Method Article

Badanie relaksacji stresu i reakcji na niepowodzenia w tchawicy

DOI:

10.3791/64245

⸱

October 18th, 2022

 ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, Widener University, 2Drexel University College of Medicine, 3School of Biomedical Engineering, Science and Health Systems, Drexel University, 4Rosetree Media School District

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Obecny protokół określa właściwości tchawicy świńskiej w zakresie relaksacji naprężeń rozciągających i uszkodzeń. Wyniki uzyskane dzięki takim metodom mogą pomóc w lepszym zrozumieniu progów lepkosprężystości i uszkodzenia tchawicy oraz przyczynić się do zwiększenia możliwości modeli obliczeniowych układu oddechowego.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biomechaniczne właściwości tchawicy bezpośrednio wpływają na przepływ powietrza i przyczyniają się do biologicznej funkcji układu oddechowego. Zrozumienie tych właściwości ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia mechanizmu uszkodzenia w tej tkance. Protokół ten opisuje eksperymentalne podejście do badania zachowania stresowo-relaksacyjnego tchawicy świń, która została wstępnie rozciągnięta do 0% lub 10% odkształcenia przez 300 s, a następnie mechaniczne obciążenie rozciągające aż do uszkodzenia. Badanie to zawiera szczegółowe informacje na temat projektu eksperymentalnego, pozyskiwania danych, analiz i wstępnych wyników badań biomechanicznych tchawicy świń. Korzystając ze szczegółowych kroków zawartych w tym protokole i kodu MATLAB do analizy danych, przyszłe badania mogą zbadać zależne od czasu lepkosprężyste zachowanie tkanki tchawicy, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia jej reakcji biomechanicznych w stanach fizjologicznych, patologicznych i traumatycznych. Co więcej, dogłębne badania biomechanicznego zachowania tchawicy będą miały kluczowe znaczenie dla poprawy projektowania powiązanych urządzeń medycznych, takich jak implanty dotchawicze, które są szeroko stosowane podczas operacji.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomimo swojej kluczowej roli w chorobach płuc, największa struktura dróg oddechowych, tchawica, ma ograniczoną liczbę badań szczegółowo opisujących jej właściwości lepkosprężyste1. Dogłębne zrozumienie zależnego od czasu, lepkosprężystego zachowania tchawicy ma kluczowe znaczenie dla badań nad mechaniką płuc, ponieważ zrozumienie właściwości materiałów specyficznych dla dróg oddechowych może pomóc w postępie w nauce o zapobieganiu urazom, diagnostyce i interwencji klinicznej w chorobach płuc, które są trzecią najczęstszą przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych2,3,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie opisane metody zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) na Uniwersytecie Drexel. Wszystkie zwłoki zostały pozyskane z zatwierdzonej przez Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA) farmy położonej w Pensylwanii w USA. Do niniejszego badania wykorzystano zwłoki samca świni rasy Yorkshire (w wieku 3 tygodni).

1. Pobieranie tkanek

  1. Zdobądź zwłoki świni z zatwierdzonego gospodarstwa i przeprowadź eksperymenty w ciągu 2 godzin od eutanazji. Zwłoki należy przechowywać na lodzie do czasu zakończenia pobierania tkanek, aby zapewnić zachowanie właściwośc....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rysunek 1 pokazuje uszkodzoną tkankę w pobliżu miejsca zaciskania i obecność tkanki wewnątrz zacisku, potwierdzając brak poślizgu podczas próby rozciągania. Rysunek 2 pokazuje różne miejsca uszkodzeń, w tym górne lub dolne miejsca zaciskania lub wzdłuż długości tkanki, które zostały zaobserwowane podczas próby rozciągania wśród badanych próbek. Wyniki analizy danych są podsumowane w Rysunki 3-4 i Tabe.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bardzo niewiele badań wykazało właściwości tchawicy w zakresie relaksacji stresu21,23. Potrzebne są badania, aby jeszcze bardziej pogłębić naszą wiedzę na temat zależnych od czasu reakcji tkanki tchawicy. Niniejsze badanie oferuje szczegółowe kroki do przeprowadzenia takich badań; Jednakże w celu zapewnienia wiarygodnych badań muszą być zapewnione następujące kluczowe etapy w protokole: (1) właściwe uwodnienie tkanki, (2) podobny typ tkanki (liczba pierścieni chr.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badania opisane w tej publikacji były wspierane przez Narodowy Instytut Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka im. Eunice Kennedy Shriver z National Institutes of Health pod numerem R15HD093024 oraz Nagrodę Narodową Fundację Nauki CAREER numer 1752513.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Jednorazowe bezpieczne skalpeleFine Science Tools Inc10000-10
eXpert 7600ADMET Inc.N/ANorwood, MA
Kleszcze  Fine Science Tools Inc11006-12 i 11027-12 lub 11506-12
Miernik BezpiecznyADMET Inc.Nie dotyczyDarmowe pobieranie
obrazu JNIHN/AOpen Source
Proramming Software - MATLAB MathworksN/Awersja 2018A
Nożyczki  Fine Science Tools Inc14094-11 lub 14060-09
Sterylny roztwór buforu fosforanowego Millipore, Thomas ScientificMFCD00131855

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Brand-Saberi, B. E. M., Schäfer, T. Trachea: Anatomy and physiology. Thoracic Surgery Clinics. 24, 1-5 (2014).
  2. 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....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Stress RelaxationTracheal BiomechanicsMechanical FailurePorcine TracheaTensile LoadingViscoelastic BehaviorAxial LoadingCircumferential LoadingBiomechanical TestingData Analysis

Related Articles