Velocimetría de imágenes de micro-partículas (μPIV) se utiliza para visualizar imágenes pareadas de micro partículas sembradas en los flujos sanguíneos que son correlación cruzada para dar un perfil exacto de velocidad. Velocidad de cizallamiento, la velocidad máxima, la forma del perfil de velocidad, y la velocidad de flujo, cada uno de los cuales tiene aplicaciones clínicas, se pueden derivar de estas mediciones.
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Artículo de método
Velocímetro de Micro-partículas para Velocity perfil mediciones de flujos de sangre Micro
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Resumen
Resumen
Velocimetría de imágenes de micro-partículas (μPIV) se utiliza para visualizar imágenes pareadas de micro partículas sembradas en los flujos sanguíneos. Las imágenes son de correlación cruzada para dar un perfil exacto de velocidad. Un protocolo se presenta para μPIV mediciones de los flujos sanguíneos en microcanales. En la escala de la microcirculación, la sangre no puede ser considerado como un fluido homogéneo, ya que es una suspensión de partículas flexibles suspendidas en el plasma, un fluido newtoniano. Velocidad de cizallamiento, la velocidad máxima, la forma del perfil de velocidad, y la velocidad de flujo se pueden derivar de estas mediciones. Varios parámetros clave tales como la profundidad focal, la concentración de partículas, y el sistema de cumplimiento, se presentan con el fin de garantizar, datos útiles precisos junto con ejemplos y resultados representativos de los diferentes hematocritos y condiciones de flujo.
Introducción
El cuerpo humano contiene numerosos vasos con diámetros de menos de 50 micras, que son el principal sitio de intercambio entre la sangre y los tejidos. El estudio del flujo sanguíneo en los vasos representa un reto considerable, tanto por la magnitud de las medidas y las propiedades de los fluidos de la sangre. Estas medidas, incluido el gradiente de presión, la fuerza cortante en la pared, y perfiles de velocidad en las arteriolas y vénulas, son factores clave relacionados con las respuestas fisiológicas. En la actualidad hay oportunidades sin precedentes para resolver estos desafíos de medición, gracias a las nuevas técnicas experimentales a escala micro para estud....
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Protocolo
1. Microchip Fabrication
El primer paso es crear o comprar su microcanal. Hay muchas opciones para el material de microchip.
Uno de los materiales más comunes elegidos es el poli (dimetilsiloxano) (PDMS). Hay muchas publicaciones sobre direcciones para PDMS fabricación mediante litografía blanda 16,17,18.
Una vez que el canal de PDMS se fabrica, hay varios tratamientos superficiales disponibles para invertir su hidrofobicidad natural. Tratamiento de plasma oxigenado es una opción común.
Zhou, Ellis, y Voelcker (2009) ofrecen una revisión de tra....
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Resultados
En todas las figuras, el flujo es de izquierda a derecha en las imágenes en bruto, y hacia arriba en perfiles de velocidad calculados. Un ejemplo de los datos sin procesar obtenidos con la sangre en el hematocrito H = 10 que fluye a 10 l / h se muestra en la Figura 2. Los datos en bruto pueden correlación cruzada sin ningún tipo de procesamiento de datos para lograr perfiles de velocidad. El impacto de los métodos de preprocesamiento y procesamiento de datos se discute por Pitts, et al., (2012b.......
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Discusión
Usando μPIV para mediciones de flujo sanguíneo en la escala de la microcirculación puede dar una idea de un gran número de procesos de ingeniería biomédica, mecánica y química pertinentes. Algunos de los factores claves para tener en cuenta son la densidad de los propios glóbulos rojos, la agregación y la deformabilidad de los glóbulos rojos, la agregación o el movimiento de las micro partículas fluorescentes, y la sedimentación de los glóbulos rojos en los canales. Todo esto puede explicarse si se siguen las directrice.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer a NSERC (Ciencias Naturales e Ingeniería del Consejo de Canadá) para su financiación, Catherine Pagiatikis por su ayuda en carreras iniciales, Sura Abu-Mallouh y Frederick Fahim para probar el protocolo, Richard Prevost de LaVision, Inc para soporte técnico, y Guy Cloutier, de la Universidad de Montreal para el préstamo del Dalsa cámara de alta velocidad.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| poli(dimetilsiloxano) (PDMS), i.e. Sylgard-184 | Dow-Corning | 3097358-1004 | |
| ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884-100G | |
| solución salina tamponada poshpate (PBS) | Sigma Aldrich | P5368-10PAK | |
| micropartículas fluorescentes | Microgenics/FisherSci | R900 | |
| glicerol (OPCIONAL) | Microcentrífuga Sigma Aldrich | G6279-500 ml | |
| , i.e. jeringa CritSpin | FisherSci | 22-269-291 | |
| , i.e. 50 μ l Cámara hermética al gas | Hamilton | 80965 | |
| , i.e. Imager Intense, alta velocidad | LaVision, Dalsa | Imager Microscopio intenso | |
| , i.e. MITAS | LaVision | Láser MITAS | |
| Nd:YAG | New Wave Research | Solo-II | |
| bomba de jeringa, i.e. Nexus3000 | Chemyx, Inc. | Tubo flexible Nexus-3000 | |
| , i.e. Software | FisherSci | 14-169-1A | |
| , i.e. DaVis | LaVision | Centrífuga DaVis | |
| , i.e. Thermo Scientific CL2 | Thermo Scientific | 004260F |
Referencias
- Santiago, J. G., Wereley, S. T., Meinhart, C. D. A particle image velocimetry system for microfluidics. Experiments in Fluids. 25, 316-319 (1998).
- Evaluation of Velocity Measurement in Micro Tube by Highly Accurate PIV Technique. Sugii, Y., Okamoto, K., Nishio, S., Nakano, A. 4th International Symposium on Particle Image Velocimetry (PIV '01), 17-19 Sept. 2001, , 1-5 (2001).
- Park, J. S., Choi, C. K., Kihm, K. D.
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Reimpresiones y permisos
