使用压力肌动描记仪对小鼠生殖系统进行双轴向基础张力与被动测试

本方案研究生殖器官的双轴力学特性，阐明平滑肌细胞与被动基质各自的贡献。该技术可保持器官的几何形态以及天然的平滑肌细胞与基质之间的相互作用，使器官能够承受生理范围内的压力和轴向拉伸。在生理相关载荷下研究器官的双轴功能，有助于更好地理解生殖系统疾病的病因学。

对宫颈和阴道进行双轴向测试可为女性健康和生物力学领域提供重要见解。类似的方法也用于研究血管、食管和大肠。在研究新器官时，可能需要一段时间来确定技术细节，例如如何最佳地缝合组织或如何确定其无载荷长度。

为采集实验动物的生殖系统，将小鼠置于解剖显微镜下的吸水垫上，使用弯头镊子和剪刀提起腹部周围的皮肤。在耻骨上方的腹部基部做初始切口，深度应浅至不刺破腹肌壁，然后继续向上朝向肋骨方向延伸切口，并深入切开腹肌。去除浅层脂肪后，小心剪断耻骨联合，用直头镊子夹住膀胱以施加张力，采用钝性分离法将阴道周围的组织分离。

然后剪断生殖系统的基部，将组织从体腔中取出。在确定所收获的系统所需的合适尺寸套管后，将宫颈端固定在套管装置的力传感器部分，将器官的另一端固定在装置的千分尺部分。然后用缝线将两端扎紧。

为了确定已安装组织的未加载长度，首先拉伸器官，使管壁不受张力。对于阴道，观察阴道壁上的沟槽。对于宫颈，在位于宫颈中心标记上方和下方的墨点紧邻处进行切割。

使用卡尺测量系统从缝线到缝线的长度，并以1毫米汞柱为增量，将肌动图系统的压力从零逐步增加至10毫米汞柱。器官不再塌陷时的压力可通过在特定压力下外径的最大跃变来确定。记录该压力和外径数据，并将此数据点记为器官首次未塌陷的状态，同时将力归零。

为了确定实验中的体内拉伸状态，需在无负载压力下将器官调整至预估的体内长度，然后点击“开始”以评估从无负载压力到最大压力范围内的压力与力的数值关系。随后点击“停止”并保存文件。进行压力-直径预处理时，将压力设为0毫米汞柱，长度设为实验确定的体内长度，压力梯度设为1.5毫米汞柱/秒。

运行一个程序，将压力从0毫米汞柱升至最大压力加上未加载压力，保持30秒，然后返回至0毫米汞柱，并额外保持30秒。重复此程序共五个循环后，点击停止并保存文件。进行力-长度预处理时，将入口和出口压力均设为最大压力加上未加载压力的1/3，并将器官调整至体内长度的-2%。

单击“开始”，以每秒10微米的速度将长度调节至体内长度的加2%，再回调至减2%。重复轴向拉伸，共进行五个循环，然后单击“停止”并保存文件。对于体内长度的压力-直径测试，单击“开始”，将器官调节至体内长度，将压力设为0毫米汞柱，并将压力梯度设为1.5毫米汞柱每秒。

将压力从零毫米汞柱逐渐升高至最大压力，然后在保持20秒后将压力降回零毫米汞柱。随后重复该测试五个循环，再停止系统并保存数据。在进行最大压力的1/3加上未加载压力的力-长度测试时，将压力设定为最大压力的1/3加上未加载压力，并将器官调整至体内长度的-2%。

点击开始后，以每秒10微米的速度将器官从体内长度的+2%拉伸至-2%。然后重复该测试，共进行三个循环，之后停止系统并保存数据。最后一次测试结束后，移除KRB测试液，并用无钙KRB液洗涤器官。

洗涤后，将器官置于新鲜的无钙KRB溶液中孵育30分钟，该溶液添加有2毫摩尔的EGTA，随后更换为新鲜的无钙KRB溶液。在完成基础张力检测后，进行压力-直径预处理：点击“开始”，将压力设为0毫米汞柱，长度设为估计的体内长度，压力梯度设为1.5毫米汞柱/秒。开始运行一个程序，使压力从0毫米汞柱升至最大压力，再回到0毫米汞柱。

重复此过程共五个循环，每次保持30秒。进行力学长度预处理时，将器官调整至体内长度，并手动输入两个压力的无负载压力值。点击开始，将梯度设置为1.5毫米汞柱，压力设置为最大值的1/3。

以每秒10微米的速度将器官拉伸至+2%，再回缩至-2%，并重复该循环共5次。进行压力-直径测试时，将器官置于实验测定的体内长度的-2%处，且压力为0毫米汞柱，点击开始，将压力从0毫米汞柱逐步升高至最大压力，再降至0毫米汞柱。在0毫米汞柱阶段保持20秒，并重复该循环5次。

进行力-长度测试时，将压力设定为标称压力，并将器官调节至体内长度的负2%。以每秒10微米的速度将器官拉伸至体内长度的正2%，再恢复至体内长度的负2%。完成总共三个循环后，保存数据，并分别在最大压力的1/3、2/3以及最大压力下重复力-长度测试。

为了成功分析女性生殖器官的力学特性，必须将子宫角完整地从体内分离至阴道，且不能有任何缺损。根据器官类型的不同，所使用的导管尺寸也会有所差异。插管操作必须确保器官在实验过程中不会移动，同时在操作过程中不能损伤器官壁。

压力肌图系统可用于监测器官在进行力学测试时的多个方面，而超声系统则可用于测量器官在无载荷状态下有无基础张力时的厚度。力学测试完成后，可分别计算周向和轴向的切线模量。基础张力测试与被动测试均可提供生殖道在有无平滑肌细胞收缩贡献情况下的关键力学特性。

器官之间的比例缩放需要对实验方案进行一些调整，因为宫颈和阴道在体内承受的负荷不同。关键是在解剖过程中迅速操作以保持平滑肌细胞的活性，同时需谨慎操作以避免刺穿目标器官。在力学测试完成后，可进行用于测量器官残余应变的开口角实验，以及多种组织学和生物化学检测。

在对其平滑肌细胞基础贡献进行开发和研究之后，该技术还可用于评估生殖系统平滑肌在生理相关负荷下的最大收缩反应。