Introduction
Eine reiche Geschichte der Forschung überspannt mehr als 50 Jahren hat sich auf die Quantifizierung der mechanischen Eigenschaften von Gefäßgewebe konzentriert. Diese Untersuchungen ermöglichen es uns, sowohl die physiologische und pathologische Verhalten der Blutgefäße besser zu verstehen, eine Grundlage für die Bewertung der Wirksamkeit / Verträglichkeit der endovaskulären Prothesen und Hilfsmittel bei der Konstruktion und Herstellung von technischen Gefäßkonstrukte 1-6. Genaue Messung der mechanischen Reaktion des Weichgewebes und konstitutive Modellierung ihrer mechanischen Eigenschaften inhärent herausfordernd aufgrund der mechanischen Heterogenität Anisotropie und Nichtlinearität durch die meisten Gewebetypen zeigten. Außerdem sind experimentelle Messungen oft von lokalen Komplexität bei Probe Griff Schnittstellen im Verlauf der mechanischen Prüfung eingeführt (dh Biegung, Reibung, Spannungskonzentrationen, Reißen) und der unvermeidlichen Übergang der mechanischen Eigenschaften, wenn Gewebe von lebenden Tier herausgeschnitten verwechselt. </ p>
Einachsiges -Zugversuch gehört zu den einfachsten mechanischen Tests, die an einer Probe aus einem festen Material durchgeführt werden können, und wird oft verwendet, um die mechanische Antwort des vaskulären Gewebes zu bewerten. Ergebnisse dieser Experimente liefern nützliche Vorabinformationen zu den beiden einheimischen und konstruiert Gewebequellen, und kann verwendet werden, um die Auswirkungen von bestimmten Behandlungen, Krankheitszuständen oder pharmakologische Verbindungen auf das mechanische Verhalten der Gefäßwand 7-11 vergleichen.
Einachsige mechanische Prüfung von Weichteilen wird in der Regel anhand von Proben mit relativ einheitliche Geometrien, die am häufigsten Hundeknochens oder ringförmigen 7,8,12-14 ausgeführt. Jedoch können deutliche Abkehr von diesen idealisierten Geometrien aufgrund Herausforderungen Gewebedissektion, Isolierung und Klemm innerhalb des Testsystems zugeordnet sind kommen. Jede Ungleichförmigkeit in der Geometrie wird letztlich führen zu heterogen Spannung und DehnungFelder, wenn die Probe auf uniaxiale Dehnung unterworfen wird, wobei der Grad der Heterogenität unabhängig von der tatsächlichen Probenform sowie Probengröße (bezogen auf den Griff) und die mechanischen Eigenschaften des Materials 9,15,16. Wenn Feld Heterogenitäten sind signifikant, Probe-Stamm-Berechnungen auf der Grundlage der relativen Griffpositionen sind ungenau und somit eine unzureichende Grundlage für die Beurteilung mechanische Verhalten.
Video-Analyse-Systeme sind weit verbreitet für Dehnungsmessungen der Weichteile verwendet, die oft mit hohem Kontrast zur Probenoberfläche aufgebracht 17,18 Farbstoffmarker. Digitale Bildkorrelation, einem optischen metrologischen Technik, die Vollfeld Oberflächenbelastung, die durch den Vergleich Graustufenintensitätswerte auf der Probenoberfläche vor und nach der Verformung misst, in Verbindung mit Video verwendet Analysen der Weichteile 19-21. Es gibt mehrere Vorteile der digitalen Bildkorrelation verglichen mit interferometrIC-Methoden, die für die Messungen eingesetzt werden können. Erstens als berührungslose Messverfahren minimiert er die verwirrende Wirkungen der Änderung von Stoffeigenschaften aufgrund der Art, in der das Meßsystem beeinflußt die Probe. Zweitens erfordert es eine viel weniger strengen Messumgebung und hat einen breiteren Bereich von Empfindlichkeit und Auflösung als andere Methoden. Drittens, mit der Fähigkeit zur Erfassung einer vollständigen Gesichtsfeld ausgestattet ist, kann diese Technik sowohl den Durchschnitt und die lokalen mechanischen Reaktionen zu charakterisieren. Ausführliche Erläuterung des Verfahrens werden die Leser aufgefordert, das Buch von Sutton 22 zu sehen.
Zu Spannungsfeldern auf der Probenoberfläche zu erhalten, kann eine zweidimensionale digitale Bildkorrelationstechnik (2D-DIC) eingesetzt werden. Kurz gesagt, werden die Bilder der Probe bei unbelastetem und verschiedene geladene Zustände erfasst. Das erste Bild wird in kleine Quadrate genannt Teilmengen (M × M Pixel), die ein Gitter für nachfolgende Berechnung bilden geteilt2D Spannungsfelder. Die Position jedes Quadrat in den verformten Probe wird unter Verwendung eines Bildabgleichalgorithmus erhalten. Die Bewegung jedes Quadrates wird dann verfolgt, Bild-für-Bild, wodurch Verschiebungsfelder, die dann verwendet werden kann, um eine Verformung Gradienten und Spannungen über eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich Polynomanpassung oder Finite-Elemente-Interpolation abgeleitet werden. In dem vorliegenden Manuskript, bieten wir eine detaillierte Methodik für die Bewertung der Oberflächenspannungsfelder auf nativen Gefäßgewebe über Integration von einachsigen Zugversuch und 2D-DIC.
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Protocol
HINWEIS: Die nachfolgend beschriebenen Verfahren wurden im Rahmen eines Protokolls von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee an der University of South Carolina in Columbia, South Carolina genehmigt durchgeführt.
1. Tissue Erwerb und Dissection
- Sterilisieren Sie alle chirurgischen Werkzeugen vor Gewebedissektion. Autoklaven chirurgische Scheren und Feinstandardzangen sowie chirurgische Klingen unter einem Druck von 15 psi und einer Temperatur von 121 ° C für 15 min.
- Erwerben Sie einen Satz frischer Schweine (7 Monate alten Landrasse Männlich, 60-70 kg) die Nieren mit intakter Aorta von einem lokalen Schlachthof. Transportgewebe zurück zum Labor in Eiswasser 1% phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS).
- Unmittelbar nach der Ankunft, zu isolieren, die Bauchaorta vom umgebenden Gewebe mit chirurgischen Schere und Pinzette.
- Waschen des Gefäßes dreimal mit einer 50 ml Spritze, die mit PBS (pH 7,2) gefüllt. Mit Hilfe der Schere und Pinzette, entfernen Sie so viel perivaskuläre Gewebe possIVK, ohne die Integrität der Probe.
- Vertikal positionieren einer scharfen Rasierklinge auf den Mittelteil des Schiffes und sicherzustellen, dass sie senkrecht zur Gefäßlängsachse ist. Schaffen zwei Ringproben mit jeweils einer Breite von etwa 20 mm durch Anwendung von drei aufeinanderfolgenden Umfangseinschnitte mit der Rasierklinge.
- Vertikale Positionierung einer scharfen Rasierklinge auf eine Ringprobe, so dass die Klinge in der Radialrichtung orientiert ist. Tragen Sie eine akute Kraft, um eine Radialschnitt, der in einem streifenförmigen Probe für einachsige mechanischen Testergebnisse zu erhalten. Legen Sie die Probe in einem 100 mm Glaspetrischale und tauchen in PBS, bis die Anwendung von Oberflächenrauschen. Wiederholen Sie dies für den zweiten Ring Probe.
2. Erstellung von Oberflächen Speckle Pattern
- Schließen Sie die Airbrush, um das Druckventil.
- Stellen Sie den Düsendurchmesser der Airbrush, um Flecken von 60-100 & mgr; m zu ergeben (geeigneten Bereich für die Düsendurchmesser sollvon den ersten Studien bestimmt werden).
- Gießen Sie ungefähr 2 ml schwarz Gewebemarkierungsfarbstoff in die Schwerkraftzuführung des Airbrush.
- Legen Sie die Spritzpistole ca. 0,5 m entfernt von der Probe.
- Entfernen Sie die Probe aus der Petrischale. Spray Gewebemarkierungs Farbstoff auf der intimalen Oberfläche der Probe für etwa 5 s unter einem Spritzdruck von 100 psi. Dreimal wiederholen, um sicherzustellen, dass das Speckle-Muster einheitlich die Probenoberfläche umfasst.
3. Durchführung von Experimenten
- Befestigen jedes Endes der Probe auf einen Kunststoffstreifen (1 cm Breite x 1 cm Länge x 0,5 cm Dicke) unter Verwendung eines Gewebeklebers. Legen Sie die Probe auf einer Gewebeschneidebrett. Positionieren Sie die Probe, so dass sie flach liegt und messen ihren Dimensionen mit Hilfe eines digitalen Messschieber.
- Initiieren Sie Systemsteuerungen für die mechanische Prüfung. Auf das System Home-Bildschirm steuert, wählen Sie "Waveform" auf der Taskleiste auf der Registerkarte "Setup" befindet.
- Anzeigenur die Position der Obergriff des mechanischen Tester -4 mm (4 mm Erweiterung relativ zu dem bezeichneten Ausgangsposition in dem System). Sichern Sie vorsichtig einen Kunststoffstreifen (nach dem Muster in 3.1 im Anhang) in die obere Griff der mechanischen Tester und damit die Probe frei hängen. Den digitalen Sattel zu gewährleisten, dass der Abstand zwischen der Probe und dem Obergriff von weniger als 2 mm ist.
- Die Position des Untergriffs manuell einzustellen, so daß das freie Ende der Probe ohne Erweiterung gesichert werden. Sichern Sie vorsichtig die Kunststoffstreifen mit dem freien Ende der Probe in den unteren Griff der mechanischen Tester befestigt.
- Den digitalen Sattel zu gewährleisten, dass der Abstand zwischen der Probe und den unteren Griff weniger als 2 mm ist. Null das System Wägezelle. Messen Sie die Länge der Probe und dies als die Referenzlänge für die Berechnung des Gesamtumfangs Stämme.
- Geben Sie den mechanischen Testprotokoll. Die in t verwendete Protokollseine Vorführung mit 4 uniaxialen Verschiebungszyklen, die die Länge der Probe bei einer Verschiebungsgeschwindigkeit von 0,01 mm / s um 18% zu verlängern.
- Intermittierend zu sprühen PBS auf die Probe während des gesamten restlichen Testprotokoll, um sicherzustellen, dass sie hydratisiert bleibt.
- Montieren Sie die Kamera (5 Megapixel-Kamera, 100-mm-Objektiv, Pixelgröße von 3,49 & mgr; m) auf einem Stativ, das positioniert ist 1,5 m von der Laderahmen. Achten Sie darauf, die Kamera und der Probenoberfläche durch Einstellen der Kamera auf den niedrigsten verfügbaren Bereich der Tiefe und Manipulieren von seiner Ausrichtung, so dass das gesamte Sichtfeld im Fokus ist senkrecht.
- Öffnen Sie das Bild-Capture-Software.
- Wählen Sie "PGR-2" in der Option "System wählen".
- Wählen Sie den Projektpfad, um die Bilder zu speichern, um zu analysieren.
- Klicken Sie auf das Symbol "Time Square" und geben Sie das Erfassungsintervall als 5 Sek.
- Stellen Sie die Belichtung, numerische Apertur und Fokus des Objektivs, um so eine klare Sicht auf die Probe zu erhalten.
- Stellen Sie die Position der LED, um eine ausreichende Beleuchtung der Probe bereitzustellen.
- Klicken Sie auf das Symbol "Start" in der Bild-Capture-Software, um ein Bild der Probenoberfläche zu erhalten.
- Öffnen Sie die Bildanalyse-Software.
- Importieren Sie das erhaltene Bild. Zoom auf einen einzelnen Tupfen, und dann zählen Anzahl von Pixeln innerhalb dieser einzelnen Speckle.
Hinweis: Finden Sie einen Vertreter schwarzen Flecken. Definieren die Fleckengröße als die lineare Entfernung zwischen den Bildpunkten auf beiden Seiten des Flecken ähnlich hohe Werte haben. Für eine akzeptable Fleckengröße, sollte die Anzahl der Pixel über die Breite eines typischen Speckle größer als 3 Pixel betragen. Verbessert die räumliche Auflösung der Messungen sollten die meisten Flecken nicht mehr als 5-7 Pixel über die Breite des Speckle zu haben, wann immer möglich. Somit würde eine typische Speckle für diesen Fall zwischen 10 & mgr; m am kleinsten und 23 um auf der größten linearen Abmessung in reichen. Um festzustellen, eine entsprechende TeilmengeGröße, sollte eine typische Teilmenge mindestens 3 weißen und 3 schwarzen Sprenkeln über seine Breite haben. Wenn ein typisches Speckle ist 5 Pixel in der linearen Dimension, dann würde jede 31x31 Teilmenge mindestens 105 & mgr; m in der linearen Dimension sein. Der Abstand zwischen den Teilstellen sollte mindestens 1/6 der linearen Dimension sein. Somit wird für einen 31x31 Subsetgröße ist der Abstand 5 Pixeln, die 18 um in der linearen Entfernung darstellt. - Nach Überprüfung der Qualität der Speckle-Muster, gleichzeitig auf das Symbol "Ausführen" im System und Symbol "Start" in der Bild-Capture-Software, um den Test zu starten.
- Erfassen Sie eine Reihe von Bildern während des Tests unter Verwendung der Kamera und Bildaufnahmesoftware.
4. Aufräumverfahren nach dem Experiment
- Legen Sie die Probe verworfen in biohazard Beutel und schließen Sie die Tasche. Rufen Sie das Department of Environmental Health and Safety (EHS) an der Universität von South Carolina für die ordnungsgemäße Entsorgung.
- Bereiten Sie eine Phosphat-Desinfektionsmittel-Lösung mit einem 1:64 Verdünnungsverhältnis von Reinigungsmittel Desinfektionsmittel, um destilliertes Wasser. Einweichen der chirurgischen Werkzeuge in dieser Lösung für 20 min.
- Die in 4.2 mit destilliertem Wasser beschriebenen Produkte gründlich ausspülen. Trocknen Sie die Werkzeuge mit einem Papiertuch und dann sprühen sie mit einer 70% igen Ethanollösung. Wieder einmal die chirurgische Instrumente mit einem Papiertuch trocknen und setzen Sie diese wieder in der chirurgischen Werkzeugkasten.
5. Bildanalyse, um die lokale Spannungsfeld Messen
- Öffnen Sie die Bildanalyse-Software.
- Klicken Sie auf die Registerkarte "Speckle-Bilder", wählen Sie alle Bilder, die analysiert werden müssen.
- Klicken Sie auf das Rechteck-Werkzeug und wählen Sie den Bereich von Interesse in dem ersten Bild.
- Geben Teil Größe 41 × 41 Pixeln und Schrittweite 5 Pixel.
- Klicken Sie auf Starten Analyse Registerkarte in der Software, wählen Sie die Interpolation optimierten 8-Falle; wählen Sie das Kriterium als Null normalisiert quadrierten Differenzen und Teilgewichte Option Gaussian.
- Stellen Sie die Schwelle Optionen als Standard in der Software.
- Klicken Sie auf das Post-Processing-Unterregisterkarte in Startanalyse Registerkarte. Klicken Sie auf Option Stamm Berechnung und verlassen Filtergröße und Filtertyp als Standard in der Software. Wählen Tensor geben Lagrange.
- Wählen Sie Daten Registerkarte und wählen Sie ein beliebiges Bild analysiert dann zur Visualisierung der Oberflächenspannungsfeld.
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Representative Results
Die von einem Rampen einachsigen Verlängerungstest an vaskuläres Gewebe erfasst mechanischen Daten aus Last gegenüber angewandt Probenverdrängungs Beziehungen zu einem bestimmten Verschiebungsrate. In dieser Studie, 2D-DIC in Verbindung mit einachsigen mechanischen Prüfung wird verwendet, um die Oberflächenspannungsfelder der Probe in orthogonalen Richtungen an verschiedenen verformten Zuständen zu messen. Die viskoelastische Natur des vaskulären Gewebes wird durch den bemerkenswerten Grad an Hysterese in den Last-Verformungs-Kurven vor der mechanischen Vorbehandlung manifestiert. Um die Reproduzierbarkeit der mechanischen Prüfung zu fördern und zu erhalten, eine elastische mechanische Reaktion wird das Gewebe über mehrere Lade-Entlade-Zyklen vorbehandelt, wobei die Hysterese wird nach und nach vermindert (Abbildung 1). Trotz der überaus sorgfältige Probenvorbereitung und Montage, 2D-DIC-Messungen zeigen, dass das Spannungsfeld resultierenden Intimaoberfläche ist sehr heterogen sowohl in der Umfangs- und Längsrichtungen. Wie erwartet, zu erhöhen lokalen Umfangsdehnungswerte mit aufgesetzten Probenverschiebung. Heterogenität in Umfangsspannungsmuster ergibt im allgemeinen Werte, die in der Nähe der unteren Mitte der Probe im Vergleich zu in der Nähe des Abtast-Halt-Schnittstelle sind, die die Auswirkungen der Griff auf die lokalen Dehnungen (Figur 2). In Längsrichtung werden die resultierenden ungleichmäßigen Druckspannungen auf der Probenoberfläche erhöht Intima, wenn die Probe nach und nach erweitert, und der resultierende Spannungsfeld zeigt eine stärker ausgeprägte Heterogenität im Vergleich zu der Umfangsrichtung (3). Die Variationskoeffizienten (CV) der Oberflächenspannungsfeldern in orthogonalen Richtungen berechnet wurden, den Grad der Heterogenität Feld an ausgewählten experimentellen Zustände reflektieren und erwiesen sich monoton mit der erweiterten Probe Verlängerung (Tabelle 1) zu verringern.
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Abbildung 1. Experimentelle Präkonditionierung von vaskulären Gewebeprobe für einachsige Zugprüfung. Eine rechteckige Probe mit drei Lade-Entlade-Zyklen vorbehandelt, um eine reproduzierbare elastische Reaktion zu erhalten. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2. Umlaufspannungsfeld innerhalb der Probe Interessengebiet. (A) Repräsentative Beispiel für gesprenkelt Probe Intimaoberfläche und identifizierten Interessengebiet. (B) Lokale Umfangsspannung ε yy (%) innerhalb des identifizierten Bereich von Interesse auf eine ErhöhungEbenen angewendet globalen Umfangsspannung (Erhöhung von 1,6% auf 9% bis 18%, von links nach rechts). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 3. Längsdehnungsfeld innerhalb der Probe Interessengebiet. (A) Repräsentative Beispiel für gesprenkelt Probe Intimaoberfläche und identifizierten Interessengebiet. (B) Lokale Längsdehnung ε xx (%) innerhalb des identifizierten Interessengebiet bei zunehmenden angewendet globalen Umfangsspannung (Erhöhung von 1,6% auf 9% bis 18%, von links nach rechts). Bitte klicken Sie hier, um einen Blick Größere Version der Figur.
Tabelle 1. Die Variationskoeffizienten der Spannungsfelder. Variationskoeffizienten (CV) von Proben Intimaoberfläche Spannungsfelder in beiden Umfangs (ε yy) und Längsrichtung (ε xx) Richtungen in ausgewählten Ebenen angewendet globalen Umfangsspannung.
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Discussion
Obwohl frühere Studien haben eine breite Palette von Farbstoff-Tracking-Video-Methoden zur Probendehnungs 18,20,21,23,24 zu bewerten, ist unser gegenwärtiges Ziel, eine umfassende Methodik zur Kopplung einachsigen Zugversuch mit 2D-DIC für die Bewertung liefern Oberflächen Belastungen für vaskuläre Gewebeproben. Mit einer hochauflösenden Kamera und Inhouse-Bildanalyse-Software kann das Spannungsfeld innerhalb eines vorbestimmten Oberflächenbereich gemessen werden, wenn die Probe erfährt einachsiger Belastung. Von besonderer Bedeutung für die mechanische Prüfung von Gefäßgewebe kann die hier beschriebene Methode direkt angepasst, um Oberflächenspannungen in planare biaxiale Tests, die wiederum ermöglichen Identifizierung von konstitutiv Materialeigenschaften zu beurteilen.
Um digitale Bildkorrelationsanalyse zu erleichtern, wird ein Fleckenmuster auf die Probenoberfläche aufgetragen. Die für Sprenkeln genutzt Lack ist ein Gewebemarkierungsfarbstoff, die leicht haftet auf den meisten Weichgewebeoberflächen. Um ein zu erreichengute Qualität der Kontrast und die richtige Dichte des Speckle-Musters, eines optimalen Fleckengröße von 60-100 um und Spritzabstand von 0,5 m werden durch Einstellen der Düsendurchmesser der Airbrush und der Abstand zwischen der Probe und der Spritzpistole realisiert. Die Fleckengröße verwendet wird, ist in direktem Zusammenhang mit der Auflösung der resultierenden Messungen 23,25. Jedes Speckle muss von mindestens 3-5 Pixel abgetastet, um eine annehmbare Bildkorrelation zu erhalten. Bei einem 22 mm × 18 mm Sichtfeld und die Fleckengröße verwendet, ist die Auflösung des vorgestellten Experiment 9 & mgr; m / Pixel.
Einer Belastungsgeschwindigkeit von 0,01 mm / sec ist für die mechanische Prüfung verwendet werden, um eine Reihe von quasi-statischen verformten Gleichgewichtszustände für Gefäßgewebe 26,27 erhalten. Da die Kamera und High-Fidelity-Wägezelle sehr vibrationsempfindlich sind beide, sollte es während des Versuchs minimale Bewegung zu sein; wenn auch kleine, können Starrkörperkamera / Probenbewegung auftreten, und will verwechseln 2D-DIC-basierten Messungen. In ähnlicher Weise können Probenverformung aufgrund von Gewebe Dehydratation auftreten, daher ist es wichtig, dass PBS wird durch Tests angewendet, um die Genauigkeit der 2D-DIC zu fördern.
Für 2D-DIC, erforderlichen Spezifikationen umfassen die Teilgröße und die Schrittweite im Bildanpassungsalgorithmus 22 verwendet. Um genaue Ergebnisse mit vernachlässigbarer Vorspannung zu erzielen, sollte mindestens 3 Schwarz 3 weiße Flecken in jeder Teilmenge vorhanden sein, wobei jedes Flecken um mindestens 3-5 Pixel abgetastet. Jeder Datenpunkt in der Ausgabe Informationen liefert, gemittelt über einen Kasten, der auf die Teilmenge Größe (41x41 Pixel) als die Ortsauflösung des Experiments betrachtet entspricht. Der Abstand zwischen zwei Datenpunkten in Bezug auf die Schrittgröße 5 Pixel in diesem Experiment. Um die Genauigkeit in der Flecken Verschiebung / Oberflächenspannungsmessungen zu maximieren, wird ein 8-Abgriff-Spline-Interpolationsverfahren angewandt, um genaue und Unterpixel-Intensitätswerte zu erhalten. Die 8-tap method hat etwas höhere Genauigkeit bei der Beschaffung von Stämmen im Vergleich zu den Ergebnissen entweder mit einem 4-Tap-oder 6-Stufen-Interpolation Filter erhalten. Die Korrelationskriterium "normalisiert quadrierten Differenzen" wurde für die passenden ausgewählt, da sie unabhängig von einer Änderung der Skala in der Beleuchtung ist (zB wenn eine verformte Teilmenge beträgt 30% heller als Referenz). Diese Wahl ist die Standardauswahl in der Software und bietet in der Regel die beste Kombination aus Flexibilität und führt 28. Subset Gewichtung wird, wie die Pixel innerhalb der Untermenge in dem Anpassungsvorgang gewichtet steuert, wird als Gaußsche ausgewählt. Mit einheitlichen Gewichten wird jedes Pixel in der Teilmenge gleichermaßen berücksichtigt; Gaussian Gewichten bieten die beste Kombination der räumlichen Auflösung und Verschiebung Auflösung.
Variationskoeffizienten der Oberflächendehnungsfeld wurden mit eigenen Bildanalysesoftware berechnet und verwendet, um den Grad der Belastung Heterogenität quantifizieren. Die coefchend der Veränderung der Dehnungsfeld sowohl in Umfangs- und Längsrichtung mit zunehmender globalen Umfangsspannung, die zuvor in analoger mechanischen Tests an anderen vaskulären Gewebetypen (unveröffentlichte Ergebnisse) beobachtet wurde. Basierend auf diesem anhaltenden Trend, es ist zu erwarten, dass Oberflächenspannungsfelder könnten ausreichend oberhalb einer kritischen Grad der Ausdehnung zu homogenisieren, so dass globale und lokale Messungen zusammenlaufen. Aber es ist wahrscheinlich, dass dieser kritische Wert ist gewebe- und probenspezifisch, wodurch die Verwendung von lokalen Dehnungsmessungen unterstützt eine genaue Identifikation von konstitutiven Materialeigenschaften.
Mehrere Einschränkungen muss für die ordnungsgemäße Interpretation unserer präsentiert Methodik und Ergebnisse berücksichtigt werden. Wir vorgeschriebenen eine moderate Palette von globalen Umfangsspannung und damit unsere realisiert lokalen Dehnungsgrößen sowohl in Umfangsrichtung und Längsrichtungen waren deutlich niedriger als Werte in vivo gesehen. Ferner beurteilten wir die einachsige mechanische Reaktion unter einem einzigen Probenorientierung und daher keine ausreichenden Daten zu erzeugen, die konstitutive Materialeigenschaften für Gefäßgewebe 29,30 identifizieren. Allerdings ist es nicht unser Ziel, eine umfassende mechanische Analyse des Schweineaorta zu führen, sondern um ein experimentelles Protokoll zu koppeln, 2D-DIC einer einachsigen mechanische Prüfung auf weichem Gewebe zu demonstrieren. Die hier vorgestellte Technik kann leicht auf biaxialen mechanischen Prüfung und damit die Quantifizierung der konstitutiven mechanischen Eigenschaften von vaskulären Geweben 31-33 verlängert werden. Die 2D-DIC-Methode erfasst nur eine ebene Dehnungsfeld entsprechend der Probenoberfläche. Wenn die Probe aus der Ebene heraus verformt ist, oder wenn die Probe ein nicht-planarer Geometrie (zB Blutgefäß), Stereosicht-Abbildung und ein 3D-DIC Technik kann für eine umfassende Dehnungsmessung 23,25 angewandt werden.
nt "> Zusammenfassend stellt die vorliegende Manuskript ausführliche Informationen über die Methodik zur einachsigen Zugversuch und digitale Bildkorrelation zu integrieren, um kennzeichnen die mechanische Reaktion des nativen Gefäßgewebe. Die in dieser Studie vorgestellte Verfahren kann ohne weiteres zur mechanischen Charakterisierung von anderen einheimischen angepasst werden und ausgeführt, Weichteile sowie weiche Hydrogel / polymere Materialien und ist besonders nützlich, wenn die Probenoberfläche Dehnungsfeld zeigt signifikante Heterogenität bei der mechanischen Tests.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Die Autoren haben keine potenziellen Interessenkonflikte.
Acknowledgments
Die Software und technische Unterstützung wurden mit freundlicher Genehmigung von Correlated Lösungen Incorporated (www.correlatedsolutions.com).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Uniaxial tensile mechanical tester | Enduratec | 3230 AT/HR | |
| Blue tissue marking dye | http://www.ebay.com/itm/Tissue-Marking-Dye-in-Bottles-2oz-Bottle-1-ea-/201193551510?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2ed811f696 | ||
| Sprayer | Anest-iwata | CM-B | Custom Micron B |
| Camera | Point Grey | GS2-GE-50S5M-C | |
| Lens | Tokina | AT-X M100 | |
| Vascular tissue | Caughman Inc | ||
| 0.9% Sodium Chloride Injection PBS | BAXTER HEALTHCARE CORP. | ||
| Vic_snap | Correlated Solutions | ||
| Vic_2D | Correlated Solutions | ||
| Wintest 4.1 | Bose ElectroForce | ||
| Tissue adhesive | 3M Vetbond | 1469SB | |
| Disinfectant | Fisher Scientific | 04-355-13 | Decon BDD Bacdown Detergent Disinfectant |
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