Vélocimétrie d'image micro-particule (μPIV) est utilisé pour visualiser des images paires de micro-particules ensemencées dans des flux sanguins qui sont en corrélation croisée pour donner un profil de vitesse précise. Taux de cisaillement, de la vitesse maximale, la forme du profil de vitesse, et la vitesse d'écoulement, dont chacun a des applications cliniques, peuvent être obtenus à partir de ces mesures.
Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.
Article de méthode
Micro-particules vélocimétrie par image de profil de vitesse pour mesures de débits Micro sang
Dans cet article
Résumé
Résumé
Vélocimétrie d'image micro-particule (μPIV) est utilisé pour visualiser des images paires de micro-particules ensemencées dans des écoulements sanguins. Les images sont en corrélation croisée pour donner un profil précis de la vitesse. Un protocole est présenté pour les mesures μPIV des flux sanguins dans les microcanaux. À l'échelle de la microcirculation, le sang ne peut pas être considéré comme un fluide homogène, car il s'agit d'une suspension de particules souples suspension dans le plasma, un fluide newtonien. Taux de cisaillement, de la vitesse maximale, la forme du profil de vitesse, et la vitesse d'écoulement peut être déduit de ces mesures. Plusieurs paramètres clés tels que la profondeur focale, la concentration de particules, et de la conformité du système, sont présentés afin d'assurer, des données utiles précises avec des exemples et des résultats représentatifs des différents hématocrites et des conditions d'écoulement.
Introduction
Le corps humain contient de nombreux vaisseaux ayant un diamètre inférieur à 50 pm, qui sont le site principal d'échange entre le sang et les tissus. L'étude du débit sanguin dans ces vaisseaux représente un défi considérable en raison à la fois de l'ampleur des mesures et les propriétés des fluides de sang. Ces mesures, y compris le gradient de pression, le cisaillement à la paroi, et les profils de vitesse dans les artérioles et veinules, sont des facteurs clés liés aux réactions physiologiques. Il ya maintenant des possibilités sans précédent pour résoudre ces problèmes de mesure, grâce à de nouvelles techniques expérimentales à l'échelle micro d&#....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Protocole
1. Microchip Fabrication
La première étape consiste à créer ou acheter votre microcanaux. Il ya plusieurs options pour le matériel puce.
L'un des matériaux les plus couramment choisie est poly (diméthyl) (PDMS). Il existe de nombreuses publications sur les orientations pour PDMS fabrication par lithographie douce 16,17,18.
Une fois le canal PDMS est fabriqué, il existe plusieurs traitements de surface disponibles pour renverser son hydrophobie naturelle. Traitement de plasma oxygéné est une option courante.
Zhou, Ellis, et Voelcker (2009) d....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Résultats
Dans toutes les figures, le débit est de gauche à droite dans les images brutes, et vers le haut dans les profils de vitesse calculée. Un exemple des données brutes obtenues avec du sang à hématocrite H = 10 circulant à 10 l / h est montré à la figure 2. Les données brutes peuvent être en corrélation croisée sans aucun traitement de données pour réaliser des profils de vitesse. L'impact des méthodes de pré-traitement et le traitement des données est discuté par Pitts, et al., (2012b). Un ex.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Discussion
Utiliser μPIV pour les mesures de débit sanguin à l'échelle de la microcirculation peut donner un aperçu d'un grand nombre de processus d'ingénierie biomédicale, mécaniques et chimiques pertinents. Certains des facteurs clés pour tenir compte de la densité sont de la RBC eux-mêmes, l'agrégation et la déformabilité de la RBC, l'agrégation ou le mouvement des micro-particules fluorescentes, et le règlement de la RBC dans les canaux. Tous ces éléments peuvent être comptabilisées si les directives généra.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Déclarations de divulgation
Les auteurs n'ont rien à révéler.
Remerciements
Les auteurs tiennent à remercier le CRSNG (en sciences naturelles et en génie du Canada) pour le financement, Catherine Pagiatikis pour son aide dans les essais initiaux, Sura Abu-Mallouh et Frederick Fahim pour tester le protocole, Richard Prevost de LaVision, Inc pour le support technique, et Guy Cloutier de l'Université de Montréal pour le prêt de la caméra à grande vitesse Dalsa.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| poly(diméthylsiloxane) (PDMS), c’est-à-dire Sylgard-184 | Dow-Corning | 3097358-1004 | |
| acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884-100G | |
| poshpate sérum tamponné (PBS) | Sigma Aldrich | P5368-10PAK | |
| microparticules fluorescentes | Microgenics/FisherSci | R900 | |
| glycérol (EN OPTION) | Microcentrifugeuse Sigma Aldrich | G6279-500 ml | |
| , c’est-à-dire Seringue CritSpin | FisherSci | 22-269-291 | |
| , c’est-à-dire 50 &mu ; l Caméra Gastight | Hamilton | 80965 | |
| , c’est-à-dire Imager Intense, LaVision haute vitesse | , Dalsa | Imager Intense | |
| microscope, i.e. MITAS | LaVision | MITAS | |
| Nd :YAG | laser New Wave Research | Solo-II | |
| pousse-seringue, i.e. Nexus3000 | Chemyx, Inc. | Tube flexible Nexus-3000 | |
| , c’est-à-dire Logiciel | FisherSci | 14-169-1A | |
| , c’est-à-dire DaVis | LaVision | Centrifugeuse DaVis | |
| , c’est-à-dire Thermo Scientific CL2 | Thermo Scientific | 004260F |
Références
- 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.
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Réimpressions et autorisations
