باستخدام ارتباط صورة رقمية لوصف سلالات المحلية على الأوعية الدموية عينات الأنسجة

الهدف العام من هذا البروتوكول هو توصيف مجال الإجهاد السطحي المحلي على عينات الأنسجة الوعائية. يتم تحقيق ذلك باستخدام تقنية ارتباط الصور الرقمية مع اختبار الشد أحادي المحور. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال ميكانيكا الأنسجة الرخوة وتوفير معلومات على وجه التحديد لتحديد وإبطال النماذج الحسابية والرياضية المتطورة بشكل متزايد لأنسجة الأوعية الدموية.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية التي تسهل القياس الكمي الدقيق لعدم تجانس مجال الإجهاد على سطح العينة ، وهي دالة لخصائص المواد المتأصلة وهندسة الرمز وطريقة الاختبار المستخدمة. بمجرد وصول الأنسجة إلى المختبر ، اعزل الشريان الأورطي البطني عن الأنسجة المحيطة باستخدام المقص الجراحي والملقط. ثم اغسل الوعاء ثلاث مرات باستخدام حقنة مملوءة ب PBS.

بعد الغسيل، استخدم المقص والملقط لإزالة أكبر قدر ممكن من الأنسجة المحيطة بالأوعية الدموية، دون المساس بسلامة العينة. بعد ذلك ، على الجزء الأوسط من الوعاء ، ضع شفرة حلاقة حادة ، عمودية على المحور الطولي للسفينة وقم بتقطيع الوعاء ثلاث مرات لعمل عينتين حلقتين. بعد ذلك ، ضع شفرة على إحدى الحلقات لعمل قطع شعاعي.

قم بتقطيع الحلقة بإحكام لعمل عينة على شكل شريط للاختبار الميكانيكي أحادي المحور. افعل هذا لكلتا الحلتين. قم بتخزين العينتين مؤقتا في طبق بتري زجاجي مقاس 100 مم مغمور في PBS.

لبقع سطح العينة ، ضع فرشاة هوائية جاهزة لرش صبغة تعليم الأنسجة. قم بتوصيل فرشاة الهواء بصمام ضغط مضبوطة لإنتاج 100 رطل لكل بوصة مربعة. بعد ذلك ، أضف صبغة وسم الأنسجة.

يجب معايرة قطر الفوهة لأقطار البقع بين 60 و 100 ميكرون. بعد ذلك ، قم برش صبغة تمييز الأنسجة على السطح الحميمي للعينة لمدة خمس ثوان تقريبا. افعل ذلك ثلاث مرات للتأكد من أن نمط البقع يغطي سطح العينة بشكل موحد.

للبدء ، قم بتركيب العينة على جهاز الاختبار. أولا ، قم بإرفاق كل طرف من طرفي العينة بشريط بلاستيكي باستخدام مادة لاصقة من الأنسجة. ضع البلاستيك على كل من الجزء العلوي والسفلي من العينة باستخدام المادة اللاصقة ، لعمل شطيرة.

ضع العينة بشكل مسطح على لوح تقطيع المناديل ثم قم بقياس أبعادها باستخدام الفرجار الرقمي. بعد ذلك ، ابدأ عناصر التحكم في النظام لجهاز الاختبار. على الشاشة الرئيسية لعنصر التحكم في النظام، حدد شكل الموجة على شريط المهام الموجود في علامة التبويب إعداد.

بعد ذلك ، اضبط موضع المقبض العلوي للاختبار الميكانيكي على سالب أربعة مم لتوفير امتداد 4 مم بالنسبة للموضع الأولي المحدد في النظام. الآن ، قم بتأمين شريط بلاستيكي واحد برفق في المقبض العلوي للاختبار الميكانيكي واترك العينة تتدلى بحرية. بعد ذلك ، اضبط موضع المقبض السفلي بحيث يمكن تأمين الطرف الحر للعينة دون تمديد.

بعد ذلك ، قم بتأمين الشريط البلاستيكي المتصل بالطرف الحر برفق في المقبض السفلي للاختبار. مع تركيب العينة ، قم بصفر خلية تحميل النظام. ثم قم بقياس طول العينة واستخدمه كطول مرجعي عند حساب السلالات المحيطية العالمية.

الآن ، في عنصر التحكم في البرنامج ، أدخل بروتوكول الاختبار الميكانيكي. هنا ، يتم تطبيق أربع دورات إزاحة أحادية المحور. تعمل كل دورة على تمديد طول العينة بنسبة 18 بالمائة بمعدل إزاحة قدره 0.01 مم في الثانية.

لتوثيق الاختبار ، التقط صورة كل بضع ثوان. ضع الكاميرا على بعد 1.5 متر من إطار التحميل، بشكل عمودي على العينة وركزها على العينة. في برنامج التقاط الصور ، في الخيار حدد النظام "حدد PGR2 ، ثم اضبط مسار المشروع لحفظ الصور المراد تحليلها.

انقر فوق أيقونة مربع الوقت وحدد الفاصل الزمني للاكتساب على أنه 5 ثوان. الآن ، قم باستيراد الصورة التي تم الحصول عليها. قم بتكبير بقعة فردية ثم احسب عدد وحدات البكسل داخل هذه البقع الفردية.

بعد التحقق من جودة نمط البقع ، انقر في نفس الوقت فوق رمز التشغيل "في النظام ورمز البدء" في برنامج التقاط الصور لبدء الاختبار. طوال البروتوكول ، قم برش PBS بشكل متقطع على العينة حتى لا تجف. ومع ذلك ، قم بذلك عندما يكون في حالة التفريغ وليس أثناء الحصول على البيانات.

بعد فتح برنامج تحليل الصور ، انقر فوق علامة التبويب "صور البقع" وحدد جميع الصور التي تحتاج إلى تحليل. ثم انقر فوق أداة المستطيل وحدد منطقة الاهتمام في الصورة الأولى. بعد ذلك ، أدخل حجم مجموعة فرعية 31 × 31 بكسل وحجم خطوة من خمسة بكسل.

الآن انقر فوق علامة التبويب بدء التحليل في البرنامج وقم بتعيين الاستيفاء ليكون مصيدة 8 محسنة. أيضا ، قم بتعيين المعيار على أنه صفر فروق مربعة طبيعية وخيار أوزان المجموعة الفرعية على أنه Gaucian. تحقق من خيارات الحد.

يجب أن تكون في الوضع الافتراضي. بعد ذلك ، انقر فوق علامة التبويب الفرعية بعد المعالجة ضمن علامة التبويب بدء التحليل. حدد الخيار ، حساب السلسلة "واترك حجم المرشح ونوع المرشح كإعداد افتراضي.

اضبط نوع الموتر على Lagrange. أخيرا ، حدد علامة تبويب البيانات ثم حدد صورة تم تحليلها لتصور حقل إجهاد السطح. تم استخدام 2D DIC جنبا إلى جنب مع الاختبار الميكانيكي أحادي المحور لقياس مجال الإجهاد السطحي لعينة أنسجة الأوعية الدموية ، في حالات مشوهة مختلفة.

كانت الطبيعة اللزجة المرنة للأنسجة ملحوظة من خلال درجة التباطؤ في منحنيات الإزاحة المنخفضة قبل التكييف المسبق الميكانيكي. ومع ذلك ، مع التكييف المسبق ، تضاءل التباطؤ تدريجيا. كما هو متوقع ، زادت قيم الإجهاد المحيطي المحلي مع إزاحة العينة المطبقة.

كان الإجهاد المحيطي بشكل عام أقل بالقرب من مركز العينة مقارنة بالقرب من واجهة قبضة العينة. في الاتجاه الطولي ، زاد الضغط الناتج غير المنتظم على السطح الحميمي للعينة مع تمديد العينة تدريجيا. يظهر اللون الذي يتغير داخل الخطوط العريضة لقياسات إجهاد المجال الكامل بوضوح الطبيعة غير المتجانسة العالية للشريان الأورطي عند تعرضه لتحميل شد أحادي المحور اسميا.

ثم تم حساب معاملات تباين حقول الإجهاد السطحي في الاتجاهات المتعامدة في كل حالة تجريبية. وجد أن التباين في سلالة السطح له علاقة عكسية مع امتداد العينات. يتم تحديد المستوى العالي من عدم التجانس في استجابة المواد في الجدول من خلال معامل التباين ، أو CV ، بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحديد الاستجابة الميكانيكية للسطح المحلي باستخدام ارتباط الصورة الرقمية إلى جانب اختبار الشد أحادي المحور لعينات أنسجة الأوعية الدموية.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال ميكانيكا الأنسجة الرخوة لاستكشاف الاستجابة الفسيولوجية والمرضية والميكانيكية المعدلة لأنسجة الأوعية الدموية.