본 프로토콜은 돼지 기관지의 인장 응력 완화 및 고장 특성을 결정한다. 이러한 방법의 결과는 기관의 점탄성 및 실패 임계 값에 대한 이해를 향상시키고 폐 시스템의 계산 모델의 기능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 논문에서
요약
초록
기관의 생체 역학적 특성은 공기 흐름에 직접적으로 영향을 미치고 호흡기의 생물학적 기능에 기여합니다. 이러한 특성을 이해하는 것은이 조직의 손상 메커니즘을 이해하는 데 중요합니다. 이 프로토콜은 300 초 동안 0 % 또는 10 % 변형률로 미리 연신 된 돼지 기관의 스트레스 완화 거동을 연구하기위한 실험적 접근법을 설명하고 실패 할 때까지 기계적 인장 하중을 수행합니다. 이 연구는 돼지 기관 생체 역학 테스트의 실험 설계, 데이터 수집, 분석 및 예비 결과에 대한 세부 정보를 제공합니다. 이 프로토콜에 제공된 자세한 단계와 데이터 분석 MATLAB 코드를 사용하여 향후 연구는 생리적, 병리학적 및 외상성 조건에서 생체 역학적 반응을 이해하는 데 중요한 기관 조직의 시간 의존적 점탄성 거동을 조사할 수 있습니다. 또한, 기관의 생체 역학적 거동에 대한 심층적 인 연구는 수술 중에 널리 사용되는 기관내 임플란트와 같은 관련 의료 기기의 설계를 개선하는 데 중요한 도움이 될 것입니다.
서론
폐 질환에서 중요한 역할에도 불구하고, 가장 큰 기도 구조 인 기관지는 점탄성 특성을 자세히 설명하는 제한된 연구를 가지고 있습니다1. 기관지의 시간 의존적이고 점탄성 거동에 대한 심층적 인 이해는기도 특정 물질 특성을 이해하면 미국에서 세 번째로 큰 사망 원인 인 폐 질환에 대한 부상 예방, 진단 및 임상 개입의 과학을 발전시키는 데 도움이 될 수 있기 때문에 폐 역학 연구에 중요합니다 2,3,4.
사용 가능한 조직 특성화 연구는 기관 5,6,7,8의 강성 특성을 보고하였다. 시간 의존적 인 기계적 반응은 조직 리모델링에서의 중요성에도 불구하고 최소한으로 조사되었으며, 병리학 9,10에 의해 변경됩니....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
설명 된 모든 방법은 Drexel University의 IACUC (Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. 모든 사체 동물은 미국 펜실베이니아에 위치한 미국 농무부 (USDA) 승인 농장에서 구입했습니다. 수컷 요크셔 돼지 (3 주령)의 시체가 본 연구에 사용되었습니다.
1. 조직 수확
- 승인 된 농장에서 돼지의 사체를 얻고 안락사에서 2 시간 이내에 실험을 수행하십시오. 조직 수확이 완료 될 때까지 시체를 얼음 위에 보관하여 신선한 조직의 생체 역학적 특성이 보존되도록하십시오.
참고 : 출판 된 문헌에서 동물의 신선한 조직 검사는 일반적으로 안락사 후 2 시간 이내에 수행됩니다. 자세한 내용은 참조 11,12,13,14,15,16,17,18,19
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
도 1은 클램핑 부위 근처의 실패한 조직과 클램프 내 조직의 존재를 보여주며, 인장 시험 동안 미끄러짐이 없음을 확인한다. 도 2는 상부 또는 하부 클램핑 부위를 포함하거나 또는 조직의 길이를 따라, 시험된 샘플들 사이에서 인장 시험 동안 관찰되었던 다양한 고장 부위를 나타낸다. 데이터 분석 결과는 도 3-4 및 표 1-2에 요약되어 있다. 10% 변형률까지 축방향 또는 원주 사전 스트레치에 뒤따르는 기관 샘플에 대한 응력 완화 반응을 도 3에 나타내었다. 초기 피크 하중 및 응력, 300s 홀드에 걸친 응력의 백분율 감소, 및 시간 상수, t1 및 t2, 2-용어 .......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
기관21,23의 스트레스 완화 특성을보고한 연구는 거의 없습니다. 기관 조직의 시간 의존적 반응에 대한 우리의 이해를 더욱 강화하기 위해서는 연구가 필요합니다. 이 연구는 그러한 조사를 수행하기위한 상세한 단계를 제공합니다. 그러나 프로토콜 내의 다음과 같은 중요한 단계는 신뢰할 수있는 테스트를 위해 보장되어야합니다 : (1) 적절한 조직 수화, (2) 원주 및 종 샘플에서의 유사한 조직 유형 (연골 고리 및 근육의 수) 분포, (3) 사전 스트레칭없이 샘플의 클램핑, (4) 샘플 두께 및 너비를 사용하여 생체 역학 인장 테스트 중 조직 응력을 계산하는 데 사용되는 단면적 추정, (5) 조직 샘플의 적절한 클램핑, 6) 클램핑 된 샘플의 게이지 길이를 사용하여 인장 시험을 위해 1 % / s의 변형률을 입력하고, (7) 테스트 후 클램프에 조직이 존재하여 미끄러짐이 없음을 확인합니다. 또한 트러블슈팅을 위해 데이터 수집 소.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
저자는 공개 할 것이 없습니다.
감사의 글
이 간행물에보고 된 연구는 Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development of National Institutes of Health의 Award Number R15HD093024 및 National Science Foundation CAREER Award Number 1752513의 지원을 받았습니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 일회용 안전 메스 | Fine Science Tools Inc | 10000-10 | |
| eXpert 7600 | ADMET Inc. | N/A | Norwood, MA |
| 집게 | Fine Science Tools Inc | 11006-12 및 11027-12 또는 11506-12 | |
| 게이지 안전 | ADMET Inc. | N/A | 무료 다운로드 |
| 이미지 J | NIH | N/A | 오픈 소스 |
| 프로래밍 소프트웨어 - MATLAB | Mathworks | N/A | 버전 2018A |
| 가위 | Fine Science Tools Inc | 14094-11 또는 14060-09 | |
| 멸균 인산염 버퍼 용액 | Millipore, 토마스 사이언티픽 | MFCD00131855 |
참고문헌
- 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....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
