Name: Badanie relaksacji stresu i reakcji na niepowodzenia w tchawicy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-18T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Poznaj metody analizy relaksacji naprężeń i reakcji na niepowodzenia w tchawicy świni przy użyciu modeli obliczeniowych. Badanie to umożliwia zrozumienie właściwości lepkosprężystych tkanek oddechowych.

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

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.

<ol><li>Brand-Saberi, B. E. M., Schäfer, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trachea%3A+Anatomy+and+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Thoracic+Surgery+Clinics%22%5BJournal%5D)">Trachea: Anatomy and physiology.</a> Thoracic Surgery Clinics. 24, 1-5 (2014).</li>
<li>Barnett, S. B., Nurmagambetov, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Costs+of+asthma+in+the+United+States%3A+2002-2007%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Allergy+and+Clinical+Immunology%22%5BJournal%5D)">Costs of asthma in the United States: 2002-2007.</a> The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 127 (1), 145-152 (2011).</li>
<li>Centers for Disease Control and Prevention. Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Centers for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/copd/index.html">https://www.cdc.gov/copd/index.html</a> (2022).</li>
<li>Wilson, L., Devine, E. B., So, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+medical+costs+of+chronic+obstructive+pulmonary+disease%3A+chronic+bronchitis+and+emphysema%29%5BTitle%5D)+AND+%22Respiratory+Medicine%22%5BJournal%5D)">Direct medical costs of chronic obstructive pulmonary disease: chronic bronchitis and emphysema).</a> Respiratory Medicine. 94 (3), 204-213 (2000).</li>
<li>Codd, S. L., Lambert, R. K., Alley, M. R., Pack, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tensile+stiffness+of+ovine+tracheal+wall%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Tensile stiffness of ovine tracheal wall.</a> Journal of Applied Physiology. 76 (6), 2627-2635 (1994).</li>
<li>Noble, P. B., Sharma, A., McFawn, P. K., Mitchell, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastic+properties+of+the+bronchial+mucosa%3A+epithelial+unfolding+and+stretch+in+response+to+airway+inflation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Elastic properties of the bronchial mucosa: epithelial unfolding and stretch in response to airway inflation.</a> Journal of Applied Physiology. 99 (6), 2061-2066 (2005).</li>
<li>Teng, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+material+behaviours+of+soft+tissues+in+human+trachea%3A+An+experimental+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Anisotropic material behaviours of soft tissues in human trachea: An experimental study.</a> Journal of Biomechanics. 45 (9), 1717-1723 (2012).</li>
<li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+the+tracheal+mucosal+membrane+in+the+rabbit.+I.+steady-state+stiffness+as+a+function+of+age%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of the tracheal mucosal membrane in the rabbit. I. steady-state stiffness as a function of age.</a> Journal of Applied Physiology. 88 (3), 1014-1021 (2000).</li>
<li>Ambrosi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+on+biological+growth+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanics+and+Physics+of+Solids%22%5BJournal%5D)">Perspectives on biological growth and remodeling.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 59 (4), 863-883 (2011).</li>
<li>Bai, T. R., Knight, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+changes+in+the+airways+in+asthma%3A+Observations+and+consequences%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Science%22%5BJournal%5D)">Structural changes in the airways in asthma: Observations and consequences.</a> Clinical Science. 108 (6), 463-477 (2005).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extent+of+impaired+axoplasmic+transport+and+neurofilament+compaction+in+traumatically+injured+axon+at+various+strains+and+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Injury%22%5BJournal%5D)">Extent of impaired axoplasmic transport and neurofilament compaction in traumatically injured axon at various strains and strain rates.</a> Brain Injury. 31 (10), 1387-1395 (2017).</li>
<li>Singh, A., Kallakuri, S., Chen, C., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+changes+in+nerve+roots+due+to+tension+at+various+strains+and+strain+rates%3A+An+in-vivo+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Structural and functional changes in nerve roots due to tension at various strains and strain rates: An in-vivo study.</a> Journal of Neurotrauma. 26 (4), 627-640 (2009).</li>
<li>Singh, A., Lu, Y., Chen, C., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+spinal+nerve+roots+subjected+to+tension+at+different+strain+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of spinal nerve roots subjected to tension at different strain rates.</a> Journal of Biomechanics. 39 (9), 1669-1676 (2006).</li>
<li>Singh, A., Lu, Y., Chen, C., Kallakuri, S., Cavanaugh, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+model+of+traumatic+axonal+injury+to+determine+the+effects+of+strain+and+displacement+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Stapp+Car+Crash+Journal%22%5BJournal%5D)">A new model of traumatic axonal injury to determine the effects of strain and displacement rates.</a> Stapp Car Crash Journal. 50, 601-623 (2006).</li>
<li>Singh, A., Magee, R., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+in+vivo+biomechanical+testing+on+brachial+plexus+in+neonatal+piglets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Methods for in vivo biomechanical testing on brachial plexus in neonatal piglets.</a> Journal of Visualized Experiments. (154), e59860(2019).</li>
<li>Singh, A., Magee, R., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+cervical+spinal+cord+in+neonatal+piglet%3A+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology+and+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of cervical spinal cord in neonatal piglet: in vitro.</a> Neurology and Neurobiology. 3 (2), (2020).</li>
<li>Singh, A., Magee, R., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+study+to+investigate+biomechanical+responses+of+peripheral+nerves+in+hypoxic+neonatal+piglets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">An in vitro study to investigate biomechanical responses of peripheral nerves in hypoxic neonatal piglets.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 143 (11), 114501(2021).</li>
<li>Singh, A., Shaji, S., Delivoria-Papadopoulos, M., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+responses+of+neonatal+brachial+plexus+to+mechanical+stretch%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Brachial+Plexus+and+Peripheral+Nerve+Injury%22%5BJournal%5D)">Biomechanical responses of neonatal brachial plexus to mechanical stretch.</a> Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 13, 8-14 (2018).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+effects+of+tensile+loading+on+mechanical%2C+neurophysiological+and+morphological+changes+in+spinal+nerve+roots%22">The effects of tensile loading on mechanical, neurophysiological and morphological changes in spinal nerve roots</a>. , Wayne State University. PhD thesis (2006).</li>
<li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIH+Image+to+ImageJ%3A+25+years+of+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).</li>
<li>Eskandari, M., Arvayo, A. L., Levenston, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+the+airway+tree%3A+Heterogeneous+and+anisotropic+pseudoelastic+and+viscoelastic+tissue+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of the airway tree: Heterogeneous and anisotropic pseudoelastic and viscoelastic tissue responses.</a> Journal of Applied Physiology. 125 (3), 878-888 (2018).</li>
<li>Toby, E. B., Rotramel, J., Jayaraman, G., Struthers, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+the+stress+relaxation+properties+of+peripheral+nerves+after+transection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hand+Surgery%22%5BJournal%5D)">Changes in the stress relaxation properties of peripheral nerves after transection.</a> Journal of Hand Surgery. 24 (4), 694-699 (1999).</li>
<li>Safshekan, F., Tafazzoli-Shadpour, M., Abdouss, M., Shadmehr, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscoelastic+properties+of+human+tracheal+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Viscoelastic properties of human tracheal tissues.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 139 (1), (2017).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+approach+to+teaching+biomechanics+through+active%2C+adaptive%2C+and+experiential+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">A new approach to teaching biomechanics through active, adaptive, and experiential learning.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 139 (7), 0710011-0710017 (2017).</li>
<li>Singh, A., Ferry, D., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+clinical+simulation+based+training+in+biomedical+engineering+education%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Efficacy of clinical simulation based training in biomedical engineering education.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 141 (12), 121011-121017 (2019).</li>
<li>Singh, A., Ferry, D., Mills, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+biomedical+engineering+education+through+continuity+in+adaptive%2C+experiential%2C+and+interdisciplinary+learning+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Improving biomedical engineering education through continuity in adaptive, experiential, and interdisciplinary learning environments.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 140 (8), 0810091-0810098 (2018).</li>
<li>Singh, A., Ferry, D., Ramakrishnan, A., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+virtual+reality+in+biomedical+engineering+education%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Using virtual reality in biomedical engineering education.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 142 (11), 111013(2020).</li>
<li>Majmudar, T., Balasubramanian, S., Magee, R., Gonik, B., Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-vitro+stress+relaxation+response+of+neonatal+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">In-vitro stress relaxation response of neonatal peripheral nerves.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 128, 110702(2021).</li>
<li>Orozco, V., Magee, R., Balasubramanian, S., Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+of+the+tensile+biomechanical+properties+of+the+neonatal+brachial+plexus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">A systematic review of the tensile biomechanical properties of the neonatal brachial plexus.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 143 (11), 110802(2021).</li>
<li>Singh, A. M. T., Magee, R., Gonik, B., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+pre-stretch+on+neonatal+peripheral+nerve%3A+An+in-vitro+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Brachial+Plexus+and+Peripheral+Nerve+Injury%22%5BJournal%5D)">Effects of pre-stretch on neonatal peripheral nerve: An in-vitro study.</a> Journal of Brachial Plexus and Peripheral Nerve Injury. 17 (1), 1-9 (2022).</li>
<li>Balasubramanian, S., D'Andrea, C., Viraraghavan, G., Cahill, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+finite+element+model+of+the+pediatric+thoracic+and+lumbar+spine%2C+ribcage%2C+and+pelvis+with+orthotropic+region-specific+vertebral+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Development of a finite element model of the pediatric thoracic and lumbar spine, ribcage, and pelvis with orthotropic region-specific vertebral growth.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 144 (10), 101007(2022).</li>
<li>Hadagali, P., Peters, J. R., Balasubramanian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphing+the+feature-based+multi-blocks+of+normative%2Fhealthy+vertebral+geometries+to+scoliosis+vertebral+geometries%3A+Development+of+personalized+finite+element+models%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Methods+in+Biomechanics+and+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Morphing the feature-based multi-blocks of normative/healthy vertebral geometries to scoliosis vertebral geometries: Development of personalized finite element models.</a> Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering. 21 (4), 297-324 (2018).</li>
<li>Singh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Available+computational+and+physical+models+to+understand+the+mechanisms+of+neonatal+brachial+plexus+injury+during+shoulder+dystocia%5BTitle%5D)+AND+%22Open+Access+Journal+of+Neurology+and+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Available computational and physical models to understand the mechanisms of neonatal brachial plexus injury during shoulder dystocia.</a> Open Access Journal of Neurology and Neurosurgery. 9 (4), 555768(2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

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...

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 Zjednoczonych2,3,4.
Dostępne badania charakterystyki tkanek wykazały właściwości sztywności tchawicy 5,6,7,8. Zależne od czasu reakcje mechaniczne zostały minimalnie zbadane, pomimo ich znaczenia w przebudowie tkanek, która jest również zmieniana przez patologię9,10. Co więcej, brak danych dotyczących odpowiedzi zależnych od czasu ogranicza również możliwości predykcyjne modeli obliczeniowych mechaniki płuc, które obecnie uciekają się do korzystania z ogólnych praw konstytutywnych. Istnieje potrzeba wypełnienia tej luki poprzez przeprowadzenie badań relaksacji stresu, które mogą dostarczyć wymaganych cech materiału do informowania o badaniach biofizycznych tchawicy. Obecne badanie zawiera szczegółowe informacje na temat metod testowania, pozyskiwania i analizy danych w celu zbadania zachowania tchawicy świńskiej w zakresie relaksacji stresu.

<table><tbody><tr><td>Jednorazowe bezpieczne skalpele</td><td>Fine Science Tools Inc</td><td>10000-10</td><td></td></tr><tr><td>eXpert 7600</td><td>ADMET Inc.</td><td>N/A</td><td>Norwood, MA</td></tr><tr><td>Kleszcze</td><td>&nbsp; Fine Science Tools Inc</td><td>11006-12 i 11027-12 lub 11506-12</td><td></td></tr><tr><td>Miernik Bezpieczny</td><td>ADMET Inc.</td><td>Nie dotyczy</td><td>Darmowe pobieranie</td></tr><tr><td>obrazu J</td><td>NIH</td><td>N/A</td><td>Open Source</td></tr><tr><td>Proramming Software - MATLAB&nbsp;</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>wersja 2018A</td></tr><tr><td>Nożyczki</td><td>&nbsp; Fine Science Tools Inc</td><td>14094-11 lub 14060-09</td><td></td></tr><tr><td>Sterylny roztwór buforu fosforanowego&nbsp;</td><td>Millipore, Thomas Scientific</td><td>MFCD00131855</td><td></td></tr></tbody></table>

badanie relaksacji stresu i reakcji na niepowodzenia w tchawicy

Investigating Stress-relaxation and Failure Responses in the Trachea

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.

Rysunek 1 przedstawia uszkodzoną tkankę w pobliżu miejsca zacisku oraz obecność tkanki wewnątrz zacisku, co potwierdza brak poślizgu podczas badania rozciągania. Rysunek 2 wskazuje różne miejsca pęknięć, w tym górne lub dolne miejsca zacisków bądź wzdłuż długości tkanki, które zaobserwowano podczas badania rozciągania analizowanych próbek. Wyniki analizy danych podsumowano na Rysunkach 3-4 oraz w <s...

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.

Badanie relaksacji stresu i reakcji na niepowodzenia w tchawicy

The biomechanical properties of the trachea directly affect the airflow and contribute to the biological function of the respiratory system. Understanding ...

Protokół ten oferuje szczegółowe podejście do badania reakcji stresowo-relaksacyjnych tchawicy. Badanie reakcji tchawicy na stres-relaksację ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia badań nad mechaniką płuc. Na początek wykonaj pionowe nacięcie w linii środkowej wzdłuż szyi zwłok i odsłoń chrząstkę tarczycy, chrząstkę sercowatą i tchawicę od kości gnykowej do wcięcia nadmostkowego.Zbierz krtań i tchawicę na całej długości za pomocą ostrza o numerze 10. Oddziel próbkę tchawicy od krtani, a następnie przetnij rurkę tchawicy wzdłużnie na całej długości z jednej strony za pomocą ostrza. Przeciąć tchawicę na dwa paski obwodowe o szerokości około pięciu milimetrów proksymalnie i dwa podłużne paski o szerokości około pięciu milimetrów dystalnie, przy czym minimalna długość tych pasków wynosi 25 milimetrów.Przejdź do pobranego spakowanego folderu, a następnie rozpakuj jego zawartość i przejdź do folderu Tylko awaria. Przechowuj dane z badanych próbek w pliku Microsoft Excel przy użyciu konwencji nazewnictwa plików mm/dd/rr. Otwórz przykładowy plik przetestowany 30 kwietnia 2022 r. w folderze Tylko awaria i rozpoznaj wiele zakładek arkuszy zawierających surowe dane z każdej próbki poddanej uszkodzeniu mechanicznemu w tym konkretnym dniu.Upewnij się, że próbki są oznaczone przy użyciu typu próbki, numeru próbki i konwencji pliku procentowego poziomu odkształcenia przed rozciągnięciem. Wybierz kartę arkusza roboczego TA_1_0%Upewnij się, że kolumny nagłówka surowych danych są oznaczone zgodnie z opisem w rękopisie tekstowym i zamknij bieżący plik Microsoft Excel, a następnie wróć do katalogu roboczego oprogramowania do analizy danych i przejdź do folderu relaksacji. Przechowuj dane z próbek grupy eksperymentalnej testowanych w określonym dniu w pliku programu Microsoft Excel, jak pokazano wcześniej.Otwórz folder relaksacji i rozpoznaj wiele kart arkuszy zawierających surowe dane relaksacji obciążenia z każdej próbki w grupie eksperymentalnej testowanej w tym konkretnym dniu. Zatrzymaj się i zwróć uwagę, że każda z próbek została poddana uszkodzeniu mechanicznemu pod wpływem obciążenia mechanicznego przy rozciąganiu, jak wskazano na zakładkach arkusza roboczego zawartych w tym pliku programu Microsoft Excel. Upewnij się, że nieprzetworzone dane relaksacji obciążenia dla każdej próbki wskazanej przez dowolną kartę arkusza są poprawnie sformatowane, a następnie zapisz i zamknij bieżący plik programu Microsoft Excel.Wróć do katalogu roboczego oprogramowania do analizy danych i przejdź do folderu awaria po relaksacji. Upewnij się, że istnieje plik Microsoft Excel z tą samą datą, co w folderze relaksacji. Otwórz plik Excel w folderze po awarii i rozpoznaj wiele kart arkuszy, z których każda zawiera nieprzetworzone dane dotyczące uszkodzeń mechanicznych z tych samych próbek znajdujących się w folderze relaksacji.Upewnij się, że kolumna nagłówka każdej próbki dla nieprzetworzonych danych o awariach mechanicznych jest poprawnie sformatowana. Zamknij bieżący plik Microsoft Excel i wróć do katalogu roboczego oprogramowania do analizy danych. Otwórz plik Microsoft Excel testingDates.xlsx, który skieruje kod do analizy określonych przez użytkownika dat testów. Wymień daty testów w pierwszej kolumnie w formacie mm/dd/rr. W drugiej kolumnie należy wskazać za pomocą litery Y lub N, czy próbki w dniu badania pochodziły z grupy doświadczalnej, która obejmuje relaksację naprężeń, po której następuje uszkodzenie mechaniczne.W trzeciej kolumnie należy wskazać, czy jakiekolwiek próbki pochodziły z grupy kontrolnej wykazującej bezpośrednie uszkodzenie mechaniczne. Zapisz i zamknij bieżący plik Microsoft Excel i wróć do katalogu roboczego oprogramowania do analizy danych, a następnie otwórz główny plik skryptu main_relax_failure. M, wybierz dużą zieloną strzałkę w interfejsie oprogramowania, aby uruchomić kod.Alternatywnie wpisz run main calc relax w oknie poleceń. Po wyświetleniu monitu wprowadź stałe poziomy wydłużenia oddzielone przecinkami w procentach dla różnych grup eksperymentalnych i naciśnij OK, a następnie wprowadź czas trwania testów relaksacji naprężeń oddzielonych przecinkami w sekundach dla różnych grup eksperymentalnych i naciśnij OK. Po pomyślnym uruchomieniu kodu upewnij się, że obliczone wyniki są dostępne w katalogu roboczym oprogramowania do analizy danych jako plik Microsoft Excel z mm/dd/rr zastąpionymi datą uruchomienia kodu. Reakcje relaksacji naprężeń dla próbek tchawicy po osiowym lub obwodowym wstępnym rozciągnięciu do 10% odkształcenia wykazały początkowy szczyt obciążenia naprężeniowego, a następnie procentowe zmniejszenie naprężenia w ciągu 300-sekundowego podtrzymania.Reakcje naprężeniowo-odkształceniowe próbki tchawicy poddanej testowi uszkodzenia pod obciążeniami osiowymi lub obwodowymi po braku wstępnego rozciągania lub 10% wstępnego rozciągania wskazywały na naprężenie niszczące. Wstępne testy z powodzeniem scharakteryzowały reakcje naprężeniowo-relaksacyjne tkanki tchawicy, w których początkowe naprężenie szczytowe było wyższe w kierunkach obciążenia osiowego. Natomiast procentowe zmniejszenie naprężeń było większe w kierunku obciążenia obwodowego w porównaniu z kierunkiem obciążenia osiowego.Czasy relaksacji były również wyższe w kierunku obciążenia osiowego niż w kierunku obciążenia obwodowego dla tej samej grupy 10% przed rozciągnięciem. W danych dotyczących uszkodzeń wartości naprężenia niszczącego i e były wyższe w kierunkach obciążenia obwodowego w grupach zerowego i 10% wstępnego rozciągania, podczas gdy odkształcenie niszczące zgłoszone w kierunkach obciążenia osiowego było wyższe. Upewnij się, że testowane przykładowe dane są poprawnie oznaczone, a kolumny nagłówka arkuszy danych są poprawnie sformatowane.Te kroki mają kluczowe znaczenie dla uruchomienia kodu analizy danych. Oprócz ostrej można również badać przewlekłą reakcję stresowo-relaksacyjną. Można również zbadać quasi-statyczną reakcję stresowo-relaksacyjną.

investigating-stress-relaxation-and-failure-responses-in-the-trachea

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

W niniejszym filmie przedstawiono i porównano dwa modele eksperymentalne służące do badania rozwoju obliteracyjnej choroby dróg oddechowych (OAD) u myszy: model heterotopowej oraz ortotopowej transplantacji tchawicy.

Heterotopowe i ortotopowe przeszczepy tchawicy u myszy wykorzystywane jako modele do badania rozwoju obliteracyjnej choroby dróg oddechowych

W niniejszym artykule opisano protokół indukowania stresu psychologicznego u uczestników, który umożliwia badaczom pomiar odpowiedzi psychologicznych, fizjologicznych i neuroendokrynnych na stres w ramach jednego uczestnika lub pomiędzy grupami.

Protokół Trierowskiego Testu Stresu Społecznego w celu wywoływania stresu psychologicznego

Myszy transgeniczne okazały się niezwykle użyteczne w przypisywaniu funkcji fizjologicznych konkretnym genom. W związku z tym badania ogólne, a w szczególności studia funkcjonalne dróg oddechowych, przeszły znaczący zwrot w stronę modeli mysich. W niniejszym materiale przedstawiamy protokoły badań skurczu tchawicy in vitro w celu oceny funkcji mięśni gładkich w drogach oddechowych myszy.

In vitro pomiary skurczu tchawki u myszy

W niniejszym materiale prezentujemy protokół izolacji komórek podstawnych oraz komórek przewodów gruczołów podśluzowych z tchawki myszy. Przedstawiamy również metodę wstrzykiwania komórek macierzystych do grzbietowej poduszki tłuszczowej myszy w celu stworzenia modelu in vivo regeneracji gruczołów podśluzowych.

Izolacja komórek podstawnych i komórek przewodów gruczołów podśluzowych z tchawki myszy

Niniejszy protokół zawiera szczegółowy opis krok po kroku procedur wymaganych do wykonania pomiarów mechaniki układu oddechowego, jak również oceny reakcji dróg oddechowych na wdychaną metacholinę u myszy przy użyciu techniki wymuszonej oscylacji (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Kanada).

Ocena mechaniki układu oddechowego u myszy przy użyciu techniki wymuszonej oscylacji

Biomechanika tkanek jest ważna dla utrzymania kształtu i funkcji komórki oraz dla określenia fenotypu. W niniejszym raporcie przedstawiono nieniszczące protokoły mechaniczne do charakteryzowania elastycznych i lepkosprężystych właściwości ludzkich tkanek miękkich, które można bezpośrednio zastosować do podłoży inżynierii tkankowej, aby umożliwić ścisłe dopasowanie materiałów inżynieryjnych do tkanek natywnych.

Charakterystyka biomechaniczna tkanek miękkich człowieka za pomocą prób wgnieceń i rozciągania

Częstość występowania otyłości wzrasta i zwiększa ryzyko przewlekłych chorób płuc. Aby ustalić podstawowe mechanizmy i strategie zapobiegawcze, potrzebne są dobrze zdefiniowane modele zwierzęce. W tym miejscu przedstawiamy trzy metody (test tolerancji glukozy, pletysmografia ciała i stabilizacja płuc) w celu zbadania wpływu otyłości na wyniki płucne u myszy.

Dootrzewnowy test tolerancji glukozy, pomiar czynności płuc i zespolenie płuc w celu zbadania wpływu otyłości i upośledzonego metabolizmu na wyniki płucne

Zwężenie krtani i tchawicy wynika z patologicznego osadzania się blizn, które krytycznie zwężają drogi oddechowe tchawicy i nie mają skutecznych terapii medycznych. Stosując stent PLLA-PCL (70% poli-L-laktydu i 30% polikaprolaktonu) jako miejscowy system dostarczania leków, można badać potencjalne terapie mające na celu zmniejszenie proliferacji blizn w tchawicy.

Projekt biokompatybilnego stentu tchawicy uwalniającego leki u myszy ze zwężeniem krtani i tchawicy

Protokół opisuje bioreaktor z obsługą obrazowania, który pozwala na selektywne usuwanie endogennego nabłonka z tchawicy szczura i jednorodne rozmieszczenie komórek egzogennych na powierzchni światła, a następnie długoterminową hodowlę in vitro konstruktu komórka-tkanka.

Bioreaktor sterowany obrazowaniem do generowania bioinżynieryjnych tkanek dróg oddechowych

Uzyskanie sterylizacji jest niezbędne do przeszczepu tkanki tchawicy. W niniejszym artykule przedstawiamy protokół sterylizacji z wykorzystaniem niskodawkowego promieniowania gamma, które jest w pełni tolerowane przez narządy.

Sterylizacja promieniowaniem gamma przy użyciu niskich dawek dla bezkomórkowych przeszczepów tchawicy

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

Poznaj metody analizy relaksacji naprężeń i reakcji na niepowodzenia w tchawicy świni przy użyciu modeli obliczeniowych. Badanie to umożliwia zrozumienie właściwości lepkosprężystych tkanek oddechowych.

Badanie relaksacji stresu i reakcji na niepowodzenia w tchawicy

Przeglądaj więcej filmów