориентацию голени. B , Флуоресцентная микрофотография голени, показывающая локализацию меченой родамином ДНК (красный) через 5 минут после инъекции в мышцу. C , Флуоресцентная микрофотография, показывающая вид мышцы сбоку через 5 мин после инъекции. Скопление ДНК, меченной родамином, заметно вдоль мышечно-сухожильного соединения передней большеберцовой мышцы (наконечник стрелки). D , Флуоресцентная микрофотография поперечного среза вибратома (150 мкм) передней большеберцовой мышцы через 5 мин после инъекции.Обращает на себя внимание локализация ДНК, меченной родамином, между мышечными клетками (стрелки) и внутри мышечных клеток (стрелки). E , Флуоресцентная микрофотография вибратомного среза передней большеберцовой мышцы продольно через 5 мин после инъекции. Большая часть меченой родамином ДНК, расположенной между мышечными волокнами, является внеклеточной. F , Флуоресцентная микрофотография вибратомного среза передней большеберцовой мышцы продольно через 24 часа после инъекции. Большая часть меченой родамином ДНК, расположенной между мышечными волокнами, находится внутри немышечных клеток. G , Конфокальная микрофотография, показывающая ДНК, меченную родамином (красный цвет), внутри небольших цитоплазматических пузырьков (стрелки) мононуклеарных клеток, расположенных между мышечными волокнами. Окрашивание ядер (зеленый) в фиксированной ткани 1 мкМ YO-PRO-1. Шкала шкалы: A – C , 2 мм; D , 500 мкм; E – F , 50 мкм; G , 5 мкм.

Локализация меченой ДНК была дополнительно исследована на срезах поперечно или продольно через мышцу. Меченая ДНК присутствовала на всем поперечном срезе через 5 мин после инъекции в интерстициальном пространстве между мышечными клетками (рис.1⇑ D , наконечники стрел). Некоторая меченая ДНК была обнаружена внутри пучков мышечных клеток, расположенных рядом с местом инъекции (стрелка). Хотя инъекция одного физиологического раствора не привела к флуоресценции такой интенсивности, она вызвала небольшое, но заметное усиление аутофлуоресценции низкой интенсивности мышечных клеток вблизи места инъекции (данные не показаны). На продольных срезах большая часть меченой ДНК располагалась между мышечными клетками через 5 мин после инъекции (рис. 1⇑ E ). Меченая ДНК интернализовалась клетками круглой или овальной формы через 24 ч после инъекции (рис.1⇑ F ). Конфокальная микроскопия показала, что меченая ДНК (красная) содержалась в небольших цитоплазматических пузырьках этих клеток, но не в ядре (зеленое), как было определено с использованием ядерного красителя YO-PRO-1 (рис. 1⇑ G ). Кроме того, сигнал родамина колокализовался с маркером эндолизосом (ассоциированный с лизосомами мембранный белок 1, LAMP-1), что позволяет предположить, что ДНК была интернализована посредством фагоцитоза в компартмент деградации (данные не показаны).

Меченая ДНК была также обнаружена в дренирующих подколенных лимфатических узлах после i.м. впрыск (рис. 2⇓). Флуоресценция там регистрировалась уже через 3 часа, а интенсивность флуоресценции была максимальной через 24 часа после инъекции (рис. 2⇓ A ). В этот момент флуоресценция в основном находилась в субкапсулярном синусе лимфатических узлов. Поглощение ДНК клетками в лимфатических узлах было дополнительно охарактеризовано путем выделения MNC в градиенте плотности после ферментативного расщепления коллагеназой D. Анализ с помощью конфокальной микроскопии показал, что все клетки, интернализовавшие меченую ДНК в дренирующих лимфатических узлах, были иммунореактивны в отношении маркера миелоидных клеток CD11b. (Инжир.2⇓ В ).

Чтобы определить, могут ли MNC, которые интернализовали ДНК, потенциально функционировать как APC, мы проанализировали экспрессию костимулирующих молекул с помощью проточной цитометрии (Fig. 3⇓). МНК низкой плотности выделяли из мышц и дренирующих лимфатических узлов через 24 часа после внутримышечной инъекции. инъекция FITC-меченой ДНК и окрашивание конъюгированными с РЕ mAb. При анализе проточной цитометрии контурный график клеток, интернализовавших FITC-меченую ДНК, был четко различим на зеленом канале. МНК, интернализовавшие меченую ДНК, были иммунореактивны в отношении миелоидного маркера CD11b, независимо от того, были ли они изолированы от мышц или дренирующих лимфатических узлов (рис.3⇓, A и B ). Кроме того, MNC, которые интернализовали меченную FITC ДНК, выделенную из дренирующих лимфатических узлов, также экспрессировали костимулирующие молекулы CD80 и CD86 (фиг. 3⇓, C и D ). Эти костимулирующие молекулы не экспрессировались на МНК, выделенных из мышцы (данные не показаны).

РИСУНОК 3.

Профиль FACS клеток, которые усваивают меченую ДНК в мышцах и дренирующих лимфатических узлах. Мононуклеарные клетки, выделенные из мышц ( A ) и дренирующих лимфатических узлов ( B-D ) через 24 часа после i.м. инъекции FITC-меченой ДНК окрашивали PE-конъюгированными крысиными антимышиными CD11b, CD80 или CD86 и анализировали проточной цитометрией.

Экспрессия трансгена ДНК

Затем мы попытались определить, способны ли мышцы и MNC, которые интернализовали ДНК, экспрессировать трансген после внутримышечной инъекции. инъекция. Экспрессию трансгена оценивали с помощью ОТ-ПЦР и гистохимии в то время, когда наблюдалась максимальная флуоресцентная ДНК в дренирующем узле, через 24 часа после инъекции плазмид, кодирующих gag ВИЧ или β-галактозидазу, соответственно.КДНК-матрица была приготовлена с использованием РНК, выделенной из передней большеберцовой мышцы, или из МНК, выделенной из дренирующих лимфатических узлов в градиенте плотности после ферментативного расщепления коллагеназой D. Экстракты впоследствии амплифицировали с помощью ПЦР с использованием gag-специфических праймеров ВИЧ для мониторинга экспрессии трансгена и мыши. Праймеры, специфичные для β-актина, как контроль синтеза кДНК и ПЦР. Продукт ПЦР, специфичный к gag, легко обнаруживался в экстрактах цельных мышц, но не в MNC, выделенных из дренирующих лимфатических узлов через 24 часа после иммунизации (рис.4⇓). МНК, выделенные из дренирующих узлов через 48 часов и 7 дней и из мышц через 24 часа, также были отрицательными по экспрессии трансгена с помощью ОТ-ПЦР (данные не показаны). В качестве положительного контроля мы использовали экстракты РНК из клеток 293, трансфицированных той же плазмидой gag ВИЧ, которую вводили in vivo. В то время как продукт ПЦР, специфичный для β-актина, был обнаружен во всех экстрактах, продукт ПЦР не был обнаружен в отсутствие стадии обратной транскриптазы. Таким образом, экспрессия трансгена была легко обнаружена с помощью RT-PCR в мышцах, но не в MNC после i.м. инъекция. Точно так же срезы ткани мышц и лимфатических узлов, окрашенные на β-галактозидазу, не показали обнаруживаемых уровней трансфекции в немышечных клетках (данные не показаны).

РИСУНОК 4.

Обнаружение экспрессии трансгена с помощью ОТ-ПЦР. Присутствие gag ВИЧ и мРНК β-актина определяли с использованием эквивалентных количеств РНК, выделенной из 2 × 10 ⁵ MNC в дренирующих лимфатических узлах или из всей мышцы через 24 часа после внутримышечной инъекции. инъекция плазмиды, кодирующей HIV gag.В качестве положительного контроля мРНК подвергали обратной транскрипции и амплифицировали из экстрактов 2 × 10 ⁵ 293 клеток, трансфицированных той же плазмидой gag ВИЧ. В качестве отрицательного контроля экстракты амплифицировали с помощью ПЦР без включения стадии обратной транскриптазы.

Влияние распределения и клеточного поглощения на иммуногенность ДНК-вакцины

В следующей серии экспериментов мы стремились определить влияние модификации распределения и клеточного поглощения на экспрессию и иммуногенность ДНК-вакцины.Для изменения распределения ДНК in vivo использовали два метода. Во-первых, объем введенной ДНК был уменьшен, чтобы ограничить общую дисперсию ДНК в ткани. Такое уменьшение также может снизить гидростатическое давление, вызванное закачкой. Во-вторых, клеточному поглощению ДНК способствует электропорация передней большеберцовой мышцы in vivo сразу после инъекции.

Эффекты изменения объема инъекции и электропорации определяли с помощью микроскопии сразу после инъекции меченной родамином плазмиды, кодирующей β-галактозидазу (рис.5⇓). Изменения клеточного поглощения отслеживали путем отслеживания локализации меченой ДНК, тогда как изменения в экспрессии трансгена контролировали путем гистохимического окрашивания на активность β-галактозидазы. Доза меченой ДНК в 50 мкл обычно локализуется в интерстициальном пространстве, разделяющем мышечные клетки, и внутри мышечных клеток рядом с местом инъекции (рис. 5⇓ A ; см. Также рис. 1⇑ D ). Меченая ДНК также была обнаружена в интерстициальном пространстве после инъекции той же дозы ДНК в объеме 5 мкл, хотя она в меньшей степени распространилась через мышцу (рис.5⇓ В ). Поглощение меченой ДНК мышечными клетками явно уменьшалось после инъекции ДНК в небольшом объеме.

РИСУНОК 5.

Сравнение захвата меченой ДНК и экспрессии трансгена после внутримышечной инъекции. инъекция. A – C , Флуоресцентные микрофотографии поперечных срезов мышцы, разрезанной вибратомом сразу после внутримышечной инъекции. инъекция. A , Распределение ДНК, меченной родамином, после инъекции в объеме 50 мкл. B , Распределение ДНК, меченной родамином, после инъекции в объеме 5 мкл. C , Распределение ДНК, меченной родамином, после инъекции в объеме 50 мкл с последующей электропорацией. D-F , Конфокальная микроскопия, показывающая локализацию меченой родамином ДНК (красный) относительно ядра мышечных клеток (зеленый) после инъекции в объеме 50 мкл с последующей электропорацией. Наложение изображений указывает на совместную локализацию меченых родамином ядер с мышечными ядрами (желтый, стрелки). G и H , Микрофотография в светлом поле поперечных срезов вибратома (150 мкм) после окрашивания X-gal. G , Некоторые мышечные волокна окрашиваются после инъекции 50-мкл ДНК (стрелки). H , Многие мышечные волокна окрашиваются после инъекции той же дозы ДНК с последующей электропорацией.

Электропорация in vivo вызвала резкое увеличение интенсивности и количества мышечных клеток, которые интернализовали меченую ДНК (рис. 5⇑ C ). Эффект электропорации in vivo на поглощение ДНК мышечными клетками был особенно поразительным, учитывая, что меченую ДНК можно было обнаружить с помощью конфокальной микроскопии в ядрах мышечных клеток (рис.5⇑, D – F ). Красный канал использовался для идентификации ДНК, меченной родамином, а зеленый канал — для идентификации ядер после окрашивания срезов YO-PRO-1. Наложение изображений продемонстрировало совместную локализацию меченой ДНК в ядрах мышечных клеток (стрелки). Ядра мышечных клеток можно однозначно отличить от ядер других типов клеток, поскольку зрелые мышечные клетки имеют несколько удлиненных ядер, расположенных рядом с плазматической мембраной. В этих условиях электропорация in vivo не приводила к заметному увеличению поглощения ДНК MNC (данные не показаны).Таким образом, электропорация in vivo, по-видимому, облегчает доставку меченой ДНК в ядро мышечных клеток.

Чтобы изучить степень функциональности захваченной ДНК, мы исследовали экспрессию трансгена после инъекции ДНК с электропорацией или без нее. Экспрессию анализировали на поперечных срезах передней большеберцовой мышцы через 24 ч после инъекции. Гистохимическое окрашивание показало, что обычно 2–10 мышечных клеток на поле окрашивались после введения дозы 50 мкл ДНК (рис.5⇑ G ). Однако обычно 20–100 мышечных клеток окрашивались после инъекции той же дозы с последующей электропорацией in vivo (рис. 5⇑ H ). Не наблюдалось окрашивания внутри МНК, расположенной в интерстициальном пространстве между мышечными клетками (данные не показаны). Эти результаты демонстрируют, что повышенное поглощение ДНК мышечными клетками приводит к увеличению экспрессии трансгена.

Эффект модуляции распределения и клеточного поглощения ДНК определяли путем количественной оценки экспрессии генов ДНК и иммуногенности (рис.6⇓). Для экспрессии ДНК репортерную плазмиду люциферазы вводили внутримышечно, и активность люциферазы определяли через 14 дней (фиг. 6- A ). Инъекция люциферазной плазмиды в 50 мкл физиологического раствора приводила к среднему значению экспрессии 10 ± 3 пг / мышцу ( n = 10 мышей / группа). Активность люциферазы увеличивалась в ~ 18 раз, когда за инъекцией 50 мкл следовала электропорация in vivo (184 ± 37 пг / мышца). Напротив, инъекция репортерной плазмиды в небольшом объеме (5 мкл) приводила к существенно меньшей активности люциферазы (2 ± 0.2 пг / мускул). Однако электропорация восстановила сниженную экспрессию люциферазы (13 ± 4 пг / мышцу).

РИСУНОК 6.

Сравнение активности люциферазы и титров антител после в / м. инъекция. A , гистограмма показывает среднюю экспрессию люциферазы в передней большеберцовой мышце через 14 дней после инъекции 10 мкг pCMVlux в указанном объеме с электропорацией или без нее (E). Значения являются средними ± стандартная ошибка ( n = 10). B , гистограмма показывает среднее геометрическое титров антител через 6 недель после инъекции 10 мг pCMV gag в указанном объеме с электропорацией или без нее ( n = 10). C , гистограмма показывает процент CD8 ⁺ Т-клеток, продуцирующих IFN-γ в ответ на рестимуляцию ВИЧ gag in vitro. Клетки селезенки получали через 23 недели после двух инъекций 10 мг pCMV gag в указанном объеме с электропорацией или без нее. Данные представлены как среднее значение двух групп по пять селезенок, проанализированных на группу.

ФИГУРА 2.

Меченая ДНК внутри мононуклеарных клеток в лимфатических узлах, дренирующих переднюю большеберцовую мышцу. A , Флуоресцентная микрофотография, показывающая локализацию меченой родамином ДНК (красный цвет) в подколенных лимфатических узлах через 24 часа после внутримышечной инъекции. инъекция. B , Конфокальная микрофотография, показывающая ДНК, меченную родамином (красный), в цитоплазматических пузырьках клеток, иммунореактивных в отношении миелоидного маркера CD11b (зеленый). Шкала шкалы: A , 1 мм; B , 50 мкм.

Для определения иммуногенности ДНК-вакцины плазмиду, кодирующую gag ВИЧ, вводили в переднюю большеберцовую мышцу, а титры сыворотки измеряли с помощью ELISA через 6 недель (рис.6⇑ В ). Инъекция плазмиды gag ВИЧ в стандартный объем (50 мкл) физиологического раствора приводила к умеренным титрам антител (GMT = 932; n = 10 мышей / группа). Величина этого ответа была увеличена в ~ 6 раз путем электропорации in vivo (GMT = 5513). Напротив, инъекция того же количества плазмиды gag ВИЧ в небольшом объеме приводила к существенно более низким титрам антител (GMT = 13). Как и в случае экспрессии генов, электропорация in vivo способна повысить эффективность вакцины, вводимой в небольшом объеме (GMT = 3287).На ответы CD8 Т-клеток аналогичным образом влияли электропорация и низкий объем (рис. 6⇑ C ). Взятые вместе, эти результаты согласуются с гипотезой о том, что эффективность ДНК-вакцины, измеряемая по ответам как Ab, так и CD8-ограниченных Т-клеток, может зависеть от клеточного поглощения и экспрессии мышечными клетками.

Обсуждение

В настоящем исследовании мы использовали плазмидную ДНК, меченную флуоресценцией, для проверки доставки ДНК-вакцин. Визуализируя судьбу ДНК-вакцин, мы определили некоторые из потенциальных барьеров для эффективной трансфекции клеток in situ, что привело к лучшему пониманию некоторых ключевых клеточных событий, ответственных за запуск иммунного ответа после i.м. инъекции ДНК-вакцин. Мы показали, что стандартный объем вакцины в 50 мкл превышает емкость жидкости передней большеберцовой мышцы мыши, что приводит к дисперсии вакцины не только по всей мышце, но преимущественно в интерстициальном пространстве между телом мышцы и эпимизиальной оболочкой сразу после инъекции. Флуоресценция была обнаружена даже в дренирующем лимфатическом узле в течение 3 часов после инъекции (данные не показаны). В этих условиях меченая ДНК быстро поглощалась мышечными клетками около места инъекции и постепенно МНК, которые располагались между мышечными волокнами и в дренирующих лимфатических узлах.Однако большая часть, если не все, экспрессия трансгена ограничена мышечными клетками и может зависеть от факторов, модифицирующих поглощение ДНК мышечными клетками. Соответственно была затронута иммуногенность ДНК-вакцин, что подтвердило роль мышечных клеток как первичного источника Ag после внутримышечной инъекции. инъекция.

Мышь представляет собой широко используемую экспериментальную модель для характеристики иммунных ответов, индуцированных ДНК-вакцинами. Здесь распределение меченой ДНК после внутримышечной инъекции. инъекция определялась микроскопией.Введение 50 мкл вызывало немедленное набухание передней эпимизиальной оболочки, распространение ДНК по передней большеберцовой мышце и поглощение ДНК мышечными клетками. Такое поглощение согласуется с предыдущими отчетами других групп, которые показали, что такие факторы, как тип иглы, ориентация и скорость инъекции, объем и тип инъекционной жидкости, а также предварительная инъекция гипертонических растворов могут влиять на экспрессию гена после внутримышечной инъекции. инъекция (15, 18, 19, 20, 21). В одном из этих исследований экспрессия трансгена была обнаружена уже через 2 мин после инъекции люциферазной репортерной плазмиды в мышцу мыши (15).Хотя внеклеточная ДНК быстро разрушается и выводится из мышц в течение нескольких часов (22), введение ингибиторов деградации ДНК не увеличивало экспрессию репортерного гена люциферазы (21). Эти наблюдения предполагают, что в модели на мышах поглощение и экспрессия чужеродной ДНК мышечными клетками происходит очень быстро с помощью процесса, который до сих пор неизвестен. Одна из возможностей состоит в том, что проникновение ДНК в зрелые мышечные клетки облегчается Т-канальцами, которые обнаруживаются только в скелетных и сердечных мышцах (23).Кроме того, множественные ядра в мышечных клетках могут увеличивать вероятность того, что ДНК достигнет ядра (24). Однако несколько групп сообщили о захвате и экспрессии ДНК в других тканях, таких как печень и легкие, после прямой инъекции (25, 26, 27), и необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять механизм проникновения ДНК в клетки in vivo. Наши результаты показывают, что мышечные клетки могут быть особенно восприимчивыми к гидростатическому давлению, создаваемому инъекцией вакцины в относительно небольшую переднюю большеберцовую мышцу.Такое давление может быть создано, поскольку общий объем вакцины физически расширяет внеклеточное пространство в мышце. Этот процесс может изменять проницаемость мышечных клеток, тем самым облегчая перенос макромолекул через плазматическую мембрану. Введение 5 мкл, хотя и привело к диспергированию вакцины по всей передней большеберцовой мышце, не привело к набуханию мышцы, заметному захвату ДНК в месте инъекции или сильному иммунному ответу. Однако электропорация in vivo увеличивала захват и экспрессию ДНК в месте инъекции и увеличивала иммунный ответ для обоих объемов инъекции.Эти результаты могут дать представление об одной из переменных, ведущих к более низкой иммуногенности ДНК-вакцин у более крупных животных, где относительный объем инокулята к массе мышц намного меньше, чем тот, который до сих пор использовался у мышей, и соответствующее гидростатическое давление ниже. Эти результаты служат дополнительным обоснованием как для рутинного использования инъекций небольшого объема на мышиной модели, так и для продолжения продолжающегося исследования полезности электропорации у более крупных животных.

Как показывает сигнал родамина, МНК также интернализовали значительные количества плазмидной ДНК.Однако захват ДНК MNCs, по-видимому, происходит по механизму, отличному от механизма мышечных клеток. Обнаруживаемое накопление ДНК в МНК было постепенным, ограничивалось цитоплазматическими пузырьками и не зависело от объема инъекции. Этот паттерн предполагает, что поглощение ДНК MNCs является частью конститутивного пути отбора проб внеклеточных молекул, что согласуется со способностью этих клеток эндоцитозировать широкий спектр молекул. МНК, которые интернализовали ДНК, не смогли экспрессировать детектируемые количества ни gag РНК, ни β-галактозидазы в наших условиях.Однако MNC, которые трансфицируются плазмидной ДНК после внутримышечной инъекции. инъекции, вероятно, влияют на величину и качество иммунного ответа. Было показано, что дендритные клетки, трансфицированные ДНК-вакцинами in vitro, могут эффективно запускать иммунные ответы после переноса на наивных животных (28, 29). Кроме того, косвенно и прямо показана трансфекция APC in vivo ДНК-вакцинами. Во-первых, Торрес и др. (30) продемонстрировали, что удаление места инъекции вскоре после иммунизации ДНК 50 мкл i.м. инъекция не отменяла праймирования иммунных ответов, указывая на то, что клетки, расположенные дистальнее места инъекции, возможно APC, были трансфицированы в этих условиях. Эти данные согласуются с нашим наблюдением, что флуоресцентная ДНК обнаруживается в дренирующем узле в ранние моменты времени после инъекции 50 мкл. Во-вторых, было показано, что APC, выделенные из ткани, в которую была введена ДНК-вакцина, представляют Ag in vitro, что указывает на то, что Ag были либо экспрессированы, либо приобретены этими клетками (12). В-третьих, нацеливание Ag на быструю деградацию и презентацию молекулами MHC класса I может увеличить величину прайминга CTL (31), что можно было бы ожидать, если бы Ag экспрессировались в APC.Наконец, дендритные клетки и макрофаги, содержащие плазмидную ДНК и продукт трансгена, были обнаружены в дренирующих лимфатических узлах и в селезенках вакцинированных мышей после введения путем скарификации кожи (13), внутримышечно. инъекция (32) и внутрикожная инъекция (33). Кроме того, плазмидная ДНК, захваченная APC, может способствовать примированию Ag-специфических иммунных ответов через активацию врожденных иммунных ответов. Плазмидная ДНК содержит неметилированные мотивы CpG, которые побуждают лимфоидные клетки высвобождать цитокины, такие как IFN-γ, IL-12 и IL-18 (34, 35).В свою очередь, эти цитокины могут направлять иммунные ответы на профиль Т-хелперов типа 1, что согласуется с сильным клеточно-опосредованным иммунитетом, индуцированным ДНК-вакцинами. Таким образом, захват плазмидной ДНК APC может вносить вклад в презентацию Ag независимо или синергетически с экспрессией Ag этими клетками.

В настоящее время существует аналогичная совокупность доказательств участия не-APC, таких как миоциты, в индукции иммунных ответов ДНК-вакцинами. Во-первых, трансплантация стабильно трансфицированных миобластов мышам F ₁ и химерным мышам костного мозга показала, что может происходить перенос Ag от мышечных клеток к APC (10, 36).Во-вторых, Doe et al. (8) продемонстрировали, что адоптивный перенос APC мышам scid с иммунодефицитом был способен поддерживать прайминг CTL до 3 недель после иммунизации ДНК, что свидетельствует о переносе Ag из трансфицированных клеток-хозяев в APC. В-третьих, CTL-ответы могут быть индуцированы у мышей, даже если экспрессия Ag ограничена мышечными клетками за счет использования мышечно-специфического промотора (37). Наконец, используя контролируемую систему экспрессии плазмиды и адоптивный перенос, Corr et al. (38) недавно продемонстрировали, что основная часть иммунного ответа после инъекции плазмидной ДНК иглой зависит от экспрессии Ag нелимфоидными тканями и последующего переноса Ag на APC.Следовательно, перекрестное прайминг также играет роль в индукции иммунных ответов ДНК-вакцинами. Представленная здесь корреляция между распределением ДНК, захватом, экспрессией мышечными клетками и величиной иммунных ответов согласуется с этой гипотезой.

Значение для разработки ДНК-вакцины

Крайне желательно повысить эффективность ДНК-вакцин, и можно предусмотреть несколько путей для достижения этой цели. Как показано в настоящем исследовании, одним из подходов к повышению иммуногенности является увеличение поглощения ДНК мышечными клетками, что может быть достигнуто путем электропорации in vivo (17, 39).С другой стороны, облегчение трансфекции APC in vivo может повысить эффективность ДНК-вакцин, и несколько исследований продемонстрировали осуществимость этого подхода (7, 40, 41). Например, генная пушка может использоваться для бомбардировки ДНК внутри APC, находящихся в коже, которые впоследствии мигрируют и запускают иммунные реакции в дренирующих лимфатических узлах. Поскольку введенная ДНК требует клеточного поглощения, она обнаруживается внутри эндолизосом APC после внутримышечной инъекции. инъекция. Следовательно, составы, которые облегчают выход плазмидной ДНК из этого компартмента деградации, могут усиливать трансфекцию этих клеток.Похоже, что существует некоторое время, чтобы это произошло до деградации ДНК, потому что мы смогли выделить интактную и функциональную плазмиду из этих клеток в течение ~ 18 часов после инъекции (наши неопубликованные наблюдения). Проникновение ДНК в цитоплазму может быть облегчено за счет использования составов ДНК, которые могут дестабилизировать эндосомную мембрану, таких как хлорохин (42), фузогенные пептиды (43) или ДНК, адсорбированная на катионных микрочастицах (44). ⁴ В любом случае трансфекция открывает возможность введения дополнительных генов внутрь APC, таких как иммунорегуляторные молекулы, что позволяет индуцировать или подавлять иммунные ответы у хозяина.Другие способы усиления иммунных ответов, индуцированных ДНК-вакцинами, в настоящее время исследуются, включая совместное введение ДНК-кодирующих цитокинов, хемокинов, костимулирующих молекул, липосом и других экспериментальных адъювантов.

Таким образом, мы использовали чувствительные методы для отслеживания распределения, клеточного поглощения и экспрессии ДНК-вакцин, чтобы лучше понять ограничения трансфекции in situ. Мы обнаружили, что только клетки, обнаруживаемые трансфецированные после i.м. инъекции были мышечными клетками и установили прямую взаимосвязь между мышечной трансфекцией и эффективностью ДНК-вакцины. Однако большая часть введенной ДНК фагоцитировалась в тупиковый отсек внутри MNC, что могло объяснить их неспособность экспрессировать детектируемый продукт трансгена. Следовательно, стратегии увеличения поглощения ДНК мышечными клетками или облегчения проникновения ДНК в ядро APC, вероятно, увеличат эффективность ДНК-вакцин.

Благодарности

Мы благодарим Marie-Laure Denereaz за неоценимую помощь в подготовке рукописи, Phil Felgner (Gene Therapy Systems) за обсуждения, касающиеся плазмиды, меченной родамином, и Georg Widera (Genetronics) за помощь в организации исследований электропорации.

Сноски

№1 Эта работа была частично поддержана грантом HL 24136 Национального института здоровья от Национального института сердца, легких и крови и грантом S97-25 от проекта BioSTAR Калифорнийского университета.
↵2 Запросы на переписку и перепечатку направляйте доктору Дональду М. Макдональду, Департамент анатомии, Box 0452, 513 Parnassus Avenue, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, CA 94143-0452.Электронный адрес: dmcd {at} itsa.ucsf.edu
3 Сокращения, использованные в этой статье: MNC, мононуклеарные клетки; X-гал, 5-бром-4-хлор-3-индолил-6-d-галактоза; GMT, среднее геометрическое значение титра.
4 K. S. Denis-Mize, M. Dupuis, M. L. MacKichan, M. Singh, D. O’Hagan, J. Donnelly, D. McDonald, and G. Ott. Плазмидная ДНК, адсорбированная на частицах PLG-CTAB, опосредует экспрессию целевого гена и презентацию антигена дендритными клетками. Отправлено для публикации.

Получено 21 января 2000 г.
Принято 13 июня 2000 г.

Ссылки

↵
Доннелли, Дж. Дж., Дж. Б. Улмер, Дж. У. Шивер, М. А. Лю. 1997. ДНК-вакцины. Анну. Rev. Immunol. 15: 617
↵
Ульмер, Дж.Б., Дж. Дж. Доннелли, С. Е. Паркер, Г. Х. Родс, П. Л. Фельгнер, В. Дж. Дварки, С. Х. Громковски, Р. Р. Дек, К. М. Де Витт, А. Фридман и др. 1993. Гетерологическая защита от гриппа путем инъекции ДНК, кодирующей вирусный белок. Наука 259: 1745
↵
Лю М.А., У. МакКлементс, Дж. Улмер, Дж. Шивер, Дж. Доннелли. 1999. Иммунизация нечеловеческих приматов ДНК-вакцинами. Вакцина 17: 909
↵
Ван, Р., DL Doolan, TP Le, RC Hedstrom, KM Coonan, Y. Charoenvit, TR Jones, P. Hobart, M. Margalith, J. Ng, et al 1998. Индукция антиген-специфических цитотоксических Т-лимфоцитов у людей при малярии ДНК-вакцина. Наука 282: 476
↵
MacGregor, RR, JD Boyer, KE Ugen, KE Lacy, SJ Gluckman, ML Bagarazzi, MA Chattergoon, Y. Baine, TJ Higgins, RB Ciccarelli, et al. 1998. Первое испытание вакцины на основе ДНК для лечения на людях инфекции вируса иммунодефицита человека типа 1: безопасность и реакция хозяина.J. Infect. Дис. 178: 92
↵
Calarota, S., G. Bratt, S. Nordlund, J. Hinkula, A.C. Leandersson, E. Sandstrom, B. Wahren. 1998. Клеточный цитотоксический ответ, индуцированный ДНК-вакцинацией у ВИЧ-1-инфицированных пациентов. Ланцет 351: 1320
↵
Поргадор, А., К. Р. Ирвин, А. Ивасаки, Б. Х. Барбер, Н. П. Рестифо, Р. Н. Жермен. 1998. Преобладающая роль непосредственно трансфицированных дендритных клеток в презентации антигена Т-клеткам CD8 ⁺ после иммунизации генной пушкой.J. Exp. Med. 188: 1075
↵
Доу, Б., М. Селби, С. Барнетт, Дж. Баензигер, К. М. Уокер. 1996. Индукции цитотоксических Т-лимфоцитов путем внутримышечной иммунизации плазмидной ДНК способствуют клетки, полученные из костного мозга. Proc. Natl. Акад. Sci. США 93: 8578
↵
Corr, M., D. J. Lee, D. A. Carson, H. Tighe. 1996. Генная вакцинация голой плазмидной ДНК: механизм примирования CTL.J. Exp. Med. 184: 1555
↵
Фу, Т. М., Дж. Б. Улмер, М. Дж. Колфилд, Р. Р. Дек, А. Фридман, С. Ван, Х. Лю, Дж. Дж. Доннелли, М. А. Лю. 1997. Примирование цитотоксических Т-лимфоцитов с помощью ДНК-вакцин: потребность в профессиональных антигенпредставляющих клетках и доказательства переноса антигена из миоцитов. Мол. Med. 3: 362
↵
Ивасаки, А., К. А. Торрес, П. С. Охаши, Х.Л. Робинсон, Б. Х. Барбер. 1997. Доминирующая роль клеток костного мозга в индукции CTL после иммунизации плазмидной ДНК в различных участках. J. Immunol. 159: 11
↵
Касарес, С., К. Инаба, Т. Д. Брумеану, Р. М. Штейнман, К. А. Бона. 1997. Презентация антигена дендритными клетками после иммунизации ДНК, кодирующей вирусный эпитоп, ограниченный классом II главного комплекса гистосовместимости. J. Exp. Med. 186: 1481
↵
Акбари, О., Н. Панджвани, С. Гарсия, Р. Таскон, Д. Лоури, Б. Стокингер. 1999. ДНК-вакцинация: трансфекция и активация дендритных клеток как ключевые факторы иммунитета. J. Exp. Med. 189: 169
↵
Зелфати, О., Х. Лян, П. Хобарт, П. Л. Фельгнер. 1999. Генная химия: функционально и конформационно интактная флуоресцентная плазмидная ДНК. Гм. Gene Ther. 10: 15
↵
Манторп, М., F. Cornefert-Jensen, J. Hartikka, J. Felgner, A. Rundell, M. Margalith, V. Dwarki. 1993. Генная терапия путем внутримышечной инъекции плазмидной ДНК: исследования экспрессии гена люциферазы светлячка на мышах. Гм. Gene Ther. 4: 419
↵
Доу, Б., К. М. Уокер. 1996. ВИЧ-1 p24 Gag-специфические ответы цитотоксических Т-лимфоцитов у мышей. СПИД 10: 793
↵
Widera, G., M. Austin, D.Rabussay, C. Goldbeck, S. Barnett, M. Chen, L. Leung, G. R. Otten, K. Thudium, M. J. Selby, J. B. Ulmer. 2000. Повышение доставки и иммуногенности ДНК-вакцины путем электропорации in vivo. J. Immunol. 164: 4365
↵
Санес, Дж. Р., Ю. Р. Джонсон, П. Т. Коцбауэр, Дж. Мадд, Т. Хэнли, Дж. К. Мартину, Дж. П. Мерли. 1991. Селективная экспрессия трансгена рецептора ацетилхолина- lacZ в синаптических ядрах взрослых мышечных волокон.Развитие 113: 1181
↵
Wolff, J. A., P. Williams, G. Acsadi, S. Jiao, A. Jani, W. Chong. 1991. Условия, влияющие на прямой перенос генов в мышцы грызунов in vivo. Биотехнологии 11: 474
↵
Дэвис, Х. Л., Р. Г. Уэлен, Б. А. Деменеикс. 1993. Прямой перенос гена в скелетные мышцы in vivo: факторы, влияющие на эффективность переноса и стабильность экспрессии.Гм. Gene Ther. 4: 151
↵
Леви, М. Ю., Л. Г. Баррон, К. Б. Мейер, Ф. С. Сока, мл. 1996. Характеристика переноса плазмидной ДНК в скелетные мышцы мыши: оценка механизма захвата, экспрессии и секреции продуктов генов в кровь. Gene Ther. 3: 201
↵
Лью Д., С. Э. Паркер, Т. Латимер, А. М. Абай, А. Кувахара-Рунделл, С. Г. До, З. Я. Янг, Д. Лафас, С.H. Gromkowski, G. J. Nabel, et al. , 1995. Генная терапия рака с использованием плазмидной ДНК: фармакокинетическое исследование ДНК после инъекции мышам. Гм. Gene Ther. 6: 553
↵
Вольф, Дж. А., М. Э. Даути, С. Цзяо, Г. Репетто, Р. К. Берг, Дж. Дж. Лудтке, П. Уильямс, Д. Б. Слауттербек. 1992. Экспрессия голых плазмид культивированными мышечными трубками и проникновение плазмид в Т-канальцы и кавеолы скелетных мышц млекопитающих. J. Cell Sci. 103: 1249
↵
Даути, М.E., P. Williams, G. Zhang, J. E. Hagstrom, J. A. Wolff. 1995. Вступление плазмидной ДНК в постмитотические ядра первичных мышечных трубок крысы. Proc. Natl. Акад. Sci. США 92: 4572
↵
Сайкс, М. Л., Б. В. О’Мэлли, мл., М. Дж. Финголд, Ф. Д. Ледли. 1994. Перенос гена in vivo в фолликулярные клетки щитовидной железы кролика путем прямой инъекции ДНК. Гм. Gene Ther. 5: 837
↵
Чжан Г., В.Будкер, Дж. А. Вольф. 1999. Высокие уровни экспрессии чужеродных генов в гепатоцитах после инъекции в хвостовую вену обнаженной плазмидной ДНК. Гм. Gene Ther. 10: 1735
↵
Хикман, М. А., Р. В. Мэлоун, К. Леманн-Бруинсма, Т. Р. Сих, Д. Кноэлл, Ф. К. Шока, Р. Валзем, Д. М. Карлсон, Дж. С. Пауэлл. 1994. Экспрессия генов после прямой инъекции ДНК в печень. Гм. Gene Ther. 5: 1477
↵
Manickan, E., С. Канангат, Р. Дж. Роуз, З. Ю., Б. Т. Роуз. 1997. Усиление иммунного ответа на вакцину с голой ДНК путем иммунизации трансфицированными дендритными клетками. J. Leukocyte Biol. 61: 125
↵
Тимарес, Л., А. Такашима, С. А. Джонстон. 1998. Количественный анализ иммунопотентности генетически трансфицированных дендритных клеток. Proc. Natl. Акад. Sci. США 95: 13147
↵
Торрес, К.А., А. Ивасаки, Б. Х. Барбер, Х. Л. Робинсон. 1997. Дифференциальная зависимость от ткани участка-мишени для генной пушки и внутримышечной иммунизации ДНК. J. Immunol. 158: 4529
↵
Родригес, Ф., Дж. Шан, Дж. Л. Уиттон. 1997. ДНК-иммунизация: убиквитинирование вирусного белка усиливает индукцию цитотоксических Т-лимфоцитов и противовирусную защиту, но отменяет индукцию антител. J. Virol. 71: 8497
↵
Чаттергун, М.А., Т. М. Робинсон, Дж. Д. Бойер, Д. Б. Вайнер. 1998. Специфическая иммунная индукция после иммунизации на основе ДНК посредством трансфекции in vivo и активации макрофагов / антигенпрезентирующих клеток. J. Immunol. 160: 5707
↵
Bouloc, A., P. Walker, J. C. Grivel, J. C. Vogel, S. I. Katz. 1999. Иммунизация посредством дермальной доставки кодирующей белок ДНК: роль мигрирующих дендритных клеток. Евро. J. Immunol. 29: 446
↵
Роман, М., Э. Мартин-Ороско, Дж. С. Гудман, М. Д. Нгуен, Ю. Сато, А. Ронаги, Р. С. Корнблут, Д. Д. Ричман, Д. А. Карсон, Э. Раз. 1997. Иммуностимулирующие последовательности ДНК действуют как адъюванты, способствующие Т-хелперу-1. Nat. Med. 3: 849
↵
Чу Р. С., О. С. Таргони, А. М. Криг, П. В. Леманн, К. В. Хардинг. 1997. CpG-олигодезоксинуклеотиды действуют как адъюванты, которые включают иммунитет к Т-хелперу 1 (Th2). J. Exp. Med. 186: 1623
↵
Ульмер, Дж.Б., Р. Р. Дек, К. М. ДеВитт, Дж. Дж. Доннелли, М. А. Лю. 1996. Генерация цитотоксических Т-лимфоцитов, ограниченных MHC класса I, путем экспрессии вирусного белка в мышечных клетках: презентация антигена немышечными клетками. Иммунология 89: 59
↵
Loirat, D., Z. Li, M. Mancini, P. Tiollas, D. Paulin, M.-L. Мишель. 1999. Мышечно-специфическая экспрессия поверхностного антигена гепатита В: не влияет на иммунные ответы, вызванные ДНК. Вирусология 260: 74
↵
Корр, М., А. фон Дамм, Д. Дж. Ли, Х. Тайге. 1999. Примирование in vivo путем инъекции ДНК происходит преимущественно путем переноса антигена. J. Immunol. 163: 4721
↵
Mathiesen, I. 1999. Электропермеабилизация скелетных мышц усиливает перенос генов in vivo. Gene Ther. 6: 508
↵
Кондон, К., С. С. Уоткинс, С. М. Целлуцци, К. Томпсон, Л. Д. Фало, мл. 1996. Иммунизация на основе ДНК путем трансфекции дендритных клеток in vivo.Nat. Med. 2: 1122
↵
Клинман, Д. М., Дж. М. Сехлер, Дж. Коновер, М. Гу, А. С. Розенберг. 1998. Вклад клеток на участке ДНК-вакцинации в создание антиген-специфического иммунитета и памяти. J. Immunol. 160: 2388
↵
Truong-Le, V. L., J. T. August, K. W. Leong. 1998. Контролируемая доставка генов с помощью ДНК-желатиновых наносфер. Гм. Gene Ther. 9: 1709
↵
Саеки, Ю., Н. Мацумото, Ю. Накано, М. Мори, К. Авай, Ю. Канеда. 1997. Разработка и характеристика катионных липосом, конъюгированных с HVJ (вирус Сендай): реципрокный эффект катионного липида для переноса генов in vitro и in vivo. Гм. Gene Ther. 8: 2133
↵
Сингх М., М. Брионес, Дж. Отт, Д. О’Хаган. 2000. Катионные микрочастицы: эффективная система доставки ДНК-вакцин. Proc. Natl. Акад. Sci. США 97: 811

Исследование
показывает, как модель распределения IDEA Exchange влияет на риск инъекций — InventUM
Время чтения: 4 минуты
В новом исследовании, проведенном Медицинской школой Миллера при Университете Майами, изучается политика штата Флориды по распределению шприцев один на один, чтобы увидеть, какое влияние она оказала на поведение потребителей инъекционных наркотиков.По закону Флориды человек может получить столько новых шприцев, сколько вернется.
Гензель Тукс, доктор медицины, магистр наук
Исследование проводилось среди клиентов биржи Закона об устранении инфекционных заболеваний (IDEA), первой законной программы предоставления шприцев во Флориде.
«Неопровержимым доказательством является то, что раздача шприцев по мере необходимости является наилучшей практикой для программ предоставления шприцев», — сказал старший автор исследования Хансель Тукс, доктор медицины, магистр здравоохранения, основатель IDEA Exchange и доцент клинической медицины в отделе инфекционных заболеваний в Школа Миллера.«Это исследование показывает, что нашей коалиции студентов-медиков и заинтересованных сторон пора вернуться в столицу Флориды, чтобы внести изменения в законодательство, регулирующее политику распределения шприцев по принципу« один к одному »».
Величина повышенного покрытия
Ведущий автор исследования Тайлер Бартоломью, доктор философии. кандидат в отдел науки о профилактике и общественном здравоохранении Департамента здравоохранения школы Миллера и группа совместных экспертов обнаружили, что увеличение охвата шприцев связано с сокращением как совместного использования инъекционного оборудования, так и повторного использования шприцев.
Исследование также показало, что клиенты, сообщавшие о том, что они употребляли инъекционные наркотики в общественных местах, чаще использовали общие шприцы в течение периода исследования. Однако у пациентов, живущих с гепатитом С (ВГС), с течением времени значительно сократилось совместное использование инъекционного оборудования и повторное использование шприцев.
«Конечная цель нашей программы — предоставить клиентам легкий доступ к достаточному количеству нового инъекционного оборудования, чтобы они получали новый неиспользованный шприц каждый раз, когда он им нужен», — сказал Бартоломью. «Это исследование продолжает дополнять существующую литературу о том, что оптимизация охвата шприцев важна для снижения риска, и мы должны устранить препятствия, такие как индивидуальный обмен, чтобы все клиенты могли оставаться в безопасности и быть здоровыми.”
Методология исследования
Для проведения исследования соавторы использовали дизайн проспективного наблюдательного исследования, чтобы сформировать когорту из 115 клиентов программы предоставления шприцев. В период с декабря 2016 года по январь 2020 года клиенты выполнили три поведенческих оценки во время посещения биржи IDEA, которые включали сбор социально-демографической информации и информации о связанном с инъекциями рискованном поведении, употреблении наркотиков и сексуальном риске. После включения в исследование на исходном уровне при каждом визите по обмену собиралось минимальное количество данных, включая количество утилизированных шприцев и количество розданных шприцев.
Тайлер Бартоломью, доктор философии
В дополнение к тестированию на ВИЧ и ВГС, участники исследования ежеквартально проводили последующие поведенческие оценки. Первичные результаты анализа заключались в том, использовалось ли какое-либо инъекционное оборудование, такое как шприцы, иглы, кухонные плиты и хлопок, совместно в предыдущие 30 дней и использовались ли иглы / шприцы повторно в тот же период времени.
Другие выводы
Исследование показало, что 78,4% клиентов из программы обслуживания шприцев сообщили о повторном использовании шприцев при последующем наблюдении в течение одного года, что позволяет предположить, что предоставление стерильного инъекционного инструментария по индивидуальной модели может оказаться недостаточным для сокращения повторного использования шприцев. .Повторное использование шприцев может привести к катастрофическим бактериальным инфекциям, таким как эндокардит, среди многих других осложнений.
Кроме того, у тех, кто употреблял инъекции в общественных местах, наблюдается значительный рост тенденции к совместному использованию инъекционного оборудования, что позволяет предположить, что для снижения рискованного поведения, связанного с инъекциями, среди этой подгруппы может потребоваться дополнительное вмешательство, такое как предоставление жилья и мобильных услуг. Те, у кого был положительный результат теста на ВГС, показали 62% сокращение использования общего инъекционного оборудования по сравнению с их коллегами с отрицательным результатом.
При изучении совместного использования инъекционного оборудования и повторного использования шприцев увеличение охвата шприцев было связано с сокращением совместного использования инъекционного оборудования на 58% и сокращением повторного использования шприцев на 21%. Средний охват шприцев на момент последнего наблюдения составил всего 39%, что значительно ниже порога достаточного охвата, необходимого для использования нового шприца для каждой инъекции. Таким образом, было обнаружено, что недостаточный охват шприцев положительно связан с повторным использованием шприцев. Этот вывод о недостаточном охвате участников программы шприцев подтверждает предыдущие исследования IDEA и расширяет критическую роль, которую увеличение охвата шприцев играет в снижении риска.
Необходимость реформы на государственном уровне
Это исследование предоставляет предварительные данные о снижении рискованного поведения, связанного с инъекциями, после реализации программы предоставления шприцев, и выделяет потенциально высокоприоритетные группы, такие как бездомные, которым может потребоваться дополнительное вмешательство. Кроме того, улучшение охвата шприцев среди клиентов программы шприцев может стать важным фактором в снижении поведения, которое подвергает людей риску заражения ВИЧ и ВГС.
С расширением программ предоставления шприцев во Флориде и в стране соавторы отмечают, что для дальнейшего снижения риска инфицирования ВИЧ и ВГС, связанного с инъекциями, на уровне штата должны быть предприняты политические меры по реформированию ограничительной системы штатов «один за-». один обмен на научно обоснованную политику распределения шприцев.
Распределение насыщения и давление закачки для радиального газохранилища | Journal of Petroleum Technology
Abstract
Представлена и решена математическая модель для определения распределения насыщенности и давления в радиальном газохранилище.Модель состоит в основном из двух частей:
— растущее ядро газового пузыря и
— окружающий водоносный горизонт.
Поскольку полное давление в нагнетательной скважине является функцией двухфазного потока в газовом пузыре и нестационарного однофазного потока в водоносном горизонте, сопротивление потоку в обеих зонах было принято во внимание. Допущения, используемые как для радиального эквивалента уравнения двухфазного потока Бакли-Леверетта, так и для уравнения давления нагнетания, следующие:
геометрия радиальная,
газовый пузырь может свободно расширяться или контракта,
сжатие или расширение газа внутри пузыря может происходить в начале временного шага,
жидкости не смешиваются,
вода несжимаема в области хранения газа, тогда как она сжимаемый за пределами этой области,
существует стабильная граница раздела газ-вода, и
закачка газа происходит с постоянной скоростью или серией постоянных скоростей.
Математическая модель решена численно на компьютере IBM 650. Представлено сравнение между прогнозируемыми результатами модели, результатами, предполагающими установившийся поток, и фактической историей начального давления нагнетания в действующем пласте. Если взять за основу начальное давление на месторождении, среднее отклонение между прогнозируемым давлением и фактическим давлением на месторождении составило менее 4,3%.
Введение
Подземное хранение природного газа на заброшенных нефтяных месторождениях, в заброшенных угольных шахтах, в пещерах и в водоносных горизонтах имело разную степень успеха.Отсутствие этих первых трех объектов в непосредственной близости от большинства основных районов сбыта газа приводит все больше и больше к хранению в нетронутых водоносных горизонтах. По большей части это хранилище в водоносных горизонтах привело к исследованию, на котором основана данная статья. Было опубликовано несколько отличных статей, в которых обсуждаются проблемы, связанные с подземным хранением природного газа; однако, насколько известно этим авторам, ни один из них не учел двухфазный поток флюидов в газовом пузыре и тот факт, что газовый пузырек будет увеличиваться или уменьшаться в размере в зависимости от истории закачки и извлечения из коллектора.Оба этих фактора не только будут влиять на требуемое давление нагнетания, но также будут иметь определенное влияние на количество воды, получаемой при отборе из зоны хранения. Чтобы решить эту проблему на компьютере IBM 650, было сделано несколько упрощающих предположений. Учитывалась только дренажная часть кривой относительной проницаемости, тем самым пренебрегая любыми эффектами гистерезиса, возникающими во время цикла пропитывания. Количество газа, отобранного в период полевых исследований, составляло лишь небольшой процент от общего количества газа на месте; следовательно, данное предположение оправдано.Для задачи, изучаемой в этом случае, предполагалось, что комбинированные эффекты капиллярности и силы тяжести пренебрежимо малы. Это предположение становится менее обоснованным, когда толщина пласта или средний диаметр пор заметно увеличиваются. Обоснованность этих предположений следует изучать в каждом конкретном случае.
ТЕОРИЯ
Эта математическая модель для прогнозирования распределения насыщения и давления для радиального водохранилища газа основана на уравнениях для радиального двухфазного потока жидкости и для радиального нестационарного однофазного потока жидкости.Считается, что двухфазный поток имеет место в «ядре», радиус которого равен максимальному радиусу, которого будет достигать газовая зона, как показано на рис. 1. История нагнетания-отбора аппроксимируется серией постоянных потоков. ставки. Предполагается, что внутри «ядра» газ ведет себя как полусжимаемая жидкость; то есть предполагается, что газ имеет постоянную плотность на основе среднего давления в газовой зоне за период потока. Между каждым приращением времени с постоянной скоростью допускается изменение плотности газа.
Сравнение внутримышечного распределения различных объемов инъекций с помощью тензорной диффузионной визуализации (DTI) — просмотр полного текста
Справочная информация:
Внутримышечное введение ботулинического токсина используется в качестве успешного лечения многих состояний (например, спастичности, двигательных расстройств, гиперсекреторных расстройств, офтальмологических расстройств, болезненных состояний, расстройств тазового дна и желудочно-кишечного тракта, косметических применений). Клиническая практика показывает, что даже при использовании специальных методы наведения (электромиография (ЭМГ), ультразвук, электрическая стимуляция) для повышения точности наведения, ботулотоксин может распространяться на соседние участки путем диффузии.Различные терапевтические цели требуют различной диффузии токсина в зависимости от количества задействованных мышц и потери функции в пораженной области, соответственно. Есть некоторые свидетельства того, что больший объем инъекции приводит к большему распределению и большей площади поражения. Таким образом, модель на животных показала повышенную эффективность и снижение системных побочных эффектов ботулинического токсина А в инъецированной мышце после активной или пассивной манипуляции с мышцей.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) может неинвазивно исследовать количество и движение внутриклеточной и внеклеточной воды с использованием различных последовательностей.Т2-взвешенные и диффузионные тензорные последовательности особенно полезны для количественной оценки и характеристики химического поведения воды в различных типах тканей (животных). Насколько нам известно, не проводилось систематических исследований МРТ in vivo с использованием этих методов визуализации для визуализации внутримышечного разведения жидкости у людей. Однако влияние in vivo на распределение в тканях различных объемов инъекций и активное движение мышц у людей с помощью DTI никогда не наблюдалось.
Гипотеза:
Внутримышечное распределение обычных физиологических растворов может быть неинвазивно определено количественно с помощью DTI у людей. DTI может использоваться для выяснения, если:
Внутримышечному распределению способствуют большие объемы инъекций и
Внутримышечному распространению способствует активная мышечная активность.
Обоснование:
Влияние больших объемов инъекций и активной мышечной активности после инъекции на внутримышечное распределение и поглощение токсинов остается неясным.Физиологический натрий является материалом-носителем для всех препаратов ботулинического токсина, что позволяет предположить, что физиологическое распределение натрия или натрия хлорида (NaCl) является репрезентативным для первичного распределения токсина. Динамические T2-взвешенные последовательности могут отслеживать приток и региональное распределение введенного физиологического раствора.
DTI может неинвазивно количественно определять количество и направленность движения протонов в скелетных мышцах человека и, следовательно, может косвенно допускать предположения о внеклеточном и внутриклеточном распределении введенного раствора / вещества.
Методы:
В этом предварительном слепом пилотном исследовании 10 здоровых субъектов будут исследованы с помощью DTI двуглавой мышцы плеча после рандомизированной внутримышечной инъекции двух разных объемов инъекции NaCl и рандомизации на активное сгибание и разгибание в локтевых суставах по сравнению с отсутствием активного сгибания и расширение. Во время каждой инъекции будут выполняться динамические Т2-взвешенные магнитно-резонансные томографические последовательности. Впоследствии последовательности тензора диффузии будут выполняться в определенные моменты времени.
Обмен согласно Закону об исключении инфекционных заболеваний (IDEA), первая законная программа предоставления шприцев во Флориде, работает по модели раздачи шприцев один на один в соответствии с законодательством штата, когда клиенты могут получить столько новых шприцев, сколько они вернулись.
Новое исследование, проведенное Медицинской школой Миллера Университета Майами, изучило влияние этой политики индивидуального распределения шприцев на изменения в поведении, связанном с риском инъекций, в течение долгого времени на бирже IDEA. В исследовании также изучались факторы, в том числе охват шприцев, которые связаны с траекториями рискованного инъекционного поведения.
Тайлер Бартоломью, недавно защитивший докторскую диссертацию. в программе «Наука о профилактике и общественное здравоохранение» Департамента наук о общественном здравоохранении Медицинской школы Миллера, и группа совместных экспертов обнаружила, что увеличение охвата шприцев было связано с сокращением как совместного использования инъекционного оборудования, так и повторного использования шприцев. Важно отметить, что исследование также показало, что клиенты, сообщавшие о том, что они употребляли инъекционные наркотики в общественных местах, чаще использовали общие шприцы в течение периода исследования.Однако у пациентов, живущих с гепатитом С (ВГС), с течением времени значительно сократилось совместное использование инъекционного оборудования и повторное использование шприцев.
«Конечная цель нашей программы — предоставить клиентам легкий доступ к достаточному количеству нового инъекционного оборудования, чтобы они получали новый неиспользованный шприц каждый раз, когда он им нужен», — сказал ведущий автор исследования доктор Бартоломью. «Это исследование продолжает дополнять существующую литературу о том, что оптимизация охвата шприцев важна для снижения риска, и мы должны устранить препятствия, такие как индивидуальный обмен, чтобы все клиенты могли оставаться в безопасности и быть здоровыми.”
«Неопровержимым доказательством является то, что раздача шприцев по мере необходимости является наилучшей практикой в программах предоставления шприцев», — сказал старший автор исследования Хансель Тукс, доктор медицины, магистр здравоохранения, основатель IDEA Exchange и доцент клинической медицины в отделе инфекционных заболеваний в школы Миллера ». Это исследование показывает, что для нашей коалиции студентов-медиков и заинтересованных сторон настало время вернуться в столицу Флориды и добиваться внесения законодательных изменений в эту неэффективную политику распределения шприцев по принципу« один к одному ».«
Для проведения исследования соавторы использовали дизайн проспективного наблюдательного исследования, чтобы сформировать когорту из 115 клиентов программы предоставления шприцев. В период с декабря 2016 года по январь 2020 года клиенты выполнили три поведенческих оценки во время посещения биржи IDEA, которые включали сбор социально-демографической информации и информации о связанном с инъекциями рискованном поведении, употреблении наркотиков и сексуальном риске. После включения в исследование на исходном уровне при каждом визите по обмену собиралось минимальное количество данных, включая количество утилизированных шприцев и количество розданных шприцев.Кроме того, в исследовании участникам предлагалось проводить последующие поведенческие оценки в дополнение к тестированию на ВИЧ и ВГС — на ежеквартальной основе. Первичные результаты анализа заключались в том, использовалось ли какое-либо инъекционное оборудование, такое как шприцы, иглы, кухонные плиты и хлопок, совместно в предыдущие 30 дней и использовались ли иглы / шприцы повторно также в предыдущие 30 дней.
Увеличение охвата шприцев, связанное с сокращением совместного использования инъекционного оборудования и повторного использования шприцев
Исследование показало, что 78.4 процента клиентов из программы обслуживания шприцев сообщили о повторном использовании шприцев при последующем наблюдении в течение одного года, что позволяет предположить, что предоставление стерильного инъекционного инструментария по модели «один к одному» может оказаться недостаточным для сокращения повторного использования шприцев. Повторное использование шприцев может привести к катастрофическим бактериальным инфекциям, таким как эндокардит, среди многих других осложнений. Кроме того, те, кто сообщил об инъекциях в общественных местах, отметили значительную тенденцию к увеличению совместного использования инъекционного оборудования, что свидетельствует о том, что для снижения рискованного поведения, связанного с инъекциями, среди этой подгруппы может потребоваться дополнительное вмешательство, такое как предоставление жилья и мобильных услуг.Кроме того, те, у кого был положительный результат теста на ВГС, показали 62-процентное сокращение совместного использования инъекционного оборудования по сравнению с их коллегами с отрицательным результатом на ВГС.
При изучении совместного использования инъекционного оборудования и повторного использования шприцев увеличение охвата шприцев было связано с 58-процентным сокращением совместного использования инъекционного оборудования и 21-процентным сокращением повторного использования шприцев. Медиана охвата шприцами на момент последнего наблюдения составляла всего 39 процентов, что значительно ниже порога достаточного охвата, необходимого для использования нового шприца для каждой инъекции.Таким образом, было обнаружено, что недостаточный охват шприцев положительно связан с повторным использованием шприцев. Этот вывод о недостаточном охвате участников программы шприцев подтверждает предыдущие исследования IDEA и расширяет критическую роль, которую увеличение охвата шприцев играет в снижении риска.
Необходимость реформы на государственном уровне
Это исследование предоставляет предварительные данные о снижении рискованного поведения, связанного с инъекциями, после реализации программы предоставления шприцев, и выделяет потенциально высокоприоритетные группы, такие как бездомные, которым может потребоваться дополнительное вмешательство.Кроме того, улучшение охвата шприцев среди клиентов программы шприцев может стать важным фактором в снижении поведения, которое подвергает людей риску заражения ВИЧ и ВГС.
С расширением программ предоставления шприцев во Флориде и в стране соавторы отмечают, что для дальнейшего снижения риска инфицирования ВИЧ и ВГС, связанных с инъекциями, на уровне штата должны быть предприняты политические меры по реформированию ограничительных правил штата. обмен на научно обоснованную политику распределения шприцев.
По сценарию Аманды Торрес
Опубликовано 24 марта 2021 г.
Характер распределения после системной инъекции мезенхимальных стволовых клеток зависит от возраста реципиента и состояния нейронов | Исследование стволовых клеток и терапия
1.
Сетх С., Скатт А., Штолзинг А. Старение мезенхимальных стволовых клеток. Aging Res Rev.2006; 5: 91–116.
CAS Статья PubMed Google ученый
2.
Wang S, Qu X, Zhao RC.Клиническое применение мезенхимальных стволовых клеток. J Hematol Oncol. 2012; 5:19.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
3.
Niyibizi C, Li F. Возможные последствия клеточной терапии для несовершенного остеогенеза. Int J Clin Rheumatol. 2009; 4: 57–66.
Артикул Google ученый
4.
Undale AH, Westendorf JJ, Yaszemski MJ, Khosla S. Мезенхимальные стволовые клетки для восстановления костей и метаболических заболеваний костей.Mayo Clin Proc. 2009; 84: 893–902.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
5.
Воларевич В., Арсеньевич Н., Лукич М.Л., Стойкович М. Краткий обзор: Лечение мезенхимальными стволовыми клетками осложнений сахарного диабета. Стволовые клетки. 2011; 29: 5–10.
CAS Статья PubMed Google ученый
6.
Barbash IM, Chouraqui P, Baron J, Feinberg MS, Etzion S, et al.Системная доставка мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в инфаркт миокарда: осуществимость, миграция клеток и распределение в организме. Тираж. 2003. 108: 863–8.
Артикул PubMed Google ученый
7.
Конник П., Колаппан М., Кроули С., Уэббер Д. Д., Патани Р. и др. Аутологичные мезенхимальные стволовые клетки для лечения вторичного прогрессирующего рассеянного склероза: открытое экспериментальное исследование фазы 2а.Lancet Neurol. 2012; 11: 150–6.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
8.
Wyles CC, Houdek MT, Behfar A, Sierra RJ. Терапия мезенхимальными стволовыми клетками при остеоартрите: современные перспективы. Клонирование стволовых клеток. 2015; 8: 117–24.
PubMed PubMed Central Google ученый
9.
Ши М., Лю З.В., Ван Ф.С. Иммуномодулирующие свойства и терапевтическое применение мезенхимальных стволовых клеток.Clin Exp Immunol. 2011; 164: 1–8.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
10.
Пулавендран С., Виньеш Дж., Роуз С. Дифференциальная противовоспалительная и антифиброзная активность трансплантированных мезенхимальных и гематопоэтических стволовых клеток при повреждении печени у мышей, вызванном тетрахлорметаном. Int Immunopharmacol. 2010; 10: 513–9.
CAS Статья PubMed Google ученый
11.
Johnson AA, Naaldijk Y, Hohaus C, Meisel HJ, Krystel I, et al. Защитные эффекты альфа-фенил-трет-бутилнитрона и аскорбиновой кислоты в мезенхимальных стволовых клетках человека, полученных из жировой ткани, от доноров разного возраста. Старение. 2016; 9 (2): 340–52.
PubMed PubMed Central Google ученый
12.
Johnson AA, Riehle MA. Ресвератрол не может продлить жизнь комара Anopheles stephensi. Rejuvenation Res. 2015; 18: 473–8.
CAS Статья PubMed Google ученый
13.
Naaldijk Y, Johnson AA, Ishak S, Meisel HJ, Hohaus C, et al. Миграционные изменения мезенхимальных стволовых клеток в ответ на цитокины, факторы роста, гипоксию и старение. Exp Cell Res. 2015; 338: 97–104.
CAS Статья PubMed Google ученый
14.
Кин Т.Дж., Лин П., Каплан А.И., Деннис Дж.Э. МСК: пути доставки и приживление, стратегии нацеливания на клетки и иммунная модуляция.Stem Cells Int. 2013; 2013: 732742.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
15.
Девайн С.М., Коббс С., Дженнингс М., Бартоломью А., Хоффман Р. Мезенхимальные стволовые клетки распределяются по широкому кругу тканей после системной инфузии нечеловеческим приматам. Кровь. 2003; 101: 2999–3001.
CAS Статья PubMed Google ученый
16.
Кавада Х., Фудзита Дж., Кинджо К., Мацузаки Ю., Цума М. и др.Негематопоэтические мезенхимальные стволовые клетки могут мобилизоваться и дифференцироваться в кардиомиоциты после инфаркта миокарда. Кровь. 2004. 104: 3581–7.
CAS Статья PubMed Google ученый
17.
Нагая Н., Фуджи Т., Ивасе Т., Огуши Н., Ито Т. и др. Внутривенное введение мезенхимальных стволовых клеток улучшает сердечную функцию у крыс с острым инфарктом миокарда за счет ангиогенеза и миогенеза. Am J Physiol Heart Circ Physiol.2004; 287: h3670–6.
CAS Статья PubMed Google ученый
18.
Цзян В., Ма А., Ван Т., Хан К., Лю И и др. Внутривенная трансплантация мезенхимальных стволовых клеток улучшает работу сердца после острой ишемии миокарда у самок крыс. Transpl Int. 2006; 19: 570–80.
Артикул PubMed Google ученый
19.
Мориджи М., Интрона М., Имберти Б., Корна Д., Аббате М. и др.Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга человека ускоряют восстановление после острого повреждения почек и продлевают выживаемость мышей. Стволовые клетки. 2008; 26: 2075–82.
CAS Статья PubMed Google ученый
20.
Деак Э., Рустер Б., Келлер Л., Эккерт К., Фихтнер И. и др. Суспензионная среда влияет на взаимодействие мезенхимальных стромальных клеток с эндотелием и легочную токсичность после трансплантации мышам. Цитотерапия. 2010; 12: 260–4.
CAS Статья PubMed Google ученый
21.
Крайчман Д.Л., Тацуми М., Гилсон В.Д., Ишимори Т., Кедзиорек Д. и др. Динамическая визуализация доставки аллогенных мезенхимальных стволовых клеток в инфаркт миокарда. Тираж. 2005; 112: 1451–61.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
22.
Ха С, Ан С., Ким С., Джу И, Чонг Я. и др. Визуализация in vivo стволовых клеток, полученных из жировой ткани, на животной модели болезни Альцгеймера. J Biomed Opt. 2014; 19: 051206.
Артикул PubMed Google ученый
23.
Sohni A, Verfaillie CM. Направление и отслеживание миграции мезенхимальных стволовых клеток. Stem Cells Int. 2013; 2013: 130763.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
24.
Marquez-Curtis LA, Janowska-Wieczorek A. Повышение миграционной способности мезенхимальных стромальных клеток путем нацеливания на ось SDF-1 / CXCR4.BioMed Res Int. 2013; 2013: 561098.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
25.
Карп Дж. М., Ленг Тео Г.С. Самонаведение мезенхимальных стволовых клеток: дьявол кроется в деталях. Стволовая клетка. 2009. 4: 206–16.
CAS Статья PubMed Google ученый
26.
Сасаки М., Абэ Р., Фудзита Ю., Андо С., Инокума Д. и др. Мезенхимальные стволовые клетки привлекаются к поврежденной коже и способствуют заживлению ран за счет трансдифференцировки в несколько типов клеток кожи.J Immunol. 2008. 180: 2581–7.
CAS Статья PubMed Google ученый
27.
Kidd S, Spaeth E, Dembinski JL, Dietrich M, Watson K, et al. Прямое доказательство тропизма мезенхимальных стволовых клеток для микроокружения опухоли и ран с использованием биолюминесцентной визуализации in vivo. Стволовые клетки. 2009. 27: 2614–23.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
28.
Кан С.К., Шин И.С., Ко МС, Джо Джи, Ра Дж.С. Путешествие мезенхимальных стволовых клеток для самонаведения: стратегии повышения эффективности и безопасности терапии стволовыми клетками. Stem Cells Int. 2012; 2012: 342968.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
29.
Son BR, Marquez-Curtis LA, Kucia M, Wysoczynski M, Turner AR, et al. Миграция мезенхимальных стволовых клеток костного мозга и пуповинной крови in vitro регулируется осями стромального фактора-1-CXCR4 и фактора роста гепатоцитов-c-met и включает матриксные металлопротеиназы.Стволовые клетки. 2006; 24: 1254–64.
CAS Статья PubMed Google ученый
30.
Рустер Б., Готтиг С., Людвиг Р.Дж., Бистриан Р., Мюллер С. и др. Мезенхимальные стволовые клетки демонстрируют скоординированное вращение и поведение адгезии на эндотелиальных клетках. Кровь. 2006; 108: 3938–44.
Артикул PubMed Google ученый
31.
Сегерс В.Ф., Ван Рит И., Андрис Л.Дж., Лемменс К., Демолдер М.Дж. и др.Адгезия мезенхимальных стволовых клеток к эндотелию микрососудов сердца: активаторы и механизмы. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006; 290: h2370–7.
CAS Статья PubMed Google ученый
32.
Сяо Кью, Ван С.К., Тиан Х., Синь Л., Цзоу З.Г. и др. TNF-альфа увеличивает миграцию мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в ишемизированные ткани. Cell Biochem Biophys. 2012; 62: 409–14.
CAS Статья PubMed Google ученый
33.
Bustos ML, Huleihel L, Kapetanaki MG, Lino-Cardenas CL, Mroz L, et al. Старение мезенхимальных стволовых клеток не в состоянии защитить из-за нарушения миграции и противовоспалительного ответа. Am J Respir Crit Care Med. 2014; 189: 787–98.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
34.
Scutt N, Johnson AA, Scutt A, Stolzing A. Тканево-специфическое старение клеток-предшественников, полученных из сухожилий крысы. J Stem Cell Res Ther.2015; 5: 309. DOI: 10.4172 / 2157-7633.1000309.
Артикул Google ученый
35.
Лопес-Отин С., Бласко М.А., Партридж Л., Серрано М., Кремер Г. Признаки старения. Клетка. 2013; 153: 1194–217.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
36.
Рохани Л., Джонсон А.А., Арнольд А., Штолзинг А. Признак старения: признак индуцированных плюрипотентных стволовых клеток? Ячейка старения.2014; 13: 2–7.
CAS Статья PubMed Google ученый
37.
Duscher D, Rennert RC, Januszyk M, Anghel E, Maan ZN, et al. Старение нарушает динамику субпопуляции клеток и снижает функцию мезенхимальных стволовых клеток. Научный отчет 2014; 4: 7144.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
38.
Li L, Guo Y, Zhai H, Yin Y, Zhang J, et al.Старение увеличивает восприимчивость МСК к активным формам кислорода и снижает их терапевтическую эффективность при инфаркте миокарда. PLoS One. 2014; 9: e111850.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
39.
Бородкина А., Шатрова А., Абушик П., Никольский Н., Бурова Е. Взаимодействие между ROS-зависимыми повреждениями ДНК, митохондриями и p38 MAPK лежит в основе старения стволовых клеток взрослого человека. Старение. 2014; 6: 481–95.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
40.
Бах М., Шиммельпфенниг С., Штользинг А. Влияние мезенхимальных стволовых клеток мыши на пролиферацию, фенотип, жизнеспособность и цитотоксичность индуцированных цитокинами клеток-киллеров мыши в совместном культивировании. PLoS One. 2014; 9: e88115.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
41.
Dobson KR, Reading L, Haberey M, Marine X, Scutt A.Центробежная изоляция костного мозга от кости: улучшенный метод выделения и количественного определения остеопрогениторных клеток костного мозга из большеберцовых и бедренных костей крыс. Calcif Tissue Int. 1999; 65: 411–3.
CAS Статья PubMed Google ученый
42.
Sekiya I., Larson BL, Smith JR, Pochampally R, Cui JG, et al. Экспансия взрослых стволовых клеток человека из стромы костного мозга: условия, которые максимизируют выход ранних клеток-предшественников и оценивают их качество.Стволовые клетки. 2002; 20: 530–41.
Артикул PubMed Google ученый
43.
Naaldijk Y, Jager C, Fabian C, Leovsky C, Bluher A, et al. Влияние системной трансплантации мезенхимальных стволовых клеток костного мозга на маркеры нейропатологии у мышей APP / PS1 с болезнью Альцгеймера. Neuropathol Appl Neurobiol. 2016. [Epub перед печатью].
44.
Ито Д., Имаи Ю., Осава К., Накадзима К., Фукуучи Ю. и др. Специфическая для микроглии локализация нового связывающего кальций белка Iba1.Brain Res Mol Brain Res. 1998; 57: 1–9.
CAS Статья PubMed Google ученый
45.
Grudzinska MK, Kurzejamska E, Bojakowski K, Soin J, Lehmann MH, et al. Миграция мезенхимальных стволовых клеток, опосредованная хемоаттрактантным белком 1 моноцитов, является источником гиперплазии интимы. Артериосклер Thromb Vasc Biol. 2013; 33: 1271–9.
CAS Статья PubMed Google ученый
46.
Labedz-Maslowska A, Lipert B, Berdecka D, Kedracka-Krok S, Jankowska U, et al. Белок 1, индуцированный хемоаттрактантным белком моноцитов (MCPIP1), усиливает ангиогенный и кардиомиогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток, полученных из костного мозга мыши. PLoS One. 2015; 10: e0133746.
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
47.
Леовски К., Фабиан С., Наалдейк Й., Ягер С., Джанг Х. Дж. И др. Биораспределение полученной in vitro микроглии, применяемой интраназально и внутривенно мышам: эффекты старения.Цитотерапия. 2015; 17: 1617–26.
CAS Статья PubMed Google ученый
48.
Джонсон А.А., Акман К., Калимпорт С.Р., Вуттке Д., Штольцинг А. и др. Роль метилирования ДНК в старении, омоложении и возрастных заболеваниях. Rejuvenation Res. 2012; 15: 483–94.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
49.
Liu L, Eckert MA, Riazifar H, Kang DK, Agalliu D, et al.Из крови в мозг: могут ли системно пересаженные мезенхимальные стволовые клетки преодолевать гематоэнцефалический барьер? Stem Cells Int. 2013; 2013: 435093.
PubMed PubMed Central Google ученый
50.
Злокович Б.В. Гематоэнцефалический барьер в здоровье и хронических нейродегенеративных расстройствах. Нейрон. 2008; 57: 178–201.
CAS Статья PubMed Google ученый
51.
Двайер Р.М., Поттер-Бейрн С.М., Харрингтон К.А., Лоури А.Дж., Хеннесси Э. и др. Хемотаксический белок-1 моноцитов, секретируемый первичными опухолями груди, стимулирует миграцию мезенхимальных стволовых клеток. Clin Cancer Res. 2007. 13: 5020–7.
CAS Статья PubMed Google ученый
52.
Радде Р., Болмонт Т., Кезер С.А., Кумарасвами Дж., Линдау Д. и др. Церебральный амилоидоз, вызванный Abeta42, у трансгенных мышей выявляет раннюю и стойкую патологию.EMBO Rep. 2006; 7: 940–6.
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
53.

Распределенный впрыск топлива

История создания распределенного впрыска

Виды распределенного впрыска топлива

Принцип работы распределенного впрыска топлива

Плюсы и минусы распределенного впрыска топлива

Распределенный и послойный впрыск топлива

Что значит последовательность впрыска

Как работает система

Из каких механизмов состоит система

Управление системой

Как происходит послойное смесеобразование

Все обо всем. Каким бывает впрыск топлива?

Центральный впрыск топлива

Недостатки центрального впрыска

Многоточечный или распределительный впрыск

Прямой впрыск

Непосредственный впрыск

В заключении

Распределенный, непосредственный или комбинированный впрыск

Распределенный впрыск (MPI)

Непосредственный впрыск (GDI)

Комбинированный впрыск

Системы впрыска топлива — моно, распределенный, непосредственный

Системы впрыска топлива с внешним смесеобразованием

Одноточечный (центральный, моно) впрыск топлива (SPI)

Многоточечный (распределенный) впрыск топлива (MPI)

Механическая система впрыска топлива

Комбинированная электронно-механическая система впрыска топлива

Электронные системы впрыска топлива

Непосредственный впрыск — системы с внутренним смесеобразованием

Работа двигателя при послойном распределении смеси

Работа двигателя при наличии однородной смеси

Другие статьи по системам впрыска топлива

Распределенный впрыск или непосредственный что лучше?

Распределенный или непосредственный впрыск (MPI или GDI). Какая разница и что лучше

Похожие новости

Впрыск топлива: прямой vs распределенный.

Рассмотрим и другие отличия агрегатов HPi, GDI, CGI и FSI от модельного ряда MPI-моторов:

Что лучше распределенный впрыск или непосредственный?

Распределенный впрыск топлива: экономно и экологично

Момент впрыск топлива

Одновременный

Попарно-параллельный

Фазированный

В погоне за показателями

Чем же отличается распределенный впрыск топлива от непосредственного?

Непосредственный впрыск

Просто о сложном: что такое непосредственный впрыск топлива

Распределенный впрыск

Непосредственный впрыск

Отличия друг от друга

Непосредственный и распределенный впрыск: что это такое и в чем разница? | Владимирский тяжеловоз

Моделирование процессов распределения после внутримышечной инъекции in vitro

1 Введение

2 Материал и методы

Рисунок 1

Рисунок 2

3 Результаты

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рисунок 6

4 Обсуждение

Заявление автора

Ссылки

Распространение ДНК-вакцин определяет их иммуногенность после внутримышечной инъекции мышам

Реферат

Материалы и методы

Животные

Плазмиды

Иммунизация

Электропорация in vivo

Обработка и иммуногистохимическое окрашивание тканей

Флуоресцентная и конфокальная микроскопия

Изоляция клеток

Экспрессия трансгена

Создание, амплификация и анализ кДНК

Титры антител в сыворотке

Измерение ответа Т-лимфоцитов

Статистика