El presente protocolo determina las propiedades de relajación y fallo de la tensión de tracción de las tráqueas porcinas. Los resultados de tales métodos pueden ayudar a mejorar la comprensión de los umbrales viscoelásticos y de falla de la tráquea y ayudar a avanzar en las capacidades de los modelos computacionales del sistema pulmonar.
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Artículo de método
Investigación de la relajación del estrés y las respuestas de falla en la tráquea
En este artículo
Resumen
Resumen
Las propiedades biomecánicas de la tráquea afectan directamente el flujo de aire y contribuyen a la función biológica del sistema respiratorio. Comprender estas propiedades es fundamental para comprender el mecanismo de lesión en este tejido. Este protocolo describe un enfoque experimental para estudiar el comportamiento de relajación del estrés de la tráquea porcina que se estiró previamente a 0% o 10% de tensión durante 300 s, seguida de una carga mecánica de tracción hasta la falla. Este estudio proporciona detalles del diseño experimental, la adquisición de datos, los análisis y los resultados preliminares de las pruebas biomecánicas de tráqueas porcinas. Utilizando los pasos detallados proporcionados en este protocolo y el código de análisis de datos de MATLAB, los estudios futuros pueden investigar el comportamiento viscoelástico dependiente del tiempo del tejido de la tráquea, que es fundamental para comprender sus respuestas biomecánicas durante condiciones fisiológicas, patológicas y traumáticas. Además, los estudios en profundidad del comportamiento biomecánico de la tráquea ayudarán críticamente a mejorar el diseño de dispositivos médicos relacionados, como los implantes endotraqueales que se usan ampliamente durante las cirugías.
Introducción
A pesar de su papel crítico en la enfermedad pulmonar, la estructura más grande de la vía aérea, la tráquea, tiene estudios limitados que detallan sus propiedades viscoelásticas1. Una comprensión profunda del comportamiento viscoelástico dependiente del tiempo de la tráquea es fundamental para la investigación de la mecánica pulmonar, ya que comprender las propiedades específicas del material de las vías respiratorias puede ayudar a avanzar en la ciencia de la prevención de lesiones, el diagnóstico y la intervención clínica para las enfermedades pulmonares, que son la tercera causa principal de muerte en los Estados Unid....
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Protocolo
Todos los métodos descritos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Drexel. Todos los animales cadavéricos fueron adquiridos de una granja aprobada por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ubicada en Pensilvania, Estados Unidos. Para el presente estudio se utilizó un cadáver de un cerdo macho de Yorkshire (3 semanas de edad).
1. Recolección de tejidos
- Adquiera un cadáver de un cerdo de una granja aprobada y realice los experimentos dentro de las 2 h posteriores a la eutanasia. Mantenga el cadáver en hielo hasta que se complete la....
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Resultados
La Figura 1 muestra el tejido fallido cerca del sitio de sujeción y la presencia de tejido dentro de la pinza, lo que confirma que no hay deslizamiento durante la prueba de tracción. La Figura 2 indica varios sitios de falla, incluidos los sitios de sujeción superior o inferior o a lo largo de la longitud del tejido, que se observaron durante las pruebas de tracción entre las muestras analizadas. Los resultados del análisis de los datos se resumen en las
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Discusión
Muy pocos estudios han reportado las propiedades de estrés-relajación de la tráquea21,23. Se necesitan estudios para fortalecer aún más nuestra comprensión de las respuestas dependientes del tiempo del tejido traqueal. Este estudio ofrece pasos detallados para realizar tales investigaciones; Sin embargo, se deben garantizar los siguientes pasos críticos dentro del protocolo para realizar pruebas fiables: (1) hidratación adecuada del tejido, (2) distribución simil.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
La investigación reportada en esta publicación fue apoyada por el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver de los Institutos Nacionales de Salud bajo el número de premio R15HD093024 y el premio CAREER de la Fundación Nacional de Ciencias Número 1752513.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Bisturíes de seguridad desechables | Fine Science Tools Inc | 10000-10 | |
| eXpert 7600 | ADMET Inc. | N/A | Norwood, MA |
| Pinzas | Fine Science Tools Inc | 11006-12 y 11027-12 o 11506-12 | |
| Calibre Seguro | ADMET Inc. | N/A | Descarga gratuita |
| de la imagen J | NIH | N/A | de código abierto |
| - MATLAB | Mathworks | N/A | versión 2018A |
| Tijeras | Fine Science Tools Inc | 14094-11 o 14060-09 | |
| Solución tampón de fosfato estéril | Millipore, Thomas Scientific MFCD00131855 |
Referencias
- Brand-Saberi, B. E. M., Schäfer, T. Trachea: Anatomy and physiology. Thoracic Surgery Clinics. 24, 1-5 (2014).
- Barnett, S. B., Nurmagambetov, T. A. Costs of asthma in the United States: 2002-2007. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 127 (1), 145-1....
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Reimpresiones y permisos
