Este protocolo proporciona métodos detallados que describen la fabricación e implementación de una plataforma de ajuste de la carga posterior basada en magnéticos para tejidos cardíacos diseñados.
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Artículo de método
Ajuste magnético de la carga posterior en los tejidos cardíacos diseñados
* These authors contributed equally
En este artículo
Resumen
Resumen
Se sabe que la carga posterior impulsa el desarrollo de estados cardíacos fisiológicos y patológicos. Como tal, el estudio de los resultados de los estados alterados de la carga posterior podría proporcionar información importante sobre los mecanismos que controlan estos procesos críticos. Sin embargo, actualmente falta una técnica experimental para afinar con precisión la descarga posterior en el tejido cardíaco con el tiempo. Aquí, se describe una técnica basada en magnéticos recientemente desarrollada para lograr este control en tejidos cardíacos de ingeniería (EHT). Con el fin de producir EHT magnéticamente sensibles (MR-HIF), los tejidos se montan en postes de silicona huecos, algunos de los cuales contienen pequeños imanes permanentes. Un segundo conjunto de imanes permanentes se ajusta a presión en una placa de acrílico de tal manera que están orientados con la misma polaridad y están alineados axialmente con los imanes de poste. Para ajustar la carga posterior, esta placa de imanes se traduce hacia (mayor carga posterior) o lejos (carga posterior inferior) de los imanes de poste utilizando una etapa piezoeléctrica equipada con un codificador. El software de control de movimiento utilizado para ajustar el posicionamiento de la etapa permite el desarrollo de regímenes de postcarga definidos por el usuario, mientras que el codificador garantiza que la etapa corrige cualquier incoherencia en su ubicación. Este trabajo describe la fabricación, calibración e implementación de este sistema para permitir el desarrollo de plataformas similares en otros laboratorios de todo el mundo. Se incluyen resultados representativos de dos experimentos separados para ejemplificar la gama de diferentes estudios que se pueden realizar con este sistema.
Introducción
Después de la carga es la carga sistólica en el ventrículo después de que ha comenzado a expulsar sangre1. Durante el desarrollo cardíaco, una carga posterior adecuada es de importancia crítica para la maduración de cardiomiocitos2. En la edad adulta, los niveles bajos de carga posterior ventricular (por ejemplo, en pacientes postrados en cama con lesión medular de alto nivel3 o en casos muy especiales como el vuelo espacial4) pueden dar lugar a la hipotrofia del corazón. Por el contrario, una alta carga posterior puede conducir a hipertrofia cardíaca5
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Protocolo
1. Preparación de la plataforma de ajuste Afterload
NOTA: Los pasos implicados en esta porción del protocolo no son sensibles al tiempo.
- Fabricación de los bastidores de silicona magnéticamente sensibles
NOTA: Estos bastidores sirven como la plataforma de cultura para los EHT. Cada EHT se suspende entre dos postes de silicona, que imparten la carga posterior al tejido. El grado de carga posterior está directamente relacionado con la rigidez de estos postes. Para habilitar el ajuste magnético de la carga posterior, algunos de los postes deben ser sensibles magnéticamente.- Adquirir bastid....
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Resultados
Cuantificación de rigidez del poste del imán
Un poste de silicona con respuesta magnética horizontal se montó en una posición fija, y se colocó un imán de calibración alineado axialmente a varias distancias definidas ("espaciados de imán") de este poste. Las cargas de prueba de peso conocido se suspendieron del extremo del poste de silicona, haciendo que el poste se doblara. Esta desviación se cuantificó ópticamente. Se observó una relación lineal entre la fuerza gravitacional de la carga de prueba y .......
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Discusión
El protocolo descrito en este documento describe una nueva técnica para alterar magnéticamente la descarga posterior en tejidos cardíacos de ingeniería. Esta técnica se basa en el uso de una etapa piezoeléctrica para traducir una placa de imanes fuertes hacia y lejos de bastidores magnéticamente sensibles de postes de silicona. Cuanto más cerca estén los dos conjuntos de imanes, más fuerte será la carga posterior experimentada por los EHT cultivados en ellos.
Hay varios pasos que son críticos .......
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Divulgaciones
TE y MNH son cofundadores de EHT Technologies GmbH. Todos los demás autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores agradecen a Jutta Starbatty por su apoyo en el trabajo de cultivo de tejidos, Axel Kirchhof por la fotografía, Alice Casagrande Cesconetto por el trabajo de edición, y un agradecimiento especial a Aksehirlioglu por el apoyo técnico en el desarrollo de este dispositivo. B.B. fue apoyado por una beca DZHK (Centro Alemán de Investigación Cardiovascular), M.L.R. por una beca de beca federal postdoctoral Whitaker y M.N.H. por fondos de la DZHK.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Imanes de placa cilíndrica | HKCM | 9962-55184 | h = 14 mm, d = 13 mm |
| Postes magnéticos cilíndricos | HKCM | 9962-63571 | h = 2 mm, d = 0,5 mm |
| Alambre dental | Ormco | 266-1316 | d = 0,016 pulgadas (0,406 mm) |
| GraphPad GraphPad | Software, La Jolla, California, EE. UU | versión 6.00 para Windows | |
| Software de control de movimiento para motor piezoeléctrico | Micronix USA | en la página de inicio del fabricante | |
| Controlador de movimiento para motor piezoeléctrico | Micronix USA | MMC-100-01000 | |
| contractilidad | EHT technologies | A0001 | |
| Motor lineal piezoeléctrico | Micronix USA | PPS-20-15206 | equipado con codificador óptico lineal, incubadora-entorno |
| compatible Barra de estireno | Plastruct | MR-15 | d = 0.015 pulgadas (0.381 mm) |
| Cámara USB | Reichelt Elektronik | REFLECTA 66142 |
Referencias
- Zipes, D. P., Libby, P., Bonow, R. O., Mann, D. L., Tomaselli, G. F. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 11th edn. , Elsevier. (2018).
- McCain, M. L., Yuan, H., Pasqualini, F. S., Campbell, P. H., Parker, K. K.
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Reimpresiones y permisos
