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Articles by Naomi C. Chesler in JoVE
JoVE General
Caractérisation des isolés, ventilés et instrumentés poumons de souris perfusées avec un flux pulsatile
Department of Biomedical Engineering, University of Wisconsin – Madison
Le protocole suivant décrit le processus d'isolement, de ventilation et d'instrumenter les poumons de souris pour mesurer stable ou pulsatile vasculaire pulmonaire pression-débit des relations afin de quantifier les effets de la circulation sanguine, circulation de l'air, les changements des voies aériennes et sur les modifications vasculaires postcharge ventriculaire droite.
Other articles by Naomi C. Chesler on PubMed
Effets De L'ischémie Et De L'activité Myogène Actives Et Passives Propriétés Mécaniques Des Artères Cérébrales De Rats
Passif (papavérine induite) et active (pression spontanée induite) propriétés biomécaniques de l'ischémie et non ischémique chez le rat artères cérébrales moyennes (MCM) ont été étudiés dans des conditions in vitro pression. MCM contrôle ischémiques (1 h de l'occlusion), controlatérale, et opérés de manière fictive ont été isolés à partir de rats mâles Wistar (n = 22) et mis sous pression en utilisant un système de contrôle a permis artériographe que de la pression transmurale (TMP) et la mesure de diamètre de la lumière et épaisseur de paroi . Trois paramètres de rigidité mécaniques ont été calculées: l'ensemble raideur passive (beta), les changements de pression dépendant de module (E (inc, p)), et des cellules musculaires lisses (CML) dépendants de l'activité changements (E (inc, a)). Le bêta-valeur pour les navires ischémiques a été augmenté par rapport à des navires fictifs (13,9 + / - 1,7 vs 9,1 + / - 1,4, P <0,05), indiquant une possible à court terme remodelage due à une ischémie. E (inc, p) a augmenté la pression dans les vaisseaux passif (P <0,05), mais est demeurée relativement constante au cours des navires actifs pour tous les types de navires, ce qui indique que l'activité induite par la pression SMC contractiles (c.-à-réactivité myogénique) dans les artères cérébrales conduit à le maintien d'un module constant dans la plage élastique de pression autorégulateur. E (inc, a) a augmenté la pression pour toutes les conditions, ce qui signifie que les variations de la rigidité sont influencés par l'activité SMC et le tonus vasculaire.
Les Dépôts De Particules Dans L'Ex Vivo Artères: Effets De La Pression, De Débit, Et De Forme D'onde
L'objectif de cette étude était de quantifier l'effet des perturbations de pression, de débit et de forme d'onde hémodynamiques sur la déposition de protéines des particules de taille dans les artères carotides porcine ex vivo. Un système de perfusion ex vivo a été utilisé pour contrôler la pression et l'environnement d'écoulement pour exciser le tissu artériel. Confocale des images de microscopie laser a révélé que 200 nm particules ont été déposés et que plus de intimally sphères étaient évidents le long des vaisseaux perfusés dans des conditions de forme d'onde d'oscillation que tous les autres. Dans toutes les conditions de pression, de débit et de forme d'onde, les particules ont été exclus de la média et l'adventice de la paroi du vaisseau. Les données de débit constant de soutenir l'utilisation de la loi de Darcy avec dépendant de la pression perméabilité hydraulique du tissu modèle artérielle.
Propriétés Mécaniques De Rat Artères Cérébrales Moyennes Avec Et Sans Tonus Myogène
L'épaisseur de diamètre intérieur et le mur de rat artères cérébrales moyennes (MCM) ont été mesurées in vitro à la fois une pression induite par l'état-myogenically actif et un d'origine médicamenteuse, l'état passif à quantifier active et passive comportement mécanique. Paramètres d'élasticité de la littérature (raideur dérivé d'un exponentielle relation pression-diamètre, bêta, et l'élasticité en réponse à une augmentation de pression, EINC-p) et un paramètre élasticité nouvelle en réponse à des cellules musculaires lisses (SMC) d'activation, EINC- a, ont été calculés. bêta pour tous les passifs MCM était 9,11 + / - 1,07, mais n'a pas pu être calculés pour les navires actifs. La rigidité supplémentaire augmente significativement avec la pression dans les vaisseaux passifs; EINC-p (10 (6) dynes/cm2) a augmenté de 5,6 + / - 0,5 à 75 mm Hg à 14,7 + / - 2,4 à 125 mm Hg (p <0,05). A bord des navires actifs, EINC-p (10 (6) dynes/cm2) est demeuré relativement constant (5,5 + / - 2,4 à 75 mm Hg et 6,2 + / - 1,0 à 125 mm Hg). EINC-un (10 (6) dynes/cm2) a augmenté de façon significative avec la pression (de 15,1 + / - 2,3 à 75 mm Hg à 49,4 + / - 12,6 à 125 mm Hg, p <0,001), indiquant une plus grande contribution de l'activité SMC à la cuve rigidité de la paroi à des pressions supérieures.
Les Mesures De Biomécanique De Souris L'artère Pulmonaire
Techniques robustes pour caractériser les propriétés biomécaniques des artères pulmonaires de souris permettra passionnants gène au niveau des hypothèses concernant une maladie vasculaire pulmonaire à tester chez les animaux génétiquement modifiés. Dans cet article, nous présentons les premières mesures des propriétés biomécaniques des artères pulmonaires de souris.
Aspects Liés Mécaniques Et Biologiques Du Remodelage Des Artères Pulmonaires De Souris Avec L'hypoxie Induite Par L'hypertension
Insuffisance cardiaque droite due à une hypertension pulmonaire entraîne une morbidité et une mortalité importantes. Pour étudier les changements liés vasculaires mécaniques et biologiques qui sont induites par l'hypertension artérielle pulmonaire, nous testés mécaniquement isolés laissés principales artères pulmonaires de souris exposées à une hypoxie hypobare chronique et réalisé des essais histologiques sur les navires controlatéraux. Dans les tests de navires isolés, les navires hypoxiques moins étiré en réponse à la pression que les contrôles à tous les niveaux de pression. Compte tenu de la courte durée et un grand diamètre de l'artère pulmonaire, le module tangent Young n'a pas pu être mesurée, mais plutôt, un module élastique effectif a été calculé que l'augmentation de façon significative avec l'hypoxie [(280 kPa (SD 53) et 296 kPa (SD 50) pour 10 et 15 jours, respectivement, par rapport à 222 kPa (SD 35) pour le contrôle; P <0,02)]. Navires hypoxiques étaient également plus élevés coefficients d'amortissement [(0,063 (SD 0,017) et 0,054 (SD 0,014) pour les 10 et 15 jours, respectivement, par rapport à 0,033 (SD 0,016) pour le contrôle; P <0,002)], indiquant augmenté de dissipation d'énergie. La raideur augmente avec l'hypoxie en corrélation avec une augmentation de l'épaisseur de collagène (collagène pour cent multiplié par une épaisseur de paroi) ainsi que la somme de l'élastine et du collagène épaisseurs mesurées histologiquement dans la paroi artérielle. Ces résultats mettent en évidence les changements dans mécanobiologique le système vasculaire pulmonaire qui se produisent en réponse à l'hypoxie induite par l'hypertension artérielle pulmonaire. En outre, ils démontrent d'importants changements vasculaires mécaniques et biologiques qui augmentent pulmonaire impédance vasculaire, conduisant à une insuffisance cardiaque droite.
La Mécanobiologie De Remodelage Vasculaire Pulmonaire En L'absence Congénitale De ENOS
L'hypertension pulmonaire primitive est une maladie rare mais mortelle. Poumons extraites de patients SPP sont déficients en oxide synthase endothéliale (eNOS), ce qui rend la souris eNOS-null, un modèle potentiellement utile de la maladie. Afin de mieux comprendre la progression du remodelage vasculaire pulmonaire en l'absence congénitale de la eNOS, nous avons provoqué une hypertension artérielle pulmonaire dans eNOS-souris nulles en utilisant une hypoxie hypobare, puis quantifié la structure et la fonction des grosses artères dans les vaisseaux controlatéraux. En particulier, pour évaluer la structure, nous avons quantifié diamètre, épaisseur de la paroi, et le collagène, l'élastine et lisse contenu des cellules musculaires; de quantifier la fonction nous avons effectué des tests de pression de diamètre. Après rénovation, les artères pulmonaires a augmenté mur, le collagène et l'élastine épaisseurs par rapport aux témoins (p <0,05). Les artères pulmonaires remodelés avait également augmenté modules élastiques à souches basses et hautes par rapport aux témoins (p <0,05). Les augmentations de modules à haute et basse tension corrélée avec des augmentations dans l'élastine et du collagène d'épaisseur, respectivement (P <0,05). Ces résultats donnent un aperçu de la mécanobiologie de remodelage vasculaire pulmonaire en l'absence congénitale de la eNOS, et la nature couplée de ces changements.
La Résistance Vasculaire Pulmonaire Et D'impédance Dans Les Poumons De Souris Isolés: Effets D'embolie Pulmonaire
Pour étudier les relations pulsatiles taux de pression d'écoulement dans le réseau vasculaire pulmonaire intacte de souris, nous avons développé un protocole de mesure de la résistance vasculaire pulmonaire et de l'impédance dans les régions isolées, aéré, et les poumons de souris perfusés. Nous avons utilisé une embolie pulmonaire afin de valider l'effet de l'obstruction vasculaire sur la résistance et l'impédance. Principal artère pulmonaire gauche et pressions auriculaires et pulmonaires débit vasculaire ont été mesurés dans des conditions stables et pulsatile dans les poumons des souris C57BL/6J (n = 6), avant et après deux perfusions de 25 microm de diamètre des microsphères (un million par perfusion). Après les embolisations premier et deuxième, les pressions artérielles pulmonaires a augmenté environ deux fois et trois ans et demi-fois, respectivement, par rapport au scénario de référence, à un débit constant de 1 ml / min (P <0,05). La résistance vasculaire pulmonaire et 0 Hz Impédance ont aussi augmenté après les embolisations premier et deuxième pour tous les débits testés (P <0,05). Dépendant de la fréquence caractéristiques du spectre d'impédance vasculaire pulmonaire étaient évocateurs de changements dans les principaux sites de réflexion pulmonaires vasculaires avec embolisation. Nos résultats démontrent que la pression artérielle pulmonaire, la résistance, et l'ampleur impédance mesurée dans cette configuration du poumon isolé changé de manière compatible avec les études in vivo dans les grandes animaux et les humains et de démontrer l'utilité de l'isolé, aéré, et des poumons de souris perfusé pour étudier stable et pulsatile relations de taux de pression d'écoulement.
Une Méthode Pour La Caractérisation Des Systèmes Dynamiques En Utilisant La Résistance Hydraulique De Série
La pression nécessaire pour conduire l'écoulement à travers un dispositif microfluidique est une caractéristique importante de ce dispositif. Nous présentons une méthode pour mesurer le débit à travers des composants microfluidiques et des systèmes, y compris les micropompes et microvannes. La plate-forme de mesure est composé de deux capteurs de pression et un tube de verre, qui fournit la résistance série. Le principe de la mesure est l'équivalent de fluide dynamique de la loi d'Ohm, qui définit la relation entre le courant, la résistance et de tension qui sont analogues à débit, la résistance hydraulique, et la chute de pression, respectivement. Une fois la résistance série est connu, il est possible de calculer le débit à travers un dispositif basé sur la pression. En outre, les caractéristiques du système dynamique de l'appareil-résistance et la capacité-peut être calculée. Les avantages de cette méthode sont sa configuration simple, la capacité de mesurer le débit avec précision à partir de la pression plus faciles à mesurer, et la capacité de prédire la réponse dynamique des dispositifs microfluidiques.
Le Remodelage Vasculaire Pulmonaire Dans Les Poumons De Souris Isolés: Effets Sur Pulsatiles De Pression-débit Relations
Hypoxie chronique provoque une vasoconstriction pulmonaire et l'hypertension artérielle pulmonaire, ce qui conduit à un remodelage vasculaire pulmonaire et une hypertrophie du ventricule droit. Pour déterminer les effets de l'hypoxie induite par le remodelage vasculaire pulmonaire sur l'impédance vasculaire pulmonaire, qui est la postcharge du ventricule droit, nous avons exposé des souris C57BL6 à 0 (témoin), 10 et 15 jours de l'hypoxie hypobare (n = 6, chacun) et mesurée pulmonaire la résistance vasculaire (PVR) et ex vivo d'impédance. Hypoxie chronique conduit à une augmentation des pressions artérielles pulmonaires pour des débits compris entre 1 et 5ml/min (P <0,01), et a augmenté PVR, 0-Hz Impédance nominale vasculaire pulmonaire et l'indice de réflexion de l'onde (P <0,05) ainsi qu'une plus négatif angle de phase de l'impédance pour les basses fréquences (P <0,05). Les augmentations de la résistance et 0-Hz Impédance en corrélation avec l'augmentation muscularisation des petites artérioles mesurées par immunohistochimie quantitative (P <0,01). Les augmentations de réflexion de l'onde et la diminution de l'angle de phase sont probablement dus à la rigidité artérielle a augmenté proximale. Ces résultats confirment que l'hypoxie chronique entraîne des changements significatifs dans réguliers et pulsatile pression-débit des relations dans les poumons de souris et le fait par l'intermédiaire d'une réorganisation structurelle. Ils fournissent également des données de base importantes pour les expériences avec des souris génétiquement modifiées, avec laquelle les mécanismes moléculaires du remodelage vasculaire pulmonaire peut être étudiée.
Changements Liés à L'expression Du Collagène Gène Et La Protéine Dans Le Poumon En Réponse à Une Hypoxie Chronique
L'accumulation de collagène contribue probablement à vasculaire accrue et de l'impédance des voies aériennes chez induite par l'hypoxie hypertension artérielle pulmonaire (HPS). Collagène existe dans plusieurs sous-types et peuvent s'accumuler par une synthèse accrue ou de la dégradation diminué. Afin de mieux comprendre les contributions individuelles de fibrillaire (FB) et la membrane basale (BM) de collagène, les métalloprotéases matricielles (MMP) et inhibiteurs tissulaires des MMP (TIMP) à vasculaire pulmonaire et le remodelage des voies aériennes chez HPS, nous avons étudié les changements temporels dans le gène et la protéine expression dans les poumons de souris exposées à une hypoxie pendant des jours 0, 3, 6, 10 et 15. Le changement le plus important et plus tôt dans l'expression des gènes était de collagène de type I FB, qui a été considérablement augmenté par rapport aux niveaux de contrôle à 6, 10 et 15 jours de l'hypoxie (p <0,05). Type III FB et de type IV BM collagène ont augmenté à 10 et 15 jours de l'hypoxie (p <0,05); MMP et TIMP niveaux d'expression des gènes étaient généralement plus élevés, mais parfois plus bas que les niveaux de contrôle à différents moments. Teneur en protéines de collagène a été augmenté dans les poumons entiers dès 6 jours de l'hypoxie et l'augmentation de façon monotone avec des expositions plus longues. Cependant, ni l'analyse qualitative, ni semi-quantitative de l'immunohistochimie ont démontré l'accumulation de collagène de type I FB dans les compartiments de l'autre poumon de grandes voies aériennes, ce qui suggère que les sous-types de collagène d'autres peuvent être d'importants contributeurs à l'accumulation de protéine de collagène. Ces résultats donnent un aperçu des modèles de gène et l'expression des protéines pertinentes à l'accumulation de collagène dans les poumons en réponse à une hypoxie chronique, à travers laquelle nous pouvons développer une meilleure compréhension de l'évolution dans le temps des changements dans la biologie de matrice et de la biomécanique qui se produisent dans les HPS.
Les Effets Du Cycle Ovarien Et La Grossesse Sur L'impédance Vasculaire Utérin Et De Mécanique Des Artères Utérines
La résistance vasculaire utérine (UV) est le rapport de la pression artérielle systémique moyenne pour signifier le débit sanguin utérin et est sensible aux changements dans les petites artères et artérioles. Cependant, il donne un aperçu peu ou pas compte des changements dans les grandes artères de conduits,. Les fluctuations de l'œstrogène (E2) et de progestérone (P4) niveaux au cours du cycle ovarien sont soupçonnés de provoquer une vasodilatation utérine artère résistance; les effets sur les grandes artères ne sont pas connus. Ici, notre objectif était d'utiliser l'impédance utérine vasculaire, qui est sensible aux changements dans les artères de petites et grandes, afin de déterminer les effets du cycle ovarien et la grossesse sur le système vasculaire toute l'utérus.
Modèles Des Lignes De Transport Pour Simuler L'impédance De La Vascularisation Utérine Pendant Le Cycle Ovarien Et La Grossesse
Variations de l'impédance vasculaire utérine peut donner un aperçu de diagnostic des changements physiologiques et pathologiques de la résistance vasculaire de l'utérus et le respect au cours du cycle ovarien et la grossesse. Ici, nos objectifs étaient de développer des modèles pour simuler l'utérus impédance vasculaire afin de mieux comprendre la taille et les changements vasculaires rigidité qui se produisent pendant le cyclisme de l'ovaire et la grossesse.
Comment Mesurer Périphériques Pulmonaires Mécanique Vasculaires
L'hypertension artérielle pulmonaire (PH) est d'abord une maladie des petites artères, les résistances périphériques. Les variations de ces vaisseaux sont mieux évaluées par la mesure de la pression artérielle pulmonaire à plusieurs niveaux de débit afin de générer multi-points de pression à débit courbes. Cette approche est supérieure à la traditionnelle mono-point de mesure de la résistance vasculaire pulmonaire (RVP), car elle permet une définition de flux indépendant des propriétés de résistance de cette partie du lit vasculaire pulmonaire et fournit également des informations sur sa distensibilité. Dans les modèles animaux, multi-points de pression à débit courbes peuvent être obtenues en utilisant un cas isolé, aéré, système pulmonaire perfusé. Cliniquement, l'épreuve d'effort cardio-pulmonaire (CPET) avec des non-invasive échocardiographie est réalisable et fournit des valeurs réalistes de la résistance et de la conformité périphérique. Ensemble, ces valeurs peuvent être utilisées pour mieux comprendre et de l'écran pour PH et induite par l'exercice PH.
Comment Mesurer La Fonction Pulmonaire Du Ventricule Droit Et Vasculaire
De longue date l'hypertension artérielle pulmonaire provoque significative remodelage périphérique et proximale artérielle et dysfonction ventriculaire droite. La métrique clinique le plus souvent utilisé pour évaluer la progression de la PH est la résistance vasculaire pulmonaire (RVP). Cependant, même quand elle est mesurée à partir multipoint pression-débit courbes, PVR fournit uniquement des informations sur la fonction artérielle périphérique, et non pas la fonction artérielle proximale et ne donne qu'une description incomplète de toutes les forces qui s'opposent ventriculaire droite (VD) de sortie d'écoulement. Pulmonaire spectres d'impédance vasculaire (PVZ) saisir l'impact de la structure artérielle proximale et périphérique et la fonction sur la fonction ventriculaire droite. Les analyses des ventriculaire-vasculaire couplage donnent un aperçu de l'efficacité des interactions mécaniques et métaboliques entre le ventricule droit et le système vasculaire pulmonaire. Ici nous passons en revue des techniques de mesure PVZ chez l'homme et des modèles animaux et pour déterminer la fonction ventriculaire droite.
Cours Temps De Intermittents Induite Par L'hypoxie Déficiences Dans La Structure Et La Fonction Artère Résistance
Nous avons déjà démontré que l'exposition chronique à l'hypoxie intermittente (CIH) altère endothélium-dépendante vasodilatation chez les rats. Pour déterminer l'évolution temporelle de cette réponse, les rats ont été exposés à CIH pour 3, 14, 28, ou 56 jours. Puis, nous avons mesuré l'acétylcholine et le nitroprussiate la vasodilatation induite par les artères gracilis isolés. En outre, nous avons mesuré endothéliale et la synthase inductible de l'oxyde nitrique, nitrotyrosine, et de collagène dans la paroi artérielle et les isoprostanes urinaires. Dépendante de l'endothélium vasodilatation était affaiblie après 2 semaines de CIH. Trois jours de CIH n'était pas suffisante pour produire cette altération et une exposition plus longue (c.-à-4 et 8 semaines) n'a pas l'exacerber. Vasodilatation avec facultés affaiblies a été accompagnée par le dépôt de collagène accrue. CIH élevé l'excrétion urinaire d'isoprostane, alors qu'il n'y avait aucun effet constant sur les deux isoformes de la NO synthase ou nitrotyrosine. L'exposition à CIH produit des déficits fonctionnels et structurels dans les artères de résistance du squelette musculaires. Ces déficiences se développer dans 2 semaines après le début de l'exposition et ils sont accompagnés d'une preuve systémique du stress oxydant.
Impédance Dans Les Poumons De Souris Isolés Pour La Détermination Du Site D'action D'agents Vasoactifs Et Les Maladies
L'hypertension artérielle pulmonaire hypoxique est une maladie du système vasculaire pulmonaire qui est généralement quantifiée par la résistance vasculaire pulmonaire (RVP). Toutefois, une description plus complète de la fonction vasculaire du poumon et de la postcharge ventriculaire droite est fourni par l'impédance vasculaire pulmonaire (PVZ) à partir de l'analyse spectrale de la pression-débit pulsatile relations. Nous avons étudié pulsatiles pression-débit dans les relations isolées, les poumons perfusés de souris en normoxie, après l'induction de l'hypertension pulmonaire hypoxique par 10 jours d'exposition hypoxique, et après l'administration du nitroprussiate de sodium agents vaso-actif et de la sérotonine dans le but de mieux comprendre les effets de la maladie et des agents vasoactifs sur la postcharge. L'exposition chronique hypoxie a augmenté de 0 Hz Impédance (Z (0)) à partir de 2.0 + / - 0,2 à 3,3 + / - 0,2 mmHg min / mL, mais a diminué impédance caractéristique (Z (C)) de 0,21 + / - 0,02 à 0,18 + / - 0,01 mm de Hg min / ml (p <0,05). Le nitroprussiate de sodium que légèrement diminué Z (0), mais a augmenté Z (C) dans les poumons normaux (p <0,05) et n'a pas d'incidence sur Z (C) et une diminution de Z (0) dans les poumons hypertendus (p <0,05). La sérotonine a augmenté Z (C) dans les poumons normaux et hypertendus, mais a diminué Z (0) dans les poumons hypertendus (p <0,05). Il y avait une corrélation inverse entre la pression artérielle pulmonaire moyenne et Z (C) en toutes circonstances. Ces résultats démontrent que les interventions peuvent avoir vasoactifs différents sites d'action (c.-à-segments, proximale par rapport distale) dans le système vasculaire normal et chronique pulmonaire hypoxique, et la pression de dépendance de Z (C) et R (W). La mesure de PVZ dans les poumons isolés permet une meilleure compréhension des modes d'action des médicaments et à l'hypoxie sur la circulation pulmonaire.
Le Pipeline Encore Des Fuites Et More Than You Think: Un Rapport De Situation Sur La Diversité Des Sexes En Génie Biomédical
Bien que le pourcentage des femmes dans l'ingénierie biomédicale est plus élevé que dans de nombreux autres domaines techniques, il est loin d'être en proportion de la population des États-Unis. La diminution de la proportion de femmes et de minorités sous-représentées dans l'ingénierie biomédicale des célibataires aux maîtres aux niveaux doctoral est la preuve d'un pipeline qui fuit toujours dans notre discipline. En outre, le pourcentage de femmes membres du corps professoral à l'assistant, les niveaux de professeur agrégé et complète reste décevant, même après des années de l'amélioration du recrutement des femmes dans l'ingénierie biomédicale au niveau du baccalauréat. Pire encore, le pourcentage de femmes diplômées au baccalauréat en génie biomédical a diminué l'échelle nationale pour la plus récente à trois travées année pour laquelle des données nationales sont disponibles. La diversité croissante en génie biomédical est prévu d'avoir d'importantes recherches et des avantages éducatifs. Les obstacles à la réussite des femmes en génie biomédical et des stratégies pour surmonter ces obstacles et le colmatage des fuites dans le pipeline sont examinés.
Les Effets De La Vasoactivité Et L'hypertension Artérielle Pulmonaire Hypoxique Sur Extralobaire Biomécanique L'artère Pulmonaire
Perte de la conformité des grosses artères est un facteur prédictif roman émergent de la mortalité cardio-vasculaire. Induite par l'hypoxie hypertension artérielle pulmonaire (HPS) a été montrée pour diminuer extralobaire artère pulmonaire (AP) la conformité en l'absence de cellules musculaires lisses (SMC) le ton et d'augmenter le tonus périphérique SMC dans les aires protégées. Nous avons cherché à déterminer l'impact de HPS sur extralobaire PA ton et l'impact de l'activation SMC sur la biomécanique PA extralobaire. Pour ce faire, des souris C57BL6 ont été exposés à 0 (CTL) ou 10 jours (HPS) de tests de navires hypoxie et isolées ont été effectuées sur extralobaire AP en utilisant soit une solution saline physiologique (PSS), un puissant vasoconstricteur (U46619), deux vasodilatateurs (SNP et Y27632) ou moyen de calcium libre (solution relaxant; RSAC). Les vasodilatateurs et relaxant solution n'a eu aucun effet sur la diamètre de l'artère extralobaire suggérant que basale ton SMC est pratiquement nul dans des conditions de CTL et n'augmente pas avec l'HPS. HPS causé un rétrécissement, une diminution de tronçon périphérique (lambda; p <0,0001), diminution de la compliance local (C (A), p <0,0005) et une augmentation progressive module d'élasticité (E (inc); p <0,05) dans l'état ton normal ( avec PSS). Dans des conditions à la fois CTL et HPS, l'activation SMC diminué E (inc) (p <0,0005), mais aussi augmentation de l'épaisseur de paroi (p <0,05) tels que les changements dans C (A) avec la constriction SMC étaient minimes, mais seulement dans les aires protégées HPS était une importante diminuer avec la constriction SMC observée (p <0,05). Nos résultats démontrent que 10 jours de l'hypoxie ne pas augmenter extralobaire PA SMC ton et que les baisses induites par HPS dans le respect sont causés par le rétrécissement, épaississement de la paroi et l'augmentation de module, et non pas une vasoconstriction persistante.
Le Rôle Du Collagène Dans Raidissement Extralobaire Artère Pulmonaire En Réponse à L'hypoxie Induite Par L'hypertension Artérielle Pulmonaire
L'hypertension artérielle pulmonaire hypoxique (HPS) provoque extralobaire artère pulmonaire (AP) raidissement, ce qui altère potentiellement la fonction systolique ventriculaire droite. Les changements dans les protéines de la matrice extracellulaire de collagène et d'élastine ont été suggérées pour contribuer à cette rigidification artérielle. Nous émettons l'hypothèse que l'accumulation de collagène vasculaire est une cause majeure de extralobaire PA raidissement dans HPS et testé notre hypothèse avec des souris transgéniques qui synthétisent du collagène de type I résistant à la dégradation de la collagénase (COL1A1 (R / R)). Ces souris et des contrôles qui ont la même portée la dégradation du collagène normale (COL1A1 (+ / +)) ont été exposés à une hypoxie pendant 10 jours, certains ont été autorisés à récupérer pendant 32 jours. In vivo PA pression et isolées des propriétés mécaniques et PA de collagène et d'élastine contenu ont été mesurés pour tous les groupes. Études vasoactifs ont également été réalisées avec U-46619, Y-27632, ou de calcium et de magnésium, un milieu sans. L'hypertension artérielle pulmonaire s'est produite dans les deux souches de souris en raison de l'hypoxie chronique et résolu à la récupération. HPS a entraîné d'importants changements PA mécaniques dans les deux souches de souris: tronçon périphérique a diminué, et la mi-haute-déformation circonférentielles module d'élasticité a augmenté (P <0,05 pour les deux). Collagène de type I avec facultés affaiblies dégradation empêché le retour de propriétés de base mécanique avec récupération et, en fait, conduit à une augmentation de la modules basse et moyenne-haute-tension par rapport à une hypoxie (P <0,05 pour les deux). Des changements importants dans la teneur en collagène ont été trouvés, ce qui tend à suivre les changements à la mi-haute-déformation module d'élasticité. Aucun changement significatif de la teneur en élastine ou vasoactivité ont été observés. Nos résultats démontrent que la teneur en collagène est important de extralobaire PA raidissement causé par une hypoxie chronique.
Mesure La Fonction Ventriculaire Droite Dans Les Coeurs De Souris Normales Et Hypertensive Utilisation Admission Dérivés De Pression-volume
Les souris sont un modèle animal largement utilisée pour étudier les maladies cardiovasculaires. Les nouvelles technologies ont été utilisées pour quantifier la fonction ventriculaire gauche chez cette espèce, mais les techniques appropriées pour déterminer ventriculaire droite (VD) la fonction sont moins bien démontrée. Détection dysfonctionnement ventriculaire est essentielle pour évaluer la progression de maladies vasculaires pulmonaires telles que l'hypertension artérielle pulmonaire. Nous avons utilisé un cathéter d'admission pour mesurer la pression-volume dans anesthésiés, ouvert à la poitrine souris avant et pendant la veine cave occlusion. Les souris exposées à une hypoxie chronique pendant 10 jours, ce qui provoque une hypoxie induite par l'hypertension artérielle pulmonaire (HPS), ont été comparés avec contrôle (CTL) chez la souris. HPS a entraîné une hausse de 27,9% en masse RV (P <0,005), une augmentation de 67,5% de la pression systolique RV (P <0,005), et une diminution de 61,2% du débit cardiaque (P <0,05). Preload travail recrutables accident vasculaire cérébral (PRSW) et la pente de la dérivée maximale de la pression (dP / dt (max))-le volume télédiastolique (VTD) relation accrue avec HPS (P <0,05). Bien que HPS a augmenté efficace élastance artérielle (E (a)) par plus de cinq (de 2,7 ± 1,2 à 16,4 ± 2,5 mmHg / ul), seule une légère augmentation de la fréquence ventriculaire en fin de systole élastance (E (es)) a été observée. En conséquence, une diminution spectaculaire de l'efficacité du ventricule-vasculaire attelage a eu lieu (E (s) / E (a) a diminué de 0,71 ± 0,27 à 0,35 ± 0,17, p <0,005). Les changements dans cardiaque de réserve ont été évalués par la perfusion de dobutamine. Chez les souris CTL, la dobutamine considérablement améliorée E (s) et dP / dt (max)-EDV mais aussi augmenté E (a), provoquant une diminution de E (s) / E (a). Chez les souris HPS, de légères diminutions mais non significative dans E (es), PRSW, dP / dt (max)-EDV et E (a) ont été observés. Ainsi, 10 jours de HPS a entraîné une hypertrophie du VD, ventricule-vasculaire découplage, et une légère diminution de la RV réserve contractile. Cette étude démontre la faisabilité de l'obtention de VR pression-volume mesures chez la souris. Ces mesures donnent un aperçu du ventricule-vasculaires interactions états sains et malades.
Règlement Contrainte De Cisaillement De La Production D'oxyde Nitrique Dans Les Cellules Artère Utérine Et Placentaire Endothéliales: Les études Expérimentales Et Des Modèles Hémodynamiques De Contraintes De Cisaillement Sur Les Cellules Endothéliales
Contrainte de cisaillement hémodynamique est le régulateur le plus puissant physiologique de la NO synthase endothéliale (eNOS), conduisant à une augmentation rapide d'oxyde nitrique (NO). Les augmentations considérables des flux sanguins utérins et placentaires tout au long de la gestation s'appuient fortement sur l'action du NO. Nous et d'autres ont étudié la fonction endothéliale en réponse à la contrainte de cisaillement avec des modèles de culture cellulaire de la contrainte de cisaillement. Afin d'appliquer les résultats de ces études de manière plus efficace, il nous faut une compréhension plus complète de l'origine et le couplage des forces hémodynamiques et le comportement des tissus vasculaires. Par exemple, les équations couramment utilisées pour calculer la contrainte de cisaillement in vivo comportent des hypothèses de flux sanguin stable (non pulsatile) et une viscosité constante de sang (fluide newtonien). En utilisant des modèles informatiques, on peut estimer une forme d'onde de la contrainte de cisaillement sur un cycle cardiaque et le changement de la viscosité du sang un taux de cisaillement et le taux d'hématocrite, deux variables qui changent souvent avec la taille du navire et l'emplacement au sein d'un arbre vasculaire. Cette revue discute hémodynamique, tels qu'ils s'appliquent à la circulation sanguine dans les vaisseaux, dans l'espoir que l'intégration de ces domaines peut conduire à améliorer les expériences in vitro des contraintes de cisaillement et de la compréhension de la production de NO dans la physiologie vasculaire de l'utérus et du placenta pendant la gestation.
Effets De L'inhibition De Kinase Rho Aiguë Sur Chronique Induite Par L'hypoxie Changements Dans Proximal Et Distal Structure Artérielle Pulmonaire Et La Fonction
L'hypertension artérielle pulmonaire hypoxique (HPS) est d'abord une maladie des petites artères pulmonaires. Sa gravité est généralement quantifiée par la résistance vasculaire pulmonaire (RVP). Inhibition de la kinase Rho aiguë a été trouvé pour réduire PVR vers des valeurs de contrôle dans des modèles animaux, suggérant que la persistance de la vasoconstriction pulmonaire est le mécanisme dominant pour PVR augmenté. Toutefois, HPS peut également causer des changements proximaux artérielles, qui sont pertinentes pour ventriculaire (RV) postcharge droite. Postcharge RV peuvent être quantifié par impédance vasculaire pulmonaire, qui est obtenu par l'intermédiaire d'analyse spectrale de la pression d'écoulement pulsatile relations. Pour déterminer les effets de HPS indépendants de la vasoconstriction pulmonaire persistante dans les artères proximales et distales, nous avons quantifié pulsatiles pression-débit des relations avant et après inhibition de la kinase Rho aiguë et mesuré la structure des artères pulmonaires avec microtomographie. Dans les poumons de contrôle, Rho kinase diminution de l'inhibition de 0 Hz Impédance (Z ₀), ce qui équivaut à PVR, de 2,1 ± 0,4 à 1,5 ± 0,2 mmHg · min · ml ⁻ ¹ (P <0,05) et tend à augmenter l'impédance caractéristique (Z ( C)) de 0,21 ± 0,01 à 0,22 ± 0,01 mmHg · min · ml ⁻ ¹. Dans les poumons HPS, Rho kinase diminution de l'inhibition Z ₀ (P <0,05) sans affecter Z (C). Microcomputed mesures de tomographie effectuée sur les poumons après inhibition de la kinase Rho aiguë démontré que HPS a diminué significativement le diamètre sans contrainte de l'artère pulmonaire principale (760 ± 60 vs 650 ± 80 um; P <0,05), une diminution de la compliance artérielle pulmonaire droite, et réduit la fréquence des artères de diamètre 50-100 um (les deux p <0,05). Ces résultats démontrent que aiguë inhibition de la kinase Rho renverse beaucoup, mais pas tous les changements induits dans HPS-distales des artères pulmonaires, mais n'affecte pas les changements induits par HPS dans les artères de conductance qui postcharge RV impact.
Pulmonaire Rigidité De La Paroi Vasculaire: Un Important Contributeur à L'augmentation De Postcharge Ventriculaire Droite Avec Hypertension Artérielle Pulmonaire
L'hypertension artérielle pulmonaire (PH) est associée à des changements structurels et mécaniques dans le lit vasculaire pulmonaire qui augmentent ventriculaire droite (VD) postcharge. Ces changements, caractérisés par un rétrécissement et le durcissement, se produisent à la fois proximale et distale des artères pulmonaires (AP). Une conséquence importante de rétrécissement artériel est augmenté la résistance vasculaire pulmonaire (RVP). Rigidification artérielle, qui peut survenir dans les deux artères pulmonaires proximales et distales, est un indice important de la progression de la maladie et est un contributeur important à la postcharge VD accrue dans PH. En particulier, rétrécissement artériel et le raidissement d'augmenter la postcharge RV en augmentant le travail régulier et RV oscillatoire, respectivement. Ici nous passons en revue l'état actuel des connaissances sur les causes et les conséquences de la rigidification artérielle pulmonaire chez les PH et son impact sur la fonction ventriculaire droite. Nous passons en revue les techniques directes et indirectes pour mesurer proximale et distale de rigidité artérielle pulmonaire, des mesures de la rigidité artérielle, y compris un module d'élasticité, module d'élasticité progressive, β coefficient de raideur et d'autres, les modifications de la fonction cellulaire et les protéines de la matrice extracellulaire qui contribuent à la rigidification artérielle pulmonaire, les conséquences de PA raidissement de la fonction VR et les implications cliniques de raidissement vasculaire pulmonaire de progression PH. Enquête avenir de la relation entre raidissement PA et une dysfonction VD peut faciliter de nouvelles thérapies visant à améliorer la fonction ventriculaire droite et donc finalement de réduire la mortalité dans les PH.
La Persistance D'accumulation De Collagène Vasculaire Alters Récupération Hémodynamique De L'hypoxie Chronique
L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est causée par le rétrécissement et le durcissement des artères pulmonaires qui augmentent pulmonaire impédance vasculaire (PVZ). En particulier, les petites artères artères étroites et grande raidir. Grande artère pulmonaire (AP) la rigidité est le meilleur prédicteur de la mortalité actuelle par les HAP. Nous avons précédemment montré que l'accumulation de collagène conduit à extralobaire PA raidissement à contrainte élevée (Ooi et al. 2010). Nous émettons l'hypothèse que l'accumulation de collagène augmenterait PVZ, y compris la résistance vasculaire pulmonaire totale (Z (0)), impédance caractéristique (Z (C)), le pouls vitesse de l'onde (VOP) et l'indice de réflexions des ondes mondiales (P (b) / P ( f)), qui contribuent à la postcharge ventriculaire droite a augmenté. Nous avons testé cette hypothèse en exposant des souris incapables de se dégrader collagène de type I (COL1A1 (R / R)) à 21 jours d'hypoxie (hypoxie), dont certains ont été autorisés à récupérer pendant 42 jours (de récupération). Littermate souris de type sauvage (COL1A1 (+ / +)) ont été utilisés comme témoins. En réponse à l'hypoxie, la pression moyenne PA (PAPm) a augmenté chez les génotypes de souris deux, sans aucune modification du débit cardiaque (CO) ou PA diamètre intérieur (ID); en conséquence, Z (0) (PAPm / CO) a augmenté de ~ 100 % dans les deux génotypes (p <0,05). Contrairement à nos attentes, Z (C), la VOP et P (b) / P (f) n'a pas changé. Toutefois, la récupération, Z (C) et la VOP a diminué dans le COL1A1 (+ / +) chez la souris et est resté inchangé dans les COL1A1 (R / R) chez la souris. Z (0) a diminué avec la récupération dans les deux génotypes. Microcomputed mesures de tomographie de grande AP n'a pas mis en évidence des changements de rigidité en fonction de l'exposition hypoxie ou le génotype. Nous concluons que l'hypoxie induite par l'accumulation de collagène PA n'affecte pas les composants pulsatiles de l'hémodynamique pulmonaire, mais que l'accumulation excessive de collagène permet de prévenir la récupération hémodynamique normale, ce qui peut avoir des conséquences importantes pour la fonction ventriculaire droite.
Suppression Inégale De Bmpr1a Potentialise Proximal Rénovation De L'artère Pulmonaire Chez Les Souris Exposées à Une Hypoxie Chronique
Réduction expression vasculaire des protéines morphogénétiques osseuses de type IA récepteur (Bmpr1a) a été observée chez les patients souffrant d'hypertension artérielle pulmonaire. Nos études précédentes sur des souris atteintes suppression inégale des Bmpr1a en cellules musculaires lisses vasculaires et les myocytes cardiaques ont montré une diminution distale remodelage vasculaire en dépit d'une gravité semblable de l'hypertension pulmonaire hypoxique (HPS). Nous spéculons rigidité accrue de dépôt ectopique de collagène dans les artères pulmonaires proximales pourrait expliquer HPS. Pulsatiles pression-débit des relations ont été mesurées dans isolées, ventilées, les poumons perfusés de SM22α; TRE-Cre; R26R; BMPR1A (flox / flox) (KO) chez la souris et sœurs de type sauvage, à la suite de 21 jours (hypoxie) et 0 jours (contrôle ) de l'hypoxie chronique. Impédance vasculaire pulmonaire, ce qui donne un aperçu de remodelage artériel proximale et distale, a été calculé. Réduction d'expression Bmpr1a eu aucun effet sur l'impédance d'entrée Z (0) (P = 0,52) ou de l'impédance caractéristique Z (C) (P = 0,18) dans des conditions de contrôle, il a également eu aucun effet sur la diminution de la Z (0) par l'intermédiaire aiguë rho inhibition de la kinase. Cependant, après une hypoxie chronique, réduit l'expression Bmpr1a augmenté Z (C) (P <0,001) sans affecter Z (0) (P = 0,72). Ces résultats démontrent que la carence en Bmpr1a ne modifie pas significativement la fonction hémodynamique de la vascularisation distale ou sa réponse à l'hypoxie chronique, mais plus grande, les artères plus proximales sont touchés. En particulier, l'expression réduite Bmpr1a probablement diminué de dilatation et une augmentation de raidissement en réponse à l'hypoxie, probablement par l'accumulation de collagène. Augmentation de la rigidité PA peut avoir un impact significatif sur la fonction ventriculaire droite. Cette étude illustre pour la première fois la façon dont les changements artériels pulmonaires proximales en l'absence de changements artériels pulmonaires distales contribuer à l'hypertension artérielle pulmonaire.
Rôle De La Teneur En Collagène Et De La Croix-lier Dans Les Grands Rigidification Artérielle Pulmonaire Après Une Hypoxie Chronique
Chronique l'hypertension pulmonaire hypoxique (HPS) est associé à grande artère (PA) de rigidification pulmonaire, qui est corrélée avec l'accumulation de collagène. Cependant, les mécanismes par lesquels le collagène contribue à raidissement PA restent largement inexplorées. Par ailleurs, HPS peut modifier les propriétés mécaniques autres que la rigidité, comme impulsion d'amortissement des capacités, qui affecte également la charge de travail du ventricule, mais est rarement quantifiée. Nous avons supposé que la teneur en collagène et de réticulation différentielle réguler la rigidité et la capacité d'amortissement de la grande AP lors de la progression HPS. L'hypothèse a été testée sur des souris transgéniques qui synthétisent du collagène de type I résistant à la dégradation de la collagénase (COL1A1 (R / R)). Ces souris et des contrôles même portée (COL1A1 (+ / +)) ont été exposés à une hypoxie pendant 10 jours, certains ont été traités avec β-aminopropionitrile (BAPN), ce qui empêche nouvelle cross-link formation. Isolés PA dynamiques essais mécaniques ont été effectués, et la teneur en collagène et réticulation ont été mesurés. En COL1A1 (+ / +) chez la souris, HPS a augmenté la teneur en collagène la fois et de réticulation, et le traitement BAPN empêché ces augmentations. Des tendances similaires ont été observés dans COL1A1 (R / R) chez la souris, sauf que la teneur en collagène augmente avec le traitement BAPN. Des essais mécaniques ont montré que dans COL1A1 (+ / +) chez la souris, HPS augmentation de la rigidité PA et capacité d'amortissement, et ces augmentations ont été entravées par le traitement BAPN. En COL1A1 (R / R) chez la souris, HPS a conduit à une augmentation plus faible, mais significative de la raideur PA et une diminution de la capacité d'amortissement. Ces changements mécaniques n'ont pas été affectés par le traitement BAPN. Navire-spécifiques corrélations pour chaque souche a montré que la rigidité et la capacité d'amortissement ont été corrélés avec la teneur totale plutôt que de réticulation du collagène. Nos résultats suggèrent que la teneur en collagène total est critique pour extralobaire PA raidissement lors de HPS.
