Name: Investigando o relaxamento do estresse e respostas de falha na Traqueia (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-18T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Aprenda a investigar respostas de relaxamento de estresse e falha em traqueias de porco usando análise computacional de dados mecânicos. Este método avança modelos pulmonares e aplicações clínicas respiratórias.

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A pesquisa relatada nesta publicação contou com o apoio do Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano eunice Kennedy Shriver dos Institutos Nacionais de Saúde sob o Prêmio Número R15HD093024 e o Prêmio CARREIRA da Fundação Nacional de Ciência 1752513.

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Os autores não têm nada a revelar.

Poucos estudos relataram as propriedades de relaxamento do estresse da traqueia21,23. Estudos são necessários para fortalecer ainda mais nossa compreensão das respostas dependentes do tempo do tecido traqueal. Este estudo oferece etapas detalhadas para a realização dessas investigações; no entanto, as seguintes etapas críticas dentro do protocolo devem ser asseguradas para testes confiáveis: (1) hidratação adequada do tecido, (2) tipo de tecido semelhante (número...

Apesar de seu papel crítico na doença pulmonar, a maior estrutura das vias aéreas, a traqueia, tem estudos limitados detalhando suas propriedades viscoelásticas1. Uma compreensão aprofundada do comportamento viscoelástico dependente do tempo da traqueia é fundamental para a pesquisa mecânica pulmonar, uma vez que a compreensão das propriedades materiais específicas das vias aéreas pode ajudar a avançar na ciência da prevenção de lesões, diagnóstico e intervenção clínica para doenças pulmonares, que são a terceira principal causa de morte nos Estados Unidos 2,3,4.
Estudos de caracterização tecidual disponíveis relataram as propriedades de rigidez da traqueia 5,6,7,8. As respostas mecânicas dependentes do tempo têm sido minimamente investigadas apesar de sua importância na remodelação tecidual, que também é alterada pela patologia 9,10. Além disso, a falta de dados de resposta dependentes do tempo também limita as capacidades preditivas dos modelos computacionais da mecânica pulmonar que atualmente recorrem ao uso das leis genéricas constitutivas. É preciso resolver essa lacuna realizando estudos de relaxamento do estresse que podem fornecer as características materiais necessárias para informar estudos biofísicos da traqueia. O presente estudo oferece detalhes sobre métodos de teste, aquisição de dados e análises de dados para investigar o comportamento de relaxamento do estresse da traqueia suína.

<table><tbody><tr><td>Bisturis de segurança descartáveis</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>Fórceps</td><td>&nbsp; Ferramentas de Ciência Fina Inc</td><td>11006-12 e 11027-12 ou 11506-12</td><td></td></tr><tr><td>Gauge Safe</td><td>ADMET Inc.</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>Download grátis de imagem J</td><td>NIH</td><td>N / A</td> Software de programação <td>de código aberto</td></tr><tr><td>- MATLAB&nbsp;</td><td>Mathworks</td><td>N/A</td><td>versão 2018A</td></tr><tr><td>Tesoura&</td><td>nbsp; Fine Science Tools Inc</td><td>14094-11 ou 14060-09</td><td></td></tr><tr><td>Solução tampão de fosfato estéril&nbsp;</td><td>Millipore, Thomas MFCD00131855</td><td></td><td></td> Científica</tr></tbody></table>

investigando o relaxamento do estresse e respostas de falha na traqueia

Investigating Stress-relaxation and Failure Responses in the Trachea

As propriedades biomecânicas da traqueia afetam diretamente o fluxo de ar e contribuem para a função biológica do sistema respiratório. Entender essas propriedades é fundamental para entender o mecanismo de lesão nesse tecido. Este protocolo descreve uma abordagem experimental para estudar o comportamento de relaxamento do estresse da traqueia suína que foi pré-esticada para 0% ou 10% de tensão para 300 s, seguida de carregamento mecânico de tração até a falha. Este estudo fornece detalhes do desenho experimental, aquisição de dados, análises e resultados preliminares dos testes biomecânicos da traqueia suína. Utilizando as etapas detalhadas fornecidas neste protocolo e o código MATLAB de análise de dados, estudos futuros podem investigar o comportamento viscoelástico dependente do tempo do tecido traqueia, que é fundamental para entender suas respostas biomecânicas durante condições fisiológicas, patológicas e traumáticas. Além disso, estudos aprofundados do comportamento biomecânico da traqueia ajudarão criticamente na melhoria do desenho de dispositivos médicos relacionados, como implantes endotraqueais que são amplamente utilizados durante as cirurgias.

A Figura 1 mostra o tecido falhado perto do local de fixação e a presença de tecido dentro do grampo, confirmando nenhum deslizamento durante o teste de tração. A Figura 2 indica vários locais de falha, incluindo os locais de fixação superior ou inferior ou ao longo do comprimento do tecido, que foram observados durante o teste de tração entre as amostras testadas. Os resultados da análise dos dados são resumidos nos Números <strong...

O presente protocolo determina as propriedades de relaxamento e falha da traqueia de estresse e falha da traqueia suína. Os resultados desses métodos podem ajudar a melhorar a compreensão dos limiares viscoelásticos e de falha da traqueia e ajudar a avançar as capacidades dos modelos computacionais do sistema pulmonar.

Investigando o relaxamento do estresse e respostas de falha na Traqueia

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

Este protocolo oferece uma abordagem detalhada para investigar as respostas de relaxamento do estresse da traqueia. Investigar as respostas de relaxamento do estresse da traqueia é fundamental para a compreensão da pesquisa mecânica pulmonar. Para começar, faça uma incisão vertical ao longo do pescoço do cadáver e exponha a cartilagem tireoide, cartilagem cricoide e traqueia do osso hioide até o entalhe suprasternal.Colher a laringe e a traqueia de comprimento completo usando uma lâmina de 10 números. Separe a amostra de traqueia da laringe e corte o tubo traqueal longitudinalmente ao longo de todo o comprimento de um lado usando a lâmina. Corte a traqueia em duas tiras circunferenciais de aproximadamente cinco milímetros de largura proximicamente e duas tiras longitudinais de aproximadamente cinco milímetros de largura, com o comprimento mínimo dessas tiras sendo de 25 milímetros.Navegue até a pasta com zíper baixado e, em seguida, extraia seu conteúdo e navegue até a pasta Somente falha. Armazene dados de amostras testadas em um arquivo Microsoft Excel usando a convenção de nomeação de arquivos mm/dd/yy. Abra o arquivo amostral testado em 30 de abril de 2022 na pasta Falha Somente e reconheça as múltiplas guias de planilha contendo os dados brutos de cada amostra submetida a falha mecânica nesta data específica.Certifique-se de que as amostras são rotuladas usando o tipo de amostra, o número da amostra e a convenção de arquivos percentuais de tensão pré-alongada. Selecione a guia planilha TA_1_0%Certifique-se de que as colunas de cabeçalho de dados brutos sejam rotuladas como descritas no manuscrito de texto e feche o arquivo atual do Microsoft Excel e, em seguida, retorne ao diretório de trabalho do software de análise de dados e navegue até a pasta de relaxamento. Armazene dados das amostras de grupo experimentais testadas em uma data específica em um arquivo Microsoft Excel, como demonstrado anteriormente.Abra a pasta de relaxamento e reconheça as múltiplas guias de planilha contendo os dados de relaxamento da carga bruta de cada amostra no grupo experimental testado nessa data específica. Pause e note que cada uma das amostras foi submetida a falha mecânica sob carregamento mecânico de tração, conforme indicado pelas guias da planilha incluídas neste arquivo Microsoft Excel. Certifique-se de que os dados de relaxamento de carga bruta para cada amostra indicada por qualquer guia de planilha sejam formatados corretamente e, em seguida, salve e feche o arquivo Atual do Microsoft Excel.Retorne ao diretório de trabalho do software de análise de dados e navegue até a falha da pasta após o relaxamento. Confirme se existe um arquivo Microsoft Excel com a mesma data da pasta de relaxamento. Abra o arquivo Excel na pasta pós-relaxamento de falha e reconheça várias guias de planilha, cada uma contendo dados de falha mecânica bruta das mesmas amostras presentes na pasta de relaxamento.Certifique-se de que a coluna de cabeçalho de cada amostra para os dados de falha mecânica bruta seja formatada corretamente. Feche o arquivo atual do Microsoft Excel e retorne ao diretório de trabalho do software de análise de dados. Abra os testes de arquivos do Microsoft ExcelDates.xlsx que direcionará o código para analisar datas de teste especificadas pelo usuário. Liste as datas de teste na primeira coluna no formato mm/dd/yy. Na segunda coluna, indique usando um Y ou N se as amostras na data de teste eram do grupo experimental, o que inclui relaxamento por estresse seguido de falha mecânica.Na terceira coluna, indique se as amostras eram do grupo controle mostrando falha mecânica direta. Salve e feche o arquivo atual do Microsoft Excel e retorne ao diretório de trabalho do software de análise de dados e, em seguida, abra o arquivo principal do script main_relax_failure. m, selecione a grande seta verde na interface de software para executar o código.Alternativamente, digite o calc principal de execução relaxe na janela de comando. Ao ser solicitado, os níveis de alongamento fixos separados da ima de entrada em porcentagem para os vários grupos experimentais e pressionam OK, em seguida, insira durações de teste de relaxamento de estresse separados por círio em segundos para os vários grupos experimentais e pressione OK. Uma vez que o código seja executado com sucesso, certifique-se de que os resultados computados estejam disponíveis no diretório de trabalho do software de análise de dados como um arquivo Microsoft Excel com mm/dd/yy substituído pela data em que o código foi executado. As respostas de relaxamento do estresse para amostras traqueais após o pré-alongamento axial ou circunferencial até 10% demonstraram um pico inicial na carga de estresse, seguida por uma redução percentual do estresse ao longo da espera de 300 segundos.As respostas de tensão de estresse da amostra traqueal submetidas a testes de falha sob cargas axiais ou circunferenciais após nenhum estresse de falha pré-alongado ou pré-alongamento de 10%. Os testes preliminares caracterizaram com sucesso as respostas de relaxamento do estresse do tecido traqueal, onde o estresse inicial de pico foi maior nas direções de carga axial. Em contrapartida, a redução percentual do estresse foi maior na direção de carga circunferencial quando comparada à direção de carga axial.Os tempos de relaxamento também foram mais elevados na direção de carga axial do que na direção circunferencial de carga para o mesmo grupo pré-alongamento de 10%. Nos dados de falha, o estresse de falha e os valores eletrônicos foram mais elevados nas direções de carregamento circunferencial nos grupos zero e 10% pré-alongamento, enquanto a tensão de falha relatada nas direções de carregamento axial foi maior. Certifique-se de que os dados da amostra testados sejam rotulados corretamente e que as colunas de cabeçalho das folhas de dados sejam formatadas corretamente.Essas etapas são fundamentais para executar o código de análise de dados. Além do agudo, uma resposta crônica de relaxamento do estresse também pode ser estudada. Além disso, uma resposta quase estática de relaxamento do estresse pode ser investigada.

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Aqui demonstramos nosso protocolo para isolamento de células basais e das glândulas submucosas duto de traqueias de rato. Nós também demonstram o método de injecção de células estaminais na almofada de gordura dorsal do rato para criar...

Isolamento de células basais e células Duct submucosa Glândulas de Rato Traquéia

O presente protocolo fornece uma descrição passo-a-passo detalhado dos procedimentos necessários para a execução de medidas de mecânica do sistema respiratório, bem como a avaliação da capacidade de resposta das vias aéreas à metacolina inalada em ratos utilizando a técnica de oscilações forçadas (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc , Canadá).

Avaliação da mecânica respiratória em ratos usando a técnica de oscilações forçadas

A biomecânica tecidual é importante para manter a forma e função celular e para determinar o fenótipo. Este relatório demonstra protocolos mecânicos não destrutivos para caracterizar propriedades elásticas e viscoelásticas de tecidos moles humanos, que podem ser aplicados diretamente a substratos de engenharia de tecidos para permitir uma correspondência próxima de materiais de engenharia com tecidos nativos.

Caracterização biomecânica de tecidos moles Humanos Usando recuo e testes de tração

A incidência da obesidade está aumentando e aumenta o risco de doenças pulmonares crônicas. Estabelecer os mecanismos subjacentes e estratégias preventivas, animal bem definido modelos são necessários. Aqui, nós fornecemos três métodos (teste de tolerância à glicose, pletismografia de corpo e fixação do pulmão) para estudar o efeito da obesidade sobre os resultados pulmonares em camundongos.

Teste de tolerância à glicose intraperitoneal, medição da função pulmonar e a fixação do pulmão para estudar o impacto da obesidade e metabolismo prejudicado em resultados pulmonares

A estenose de laringotracura resulta da deposição patológica da cicatriz que estreita crìtica a via aérea do traqueal e falta terapias médicas eficazes. Usando um stent PLLA-PCL (70% poli-L-lactide e 30% policaprolactona) como um sistema local de entrega de drogas, terapias potenciais destinadas a diminuir a proliferação de cicatrizna traqueia podem ser estudadas.

Design de um stent traqueal biocompatível de droga em camundongos com estenose laringotraquena

O protocolo descreve um bioreator habilitado para imagem que permite a remoção seletiva do epitélio endógeno da traqueia de rato e distribuição homogênea de células exógenas na superfície do lúmen, seguida pela cultura in vitro de longo prazo da construção do tecido celular.

Bioreator guiado por imagem para geração de tecido das vias aéreas bioengenharia

A obtenção da esterilização é essencial para o transplante de tecido traqueal. Apresentamos um protocolo de esterilização utilizando irradiação gama em baixas doses que é totalmente tolerada pelos órgãos.

Esterilização por radiação gama de baixa dose em enxertos traqueais descelularizados

O rápido relaxamento miocárdico e cardíaco é essencial para a fisiologia normal. Sabe-se hoje que os mecanismos de relaxação mecânica são dependentes da taxa de deformação. Este protocolo fornece uma visão geral da aquisição e análise de experimentos para aprofundar o estudo do controle mecânico da relaxação.

Controle mecânico do relaxamento utilizando trabéculas cardíacas íntegras

Aprenda a investigar respostas de relaxamento de estresse e falha em traqueias de porco usando análise computacional de dados mecânicos. Este método avança modelos pulmonares e aplicações clínicas respiratórias.

Investigando o relaxamento do estresse e respostas de falha na Traqueia

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