Name: Mikrodysekcja warstwowa płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Poznaj mikrodysekcję warstwową płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej. Ta metoda pozwala izolować wkład poszczególnych warstw tkanek w ogólne zachowanie zastawki serca.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez American Heart Association Scientist Development Grant (16SDG27760143) oraz Presbyterian Health Foundation. KMC było częściowo wspierane przez University of Oklahoma (OU) Undergraduate Research Opportunity Program i Honors Research Apprenticeship Program. DWL był częściowo wspierany przez National Science Foundation Graduate Research Fellowship (GRF 2019254233) oraz American Heart Association/Children's Heart Foundation Predoctoral Fellowship (Nagroda #821298). Całe to wsparcie jest z wdzięcznością przyjmowane.

<ol><li>Vesely, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+elastin+in+aortic+valve+mechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">The role of elastin in aortic valve mechanics.</a> Journal of Biomechanics. 31 (2), 115-123 (1998).</li>
<li>Zhang, W., Ayoub, S., Liao, J., Sacks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+meso-scale+layer-specific+structural+constitutive+model+of+the+mitral+heart+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">A meso-scale layer-specific structural constitutive model of the mitral heart valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 32, 238-255 (2016).</li>
<li>Stella, J. A., Sacks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+biaxial+mechanical+properties+of+the+layers+of+the+aortic+valve+leaflet%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">On the biaxial mechanical properties of the layers of the aortic valve leaflet.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129 (5), 757-766 (2007).</li>
<li>Khoiy, K. A., Amini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+biaxial+mechanical+response+of+porcine+tricuspid+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">On the biaxial mechanical response of porcine tricuspid valve leaflets.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 138 (10), 104504(2016).</li>
<li>Jett, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+the+anisotropic+mechanical+properties+and+anatomical+structure+of+porcine+atrioventricular+heart+valves%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanical+Behavior+of+Biomedical+Materials%22%5BJournal%5D)">An investigation of the anisotropic mechanical properties and anatomical structure of porcine atrioventricular heart valves.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 87, 155-171 (2018).</li>
<li>Meador, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+detailed+mechanical+and+microstructural+analysis+of+ovine+tricuspid+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">A detailed mechanical and microstructural analysis of ovine tricuspid valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 102, 100-113 (2020).</li>
<li>Hudson, L. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pilot+study+on+linking+tissue+mechanics+with+load-dependent+collagen+microstructures+in+porcine+tricuspid+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineering%22%5BJournal%5D)">A pilot study on linking tissue mechanics with load-dependent collagen microstructures in porcine tricuspid valve leaflets.</a> Bioengineering. 7 (2), 60(2020).</li>
<li>Pant, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-induced+microstructural+changes+in+porcine+tricuspid+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Pressure-induced microstructural changes in porcine tricuspid valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 67, 248-258 (2018).</li>
<li>Kramer, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+layer-specific+tissue+biomechanics+of+porcine+atrioventricular+heart+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">An investigation of layer-specific tissue biomechanics of porcine atrioventricular heart valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 96, 368-384 (2019).</li>
<li>Ross, C. J., Laurence, D. W., Wu, Y., Lee, C. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biaxial+mechanical+characterizations+of+atrioventricular+heart+valves%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Biaxial mechanical characterizations of atrioventricular heart valves.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (146), e59170(2019).</li>
<li>Goth, W., Lesicko, J., Sacks, M. S., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical-based+analysis+of+soft+tissue+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Optical-based analysis of soft tissue structures.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 18, 357-385 (2016).</li>
<li>Jett, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+polarized+spatial+frequency+domain+imaging+%28pSFDI%29+with+a+biaxial+mechanical+testing+system+for+quantification+of+load-dependent+collagen+architecture+in+soft+collagenous+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Integration of polarized spatial frequency domain imaging (pSFDI) with a biaxial mechanical testing system for quantification of load-dependent collagen architecture in soft collagenous tissues.</a> Acta Biomaterialia. 102, 149-168 (2020).</li>
<li>Reddy, J. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aReddy%2C+JN+%22An+Introduction+to+Continuum+Mechanics%22">An Introduction to Continuum Mechanics</a>. , Cambridge University Press. (2013).</li>
<li>Duginski, G. A., Ross, C. J., Laurence, D. W., Johns, C. H., Lee, C. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+the+effect+of+freezing+storage+on+the+biaxial+mechanical+properties+of+excised+porcine+tricuspid+valve+anterior+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanical+Behavior+of+Biomedical+Materials%22%5BJournal%5D)">An investigation of the effect of freezing storage on the biaxial mechanical properties of excised porcine tricuspid valve anterior leaflets.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 101, 103438(2020).</li>
<li>Salinas, S. D., Clark, M. M., Amini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+response+changes+in+porcine+tricuspid+valve+anterior+leaflet+under+osmotic-induced+swelling%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Mechanical response changes in porcine tricuspid valve anterior leaflet under osmotic-induced swelling.</a> Bioengineering. 6 (3), 70(2019).</li>
<li>Pokutta-Paskaleva, A., Sulejmani, F., DelRocini, M., Sun, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+mechanical%2C+morphological%2C+and+microstructural+characterization+of+porcine+mitral+and+tricuspid+leaflets+and+chordae+tendineae%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Comparative mechanical, morphological, and microstructural characterization of porcine mitral and tricuspid leaflets and chordae tendineae.</a> Acta Biomaterialia. 85, 241-252 (2019).</li>
<li>Ross, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+the+glycosaminoglycan+contribution+to+biaxial+mechanical+behaviors+of+porcine+atrioventricular+heart+valve+leaflets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Royal+Society+Interface%22%5BJournal%5D)">An investigation of the glycosaminoglycan contribution to biaxial mechanical behaviors of porcine atrioventricular heart valve leaflets.</a> Journal of the Royal Society Interface. 16 (156), 0069(2019).</li>
<li>Sommer, G., Regitnig, P., Költringer, L., Holzapfel, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biaxial+mechanical+properties+of+intact+and+layer-dissected+human+carotid+arteries+at+physiological+and+supraphysiological+loadings%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Biaxial mechanical properties of intact and layer-dissected human carotid arteries at physiological and supraphysiological loadings.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 298 (3), 898-912 (2009).</li>
<li>Holzapfel, G. A., Sommer, G., Gasser, C., Regitnig, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+layer-specific+mechanical+properties+ofhuman+coronary+arteries+with+intimal+thickening%2C+and+related+constitutive+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Determination of the layer-specific mechanical properties ofhuman coronary arteries with intimal thickening, and related constitutive modelling.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (5), 2048-2058 (2005).</li>
<li>Sommer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiaxial+mechanical+response+and+constitutive+modeling+of+esophageal+tissues%3A+Impact+on+esophageal+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Multiaxial mechanical response and constitutive modeling of esophageal tissues: Impact on esophageal tissue engineering.</a> Acta Biomaterialia. 9 (12), 9379-9391 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.

Kluczowe etapy protokołu obejmują: (i) mikrodysekcję warstwy, (ii) montaż tkanki, (iii) umieszczenie markera odniesienia oraz (iv) konfigurację pSFDI. Odpowiednia mikrodysekcja warstw jest najważniejszym i najtrudniejszym aspektem opisywanej tu metody. Przed rozpoczęciem śledztwa z wykorzystaniem tej techniki, sekcja (sektory) powinna mieć długotrwałą praktykę z techniką mikrodysekcji i wszystkimi trzema ulotkami telewizyjnymi. Sekcja powinna zapewnić, że próbki warstwy kompozytowej są wystarczająco duże (>3,3 mm) i mają...

Telewizor znajduje się między prawym przedsionkiem a prawą komorą serca. Przez cały cykl pracy serca telewizor reguluje jednokierunkowy przepływ krwi poprzez cykliczne otwieranie i zamykanie przedniego płatka TV (TVAL), listka TV tylnego (TVPL) i ulotki przegrody TV (TVSL). Płatki te są złożone i mają cztery odrębne warstwy anatomiczne - przedsionek (A), gąbczastą (S), włóknienie (F) i komorę (V) - z unikalnymi składnikami mikrostrukturalnymi. Włókna elastyny w przedsionkach i komorach pomagają przywrócić tkankę do niezdeformowanej geometrii po obciążeniu mechanicznym1. W przeciwieństwie do tego, fibrosa zawiera gęstą sieć pofałdowanych włókien kolagenowych, które przyczyniają się do nośności ulotek2. Przypuszcza się, że gąbczasta błona, składająca się głównie z glikozaminoglikanów, umożliwia ścinanie warstw ulotek podczas funkcji zastawki serca3. Chociaż wszystkie trzy typy ulotek mają te same warstwy anatomiczne, istnieją różnice w grubościach warstw i proporcjach składników, które mają wpływ na zachowania mechaniczne specyficzne dla ulotki.
Badacze zbadali właściwości ulotek telewizyjnych za pomocą planarnych charakterystyk mechanicznych, ocen histomorfologicznych i charakterystyk optycznych architektury włókien kolagenowych. Na przykład płaskie dwuosiowe charakterystyki mechaniczne mają na celu naśladowanie obciążenia fizjologicznego poprzez zastosowanie prostopadłych przemieszczeń do tkanki i rejestrowanie związanych z tym sił. Wynikające z tego obserwacje przemieszczenia siły (lub naprężenia-rozciągnięcia) ujawniły, że wszystkie trzy ulotki telewizyjne wykazują nieliniowe, specyficzne dla kierunku mechaniczne zachowania z bardziej widocznymi odpowiedziami specyficznymi dla ulotki w kierunku tkanki promieniowej4,5,6. Uważa się, że te specyficzne dla ulotek zachowania wynikają z różnic we właściwościach mikrostrukturalnych zaobserwowanych przy użyciu standardowych technik histologicznych6,7. Co więcej, obrazowanie drugiej generacji harmonicznej6, rozpraszanie światła pod małym kątem8 oraz spolaryzowane obrazowanie w domenie częstotliwości przestrzennej7 (pSFDI) mają na celu zrozumienie tych właściwości mikrostrukturalnych i wykazały specyficzne dla ulotki różnice w orientacji włókien kolagenowych i zaciskaniu włókien, które mają implikacje dla obserwowanych zachowań mechanicznych na poziomie tkanki. Badania te znacznie poszerzyły naszą wiedzę na temat mikrostruktury tkanek i jej roli w zachowaniach na poziomie tkanki. Jednak wiele pozostaje do rozwiązania w zakresie eksperymentalnego łączenia mechaniki tkankowej i leżącej u jej podstaw mikrostruktury.
Niedawno, to laboratorium przeprowadziło mechaniczne charakterystyki warstw ulotki telewizyjnej rozdzielonych na dwie warstwy kompozytowe (A/S i F/V) przy użyciu techniki mikrodysekcji9. Wcześniejsze prace uwypukliły różnice we właściwościach mechanicznych warstw i pomogły uzyskać wgląd w to, w jaki sposób warstwowa mikrostruktura przyczynia się do mechanicznego zachowania tkanek. Chociaż badania te poszerzyły naszą wiedzę na temat mikrostruktury ulotek telewizyjnych, technika ta miała kilka ograniczeń. Po pierwsze, właściwości warstw kompozytowych nie były bezpośrednio porównywane z nienaruszoną tkanką, co prowadziło do braku pełnego zrozumienia zależności między mechaniką a mikrostrukturą. Po drugie, nie badano architektury włókien kolagenowych warstw kompozytowych. Po trzecie, zbadano tylko warstwy TVAL ze względu na trudności z zebraniem warstw kompozytowych z pozostałych dwóch ulotek telewizyjnych. Opisana w niniejszym dokumencie metoda zapewnia całościowe ramy charakterystyki, które przezwyciężają te ograniczenia i zapewniają pełną charakterystykę ulotek telewizyjnych i ich warstw kompozytowych.
Ten artykuł opisuje technikę mikrodysekcji, która rozdziela trzy ulotki telewizyjne na ich warstwy kompozytowe (A/S i F/V) w celu dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i mikrostrukturalnej10,11,12. Ten iteracyjny protokół obejmuje (i) dwuosiowe testy mechaniczne i charakterystykę pSFDI nienaruszonej ulotki, (ii) nowatorską i powtarzalną technikę mikrodysekcji w celu wiarygodnego uzyskania kompozytowych warstw TV oraz (iii) dwuosiowe testy mechaniczne i charakterystykę pSFDI kompozytowych warstw TV. Tkankę poddano dwuosiowemu obciążeniu rozciągającemu o różnych proporcjach sił do badań mechanicznych. Następnie wykorzystano pSFDI do określenia orientacji i wyrównania włókien kolagenowych w różnych obciążonych konfiguracjach. pSFDI zachowuje natywną architekturę włókien kolagenowych, umożliwia analizę zależną od obciążenia i omija typową potrzebę utrwalania lub czyszczenia tkanki do analizy architektury włókien kolagenowych, takich jak obrazowanie drugiej harmonicznej generacji lub rozpraszanie światła pod małym kątem. Na koniec tkanki przygotowano przy użyciu standardowych technik histologicznych w celu uwidocznienia mikrostruktury tkanki. Ta iteracyjna i holistyczna struktura pozwala na bezpośrednie porównanie właściwości mechanicznych i mikrostrukturalnych ulotki telewizyjnej z jej warstwami kompozytowymi.

<table><tbody><tr><td>10% roztwór formaliny, neutralny buforowany</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>HT501128-4L</td><td></td></tr><tr><td>Detergent Alconox</td><td>Środek czyszczący</td><td>Alconox</td><td></td></tr><tr><td>BioTester - Tester dwuosiowy</td> Testowanie <td></td><td>biomateriałów CellScale</td><td>1,5 N Pojemność ogniwa obciążnikowego</td></tr><tr><td>Mata do cięcia</td><td>Dahle</td><td>B0027RS8DU</td><td></td></tr><tr><td>Woda dejonizowana</td><td>N/A</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Narzędzie z cienką końcówką</td><td>Kleszcze HTI INSTRUMENTS</td><td>NSPLS-12</td><td></td></tr><tr><td>- Zakrzywione</td><td>naukowe przybory laboratoryjne</td><td>16122</td><td></td></tr><tr><td>Kleszcze - Grube</td><td>naukowe przybory laboratoryjne</td><td>161001078</td><td></td></tr><tr><td>Kleszcze - cienkie</td><td>naukowe przybory laboratoryjne</td><td>16127</td><td></td></tr><tr><td>Wersja testowania biomateriałów LabJoy CellScale</td><td>10.66</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Przemieszczenie laserowe Czujnik</td><td>Keyence</td><td>IL-030</td><td></td></tr><tr><td>Płynny klej cyjanoakrylowy</td><td>Loctite</td><td>2436365</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>Wersja 2020a</td><td></td></tr><tr><td>Mikronożyczki</td><td>HTI Instruments</td><td>CAS55C</td><td></td></tr><tr><td>Pipeta</td><td>Belmaks</td><td>360758081051Y4</td><td></td></tr><tr><td>Spolaryzowane urządzenie do obrazowania w domenie częstotliwości przestrzennej</td><td>Nie dotyczy</td><td></td><td>Wykonane we własnym zakresie przy użyciu cyfrowego projektora światła, polaryzatora liniowego, obrotowego mocowania polaryzatora i kamery urządzenia sprzężonego z ładunkiem. Więcej informacji można znaleźć w doi.org/10.1016/j.actbio.2019.11.028 (PMCID: PMC8101699).</td></tr><tr><td>Skalpel</td><td>THINKPRICE</td><td>TP-SCALPEL-3010</td><td></td></tr><tr><td>Przemysłowe żyletki z pojedynczą krawędzią (chirurgiczna stal węglowa)</td><td></td>Długopis chirurgiczny <td>VWR International</td> H3515541105024 <td></td></tr><tr><td>Szpilki teowe</td><td></td><td></td> LabAider LAB-Skin-6 Źródło biznesowe BSN32351 <td></td></tr><tr><td>Tablica woskowa</td><td>Nie dotyczy</td><td></td><td>Wykonane we własnym zakresie przy użyciu wosku modelarskiego i blachy do pieczenia</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Łódka wagowa</td><td>Pure Ponta</td><td>mdo-azoc-1030</td><td></td></tr></tbody></table>

mikrodysekcja warstwowa płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej

Layer Microdissection of Tricuspid Valve Leaflets for Biaxial Mechanical Characterization and Microstructural Quantification

Zastawka trójdzielna (TV) reguluje jednokierunkowy przepływ nienatlenionej krwi z prawego przedsionka do prawej komory. Telewizor składa się z trzech ulotek, z których każda ma unikalne właściwości mechaniczne. Te różnice między trzema ulotkami telewizyjnymi można lepiej zrozumieć, badając ich cztery warstwy anatomiczne, którymi są przedsionek (A), gąbczasty (S), włóknienie (F) i zapalenie komór (V). Chociaż warstwy te są obecne we wszystkich trzech ulotkach telewizyjnych, istnieją różnice w ich grubości i składnikach mikrostrukturalnych, które dodatkowo wpływają na ich odpowiednie zachowania mechaniczne. 
Ten protokół zawiera cztery kroki mające na celu wyjaśnienie różnic specyficznych dla warstwy: (i) scharakteryzowanie zachowań mechanicznych i architektonicznych włókien kolagenowych nienaruszonej ulotki telewizyjnej, (ii) oddzielenie warstw kompozytowych (A/S i F/V) ulotki telewizyjnej, (iii) przeprowadzenie tych samych charakterystyk dla warstw kompozytowych, oraz (iv) przeprowadzenie post-hoc ocena histologiczna. Ta eksperymentalna struktura w unikalny sposób pozwala na bezpośrednie porównanie nienaruszonej tkanki telewizyjnej z każdą z jej warstw kompozytowych. W rezultacie, za pomocą tego protokołu można zebrać szczegółowe informacje dotyczące mikrostruktury i funkcji biomechanicznej ulotek telewizyjnych. Takie informacje mogą być potencjalnie wykorzystane do opracowania telewizyjnych modeli obliczeniowych, które mają na celu dostarczenie wskazówek dotyczących klinicznego leczenia choroby telewizyjnej.

Mikrodysekcja da próbki A/S i F/V o względnie jednakowej grubości, które można zamontować na (komercyjnym) dwuosiowym urządzeniu testowym. Analiza histologiczna nienaruszonego płatka i dwóch wypreparowanych warstw pozwoli zweryfikować, czy tkanka została prawidłowo oddzielona wzdłuż granicy między gąbczastym a zwłóknieniem (<silna klasa="xfig">Ryc. 7). Dodatkowo mikrofotografie histologiczne mogą być wykorzystane do określenia grubości warstwy tkankowej i frakcji masowych składników za pomocą oprogramowania ImageJ. Nieud...

Ten protokół opisuje dwuosiową charakterystykę mechaniczną, spolaryzowaną obrazowanie przestrzennej domeny częstotliwości opartej na obrazowaniu kolagenu oraz mikrodysekcję płatków zastawki trójdzielnej. Przedstawiona metoda wyjaśnia, w jaki sposób warstwy ulotek przyczyniają się do holistycznych zachowań ulotek.

Mikrodysekcja warstwowa płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej

The tricuspid valve (TV) regulates the unidirectional flow of unoxygenated blood from the right atrium to the right ventricle. The TV consists of three ...

Metoda ta może wyizolować wkład warstw tkankowych w ogólne zachowanie tkanki, dostarczając nowych informacji na temat mikrostruktury tkanki. Nasze ramy do mikrodysekcji i badań pozwalają nam bezpośrednio porównać właściwości mechaniczne i mikrostrukturalne płatków zastawek serca z ich własnymi warstwami kompozytowymi. Mikrodysekcja może być trudna do opanowania, dlatego zdecydowanie zaleca się ćwiczenie jak najwięcej przed rozpoczęciem badania.Najpierw zbierz wymagane materiały, tablicę woskową, wodę DI, pipetę, skalpel, mikronożyczki, cienkie kleszcze, zakrzywione kleszcze, grube kleszcze i szpilki. Odłącz tkankę od testera dwuosiowego i zmierz jej grubość za pomocą laserowego czujnika przemieszczenia. Umieść chusteczkę na tablicy woskowej.Zbadaj stronę brzuszną tkanki pod kątem dużych przyczepów struny. Zrób zdjęcie w celach informacyjnych. Rozłóż tkankę płasko na desce woskowej przedsionkami skierowanymi do góry.Aby przymocować tkankę do deski, umieść po jednej szpilce odchylonej od tkanki w każdym rogu, tak aby lekko naciągnęła tkankę. Upewnij się, że kołki znajdują się poza otworami utworzonymi przez zęby podczas montażu tkanki, a tkanka jest kwadratowa i nie przesuwa się podczas mikrodysekcji warstwy. W razie potrzeby umieść szpilki wzdłuż boku tkanki podczas preparowania, aby bardziej rozciągnąć tkankę.Usuń znaczniki odniesienia szklanych koralików. Umieść wodę demineralizowaną na powierzchni tkanki za pomocą pipety tak, aby całkowicie pokryła tkankę w sposób przypominający pęcherzyki. Aby wykonać początkowy róg, wybierz róg przypiętego próbki, unikając dużych wstawek strunowych w delikatnych obszarach.Następnie przeciąć warstwę A/S, lekko przeciągając skalpelem po powierzchni tkanki wzdłuż otworów montażowych w celu przeprowadzenia testów mechanicznych. Krawędzie cięcia zaczynają się rozsuwać, odsłaniając warstwę F/V pod spodem. , cienkimi kleszczami mocno przetrzyj wzdłuż nacięcia, aby jeszcze bardziej rozdzielić jego krawędzie.Jeśli nacięcie w warstwie A/S nie zacznie się rozsuwać, delikatnie prześledź to samo cięcie ponownie skalpelem. Wykonaj drugie cięcie prostopadłe do pierwszego cięcia. Jeśli dwa nacięcia nie są połączone, przeciągnij cienką pęsetę pod małym obszarem tkanki oddzielającej dwa nacięcia.Następnie ostrożnie użyj nożyczek, aby przeciąć tkankę. Pocieraj wzdłuż nacięć rogu cienkimi kleszkami, aż tkanka oddzieli się od warstwy F/V. Gdy tylko mały kawałek tkanki zostanie oddzielony, chwyć go dużą pęsetą i delikatnie pociągnij, aby jeszcze bardziej oddzielić warstwy kompozytu.Kontynuuj obieranie tkanki, chwytając ją większą pęsetą, aby zapobiec niepożądanemu rozdarciu i rozdarciu warstwy kompozytu A/S, i pocieraj szew, aż dotrze do końca dwóch nacięć wykonanych w rogu. Jeśli pierwszy zakręt ma poważne problemy z separacją, wypróbuj inny róg jako punkt wyjścia. Następnie, aby wykonać drugi róg, przedłuż dwa nacięcia wykonane dla pierwszego rogu, umieszczając końcówkę skalpela na dole każdego cięcia i lekko przeciągając ją wzdłuż powierzchni tkanki, tak aby przedłużenia cięte łączyły się z oryginalnymi nacięciami i nadal podążały za otworami zębów lub szwów.Kontynuuj wydłużanie nacięć i odklejanie wierzchniej warstwy kompozytu A/S z powrotem, jednocześnie pocierając szew, aż jedna strona będzie gotowa. Zauważ, że tkanka zostanie całkowicie oddzielona wzdłuż jednego cięcia. Następnie utwórz drugi róg prostopadły do końca całkowicie oderwanej strony.Wydłuż pozostałe cięcia, unikając wstawiania dużych akordów. Należy wykluczyć wtrącenia struny z obszaru separacji A/S tylko wtedy, gdy to wykluczenie pozwoli na uzyskanie próbki A/S wystarczająco dużej do charakterystyki doświadczalnej. Kontynuuj oddzielanie warstw A/S i F/V, stosując techniki pocierania i ciągnięcia zastosowane w pierwszym zakręcie.Natychmiast przerwij oddzielanie tkanki, jeśli utworzy się rozdarcie lub. Aby zapobiec złapaniu pęsety, umieść nożyczki w dowolnym otworze, który się utworzy i odetnij tkankę od środka. Jeśli wada utworzy się wzdłuż szwu separacji, zacznij oddzielać tkankę wzdłuż innej krawędzi.Poszukaj połączeń międzywarstwowych, które mogą pojawić się podczas oddzielania tkanki i zapobiegaj dalszemu oddzielaniu tkanek. Zwróć uwagę, że są to cienkie, ale mocne pasma, które należy ostrożnie przyciąć nożyczkami. Unikaj tworzenia w warstwie A/S lub cięcia w dół w warstwie F/V.Kontynuuj ten proces, aż zostanie oddzielona największa możliwa próbka warstwy A/S. Zaznacz orientację próbki za pomocą pisaka chirurgicznego. Na koniec przeciąć nożyczkami wzdłuż szwu oddzielającego pozostałą krawędź tkanki.Umieść oddzieloną warstwę kompozytu A/S płasko na macie do cięcia. W razie potrzeby użyj skalpela, aby wyprostować krawędzie tkanki i stworzyć kwadratowy kształt tkanki odpowiedni do dwuosiowych testów mechanicznych. Umieść warstwę A/S w wodzie DI, aż będzie gotowa do testu.Zaznacz orientację warstwy F/V, która pozostaje na płycie woskowej. Wytnij jak największy kwadrat z obszaru, z którego usunięto warstwę A/S. Następnie umieść go w wodzie DI.Analiza histologiczna nienaruszonego płatka i dwóch wyciętych warstw zweryfikowała, czy tkanka została prawidłowo oddzielona wzdłuż granicy między gąbczastym a zwłóknieniem. Mikrofotografie histologiczne wykorzystano do określenia grubości warstwy tkankowej i frakcji masowych składników za pomocą oprogramowania ImageJ. Testy mechaniczne kontrolowane przemieszczeniem i przetwarzanie końcowe dały dane dotyczące napięcia błony w funkcji rozciągania przedniego płatka zastawki trójdzielnej, tylnego płatka zastawki trójdzielnej i płatka przegrody zastawki trójdzielnej, opisujące nieliniowe zachowanie mechaniczne tkanki.Dane z obrazowania w spolaryzowanej dziedzinie częstotliwości przestrzennej dostarczyły kolorowych map orientacji włókien kolagenowych i stopnia anizotropii optycznej. W szczególności te mapy kolorów zapewniły kompleksowe zrozumienie architektury włókien kolagenowych w całej próbce tkanki. Ważne jest, aby pamiętać, że warstwa kompozytowa kurczy się po oddzieleniu od przypiętej tkanki.Zbierz jak największą próbkę, aby upewnić się, że jest wystarczająca ilość tkanki do kolejnych badań.

layer-microdissection-tricuspid-valve-leaflets-for-biaxial-mechanical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Sztywność macierzy zewnątrzkomórkowej silnie wpływa na wiele zachowań komórek adherentnych. Sztywność macierzy zmienia się przestrzennie w obrębie tkanki i ulega modyfikacjom w różnych stanach chorobowych. W niniejszej pracy opracowujemy metody charakteryzacji zmienności przestrzennej sztywności w normalnej i zwłókniałej tkance płuc myszy z wykorzystaniem mikroindentacji za pomocą mikroskopii sił atomowych.

Mikromechaniczna charakterystyka tkanki płucnej z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii siłowej

Echokardiografia jest powszechnie używana do nieinwazyjnego charakteryzowania i ilościowego określania zmian w strukturze i funkcji serca. Opisujemy algorytm obrazowania oparty na ultradźwiękach, który oferuje ulepszony zastępczy pomiar mikrostruktury mięśnia sercowego i może być wykonywany przy użyciu ogólnodostępnego oprogramowania do analizy obrazu.

Ultradźwiękowa ocena mikrostruktury mięśnia sercowego

Opisujemy użycie cyfrowej korelacji obrazu do scharakteryzowania lokalnego pola odkształcenia powierzchniowego na próbkach tkanki naczyniowej poddanych jednoosiowej próbie rozciągania. Pomiary te ułatwiają precyzyjną kwantyfikację reakcji mechanicznej próbki i generowanie konstytutywnych relacji naprężenie-odkształcenie.

Wykorzystanie cyfrowej korelacji obrazów do scharakteryzowania lokalnych szczepów na próbkach tkanki naczyniowej

Ten protokół zawiera szczegółowy opis podejścia echokardiograficznego do kompleksowego fenotypowania funkcji serca i zastawki serca u myszy.

Podejścia echokardiograficzne i protokoły do kompleksowej charakterystyki fenotypowej choroby zastawkowej serca u myszy

Ten protokół obejmuje charakterystykę płatków zastawki przedsionkowo-komorowej z kontrolowanymi siłą, przemieszczeniami i relaksacją naprężeń dwuosiowymi procedurami mechanicznymi. Wyniki uzyskane za pomocą tego protokołu mogą być wykorzystane do opracowania modelu konstytutywnego w celu symulacji mechanicznego zachowania działających zaworów w ramach symulacji elementów skończonych.

Dwuosiowa charakterystyka mechaniczna przedsionkowo-komorowych zastawek serca

Tutaj opisujemy korelacyjny przebieg pracy dla wycinania, zwiększania ciśnienia, utrwalania i obrazowania mysiej zastawki płucnej, aby określić konformację ogólną i lokalne struktury macierzy zewnątrzkomórkowej.

Chirurgia i przetwarzanie próbek do obrazowania korelacyjnego mysiej zastawki płucnej

Ten protokół przedstawia zbiór sarkomerów, wapnia i makroskopowych danych geometrycznych z aktywnie kurczącego się trabecula serca ex vivo. Te równoczesne pomiary są możliwe dzięki integracji trzech modalności obrazowania.

Jednoczesne obrazowanie w jasnym polu, fluorescencji i optycznej koherentnej tomografii kurczących się beleczków serca ex vivo

Szybkie rozluźnienie mięśnia sercowego i serca jest niezbędne dla normalnej fizjologii. Obecnie wiadomo, że mechaniczne mechanizmy relaksacji są zależne od szybkości odkształcania. Protokół ten zawiera przegląd pozyskiwania i analizy eksperymentów w celu dalszego badania mechanicznej kontroli relaksacji.

Mechaniczna kontrola relaksacji za pomocą nienaruszonych beleczków serca

Ten protokół demonstruje izolację pod kontrolą mikroskopii i barwienie immunofluorescencyjne mysich żył płucnych. Przygotowujemy próbki tkanek zawierających lewy przedsionek, żyły płucne i odpowiadające im płuca i wybarwiamy je pod kątem sercowej troponiny T i Connexin 43.

Mikrodysekcja i barwienie immunofluorescencyjne rękawów mięśnia sercowego w mysich żyłach płucnych

Opisano metodologię wytwarzania syntetycznych modeli fałdów głosowych. Modele mają rzeczywistą wielkość i naśladują wielowarstwową strukturę ludzkich fałdów głosowych. Wyniki pokazują, że modele wykazują samopodtrzymujące się oscylacje przy ciśnieniach porównywalnych z ciśnieniem płuc oraz wykazują odpowiedzi wibracyjne indukowane przepływem, podobne do tych występujących w ludzkich fałdach głosowych.

Wytwarzanie syntetycznego, wielowarstwowego, samowzbudnego modelu fałdów głosowych

Poznaj mikrodysekcję warstwową płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej. Ta metoda pozwala izolować wkład poszczególnych warstw tkanek w ogólne zachowanie zastawki serca.

Mikrodysekcja warstwowa płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej (Wideo) | JoVE Journal

Mikrodysekcja warstwowa płatków zastawki trójdzielnej do dwuosiowej charakterystyki mechanicznej i kwantyfikacji mikrostrukturalnej

Przeglądaj więcej filmów