Introduction
50 साल से अधिक फैले अनुसंधान का एक समृद्ध इतिहास संवहनी ऊतकों के यांत्रिक गुणों को बढ़ाता पर ध्यान केंद्रित किया गया है। इन अध्ययनों से हमें बेहतर, रक्त वाहिकाओं के शारीरिक और रोग व्यवहार दोनों को समझने प्रभावकारिता / अंतर्वाहिकी उपकरणों की अनुकूलता, और सहायता डिजाइन में और इंजीनियर की नाड़ी का निर्माण 1-6 निर्माणों के मूल्यांकन के लिए एक आधार प्रदान करने के लिए अनुमति देते हैं। मुलायम ऊतकों और उनके यांत्रिक गुणों के विधान मॉडलिंग के यांत्रिक प्रतिक्रिया का सही माप स्वाभाविक सबसे प्रकार के ऊतकों द्वारा प्रदर्शित यांत्रिक विविधता, anisotropy, और nonlinearity के कारण चुनौती दे रहा है। इसके अलावा, प्रयोगात्मक माप अक्सर स्थानीय यांत्रिक परीक्षण के पाठ्यक्रम में नमूना पकड़ इंटरफेस में शुरू की जटिलताओं (यानी, झुकने, घर्षण, तनाव सांद्रता, फाड़) और ऊतक रहने वाले जानवर से excised है एक बार यांत्रिक गुणों का अपरिहार्य संक्रमण से चकित हैं। </ P>
एक अक्षीय तन्यता प्रयोग एक ठोस सामग्री से बना एक नमूना पर प्रदर्शन किया जा सकता है कि सबसे सरल यांत्रिक परीक्षण के बीच में है, और अक्सर संवहनी ऊतक के यांत्रिक प्रतिक्रिया का आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इन प्रयोगों से परिणाम दोनों देशी और इंजीनियर ऊतक स्रोतों के लिए उपयोगी प्रारंभिक जानकारी प्रदान करते हैं, और नाड़ी की दीवार 11/07 के यांत्रिक व्यवहार पर कुछ उपचार, रोग राज्यों, या औषधीय यौगिकों के प्रभाव की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
मुलायम ऊतकों की अक्षीय यांत्रिक परीक्षण आम तौर पर सबसे अधिक इस्तेमाल कुत्ते की हड्डी या अंगूठी 7,8,12-14 आकार के हैं, जो अपेक्षाकृत वर्दी ज्यामिति, साथ नमूनों पर किया जाता है। हालांकि, इन idealized geometries से महत्वपूर्ण प्रस्थान के कारण परीक्षण प्रणाली के भीतर ऊतक विच्छेदन, अलगाव, और clamping के साथ जुड़े चुनौतियों के लिए हो सकता है। ज्यामिति में किसी भी गैर एकरूपता अंततः विषम तनाव और तनाव को जन्म देगाखेतों नमूना वास्तविक नमूना आकार पर निर्भर विविधता, साथ ही नमूने का आकार (पकड़ती के सापेक्ष) और सामग्री 9,15,16 के यांत्रिक गुणों की डिग्री के साथ, एक अक्षीय विस्तार के अधीन है जब। क्षेत्र विषमताओं महत्वपूर्ण हैं, जब रिश्तेदार पकड़ पदों पर आधारित नमूना तनाव गणना गलत और यांत्रिक व्यवहार का आकलन करने के लिए इस प्रकार एक अपर्याप्त आधार हैं।
वीडियो विश्लेषण प्रणाली में व्यापक रूप से अक्सर नमूना सतह 17,18 के लिए लागू उच्च विपरीत डाई मार्कर का उपयोग, कोमल ऊतकों के तनाव माप के लिए इस्तेमाल किया गया है। डिजिटल छवि सहसंबंध, विरूपण पहले और बाद में नमूना की सतह पर ग्रे स्तर तीव्रता मूल्यों की तुलना द्वारा पूरे क्षेत्र की सतह तनाव उपाय जो एक ऑप्टिकल metrological तकनीक, कोमल ऊतकों 19-21 के विश्लेषण के वीडियो के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल किया गया है। डिजिटल छवि सहसंबंध के कई फायदे interferometr की तुलना में कर रहे हैंमापन के लिए नियोजित किया जा सकता है कि आईसी तरीकों। सबसे पहले, एक गैर संपर्क माप तकनीक के रूप में, यह माप प्रणाली नमूना को प्रभावित करता है जिस तरह के कारण सामग्री के गुणों को संशोधित करने के confounding प्रभाव को कम करता है। दूसरा, यह एक बहुत कम कड़े माप वातावरण की आवश्यकता है और अन्य तरीकों से संवेदनशीलता और संकल्प की एक व्यापक रेंज है। तीसरा, देखने का एक पूरा क्षेत्र पर कब्जा करने की क्षमता के साथ संपन्न, इस तकनीक के औसत और स्थानीय यांत्रिक प्रतिक्रियाओं दोनों चिह्नित कर सकते हैं। विधि का विस्तृत विवरण, पाठकों सटन 22 से किताब देखने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है।
नमूना सतह पर तनाव क्षेत्रों प्राप्त करने के लिए, एक दो आयामी डिजिटल छवि सहसंबंध तकनीक (2 डी डीआईसी) का इस्तेमाल किया जा सकता है। संक्षेप में, नमूना की छवियों को उतार दिया और विभिन्न भरी हुई राज्यों पर कब्जा कर रहे हैं। पहली छवि के बाद गणना के लिए एक जाल के रूप में जो सबसेट (एम × एम पिक्सल) नामक छोटे वर्गों में बांटा गया है2 डी तनाव खेतों। विकृत नमूना में प्रत्येक वर्ग की स्थिति को एक छवि से मेल खाते एल्गोरिथ्म का उपयोग कर प्राप्त की है। प्रत्येक वर्ग की गति तो तब बहुपद फिटिंग या परिमित तत्व प्रक्षेप सहित तरीकों की एक किस्म है, के माध्यम से विरूपण ढ़ाल और दबाव से प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जो विस्थापन के खेतों से बेदखल, छवि-दर-छवि, पता लगाया है। वर्तमान पांडुलिपि में, हम एक अक्षीय तनन परीक्षण और 2 डी डीआईसी के एकीकरण के माध्यम से मूल निवासी संवहनी ऊतकों पर सतह तनाव क्षेत्रों के आकलन के लिए एक विस्तृत कार्यप्रणाली प्रदान करते हैं।
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Protocol
नोट: नीचे वर्णित प्रक्रियाओं कोलंबिया में दक्षिण कैरोलिना विश्वविद्यालय, दक्षिण कैरोलिना में संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित एक प्रोटोकॉल के हिस्से के रूप में प्रदर्शन किया गया।
1. ऊतक अधिग्रहण और विच्छेदन
- ऊतक विच्छेदन करने से पहले सभी सर्जिकल उपकरणों जीवाणुरहित। आटोक्लेव शल्य कैंची और ठीक मानक संदंश के साथ-साथ 15 मिनट के लिए 15 साई के दबाव और 121 डिग्री सेल्सियस के तापमान के तहत सर्जिकल ब्लेड।
- ताजा सुअर (7 महीने पुराने Landrace पुरुषों, 60-70 किग्रा) एक स्थानीय कसाईखाना से बरकरार महाधमनी के साथ गुर्दे का एक सेट मोल। वापस आइस्ड 1% फॉस्फेट बफर खारा (पीबीएस) समाधान में प्रयोगशाला के लिए परिवहन ऊतक।
- इसके तत्काल बाद आगमन पर, शल्य कैंची और संदंश का उपयोग आसपास के ऊतकों से उदर महाधमनी अलग।
- पीबीएस (पीएच 7.2) के साथ भरा एक 50 मिलीलीटर सिरिंज का उपयोग पोत तीन बार धोएं। कैंची और संदंश का प्रयोग, poss के रूप में ज्यादा परिवाहकीय ऊतक निकालनेनमूना की अखंडता से समझौता किए बिना ible।
- खड़ी पोत के मध्य भाग पर एक तेज धार की स्थिति और यह पोत अनुदैर्ध्य अक्ष को सीधा है सुनिश्चित करें। धार के साथ तीन अनुक्रमिक परिधीय कटौती को लागू करने से लगभग 20 मिमी की चौड़ाई के साथ दो अंगूठी नमूने प्रत्येक बनाएँ।
- खड़ी ब्लेड रेडियल दिशा में उन्मुख है कि इस तरह की एक अंगूठी नमूना पर एक तेज धार की स्थिति। अक्षीय यांत्रिक परीक्षण के लिए एक पट्टी के आकार का नमूना में जो परिणाम एक रेडियल कटौती, उपज के लिए एक तीव्र बल लागू करें। एक 100 मिमी गिलास पेट्री डिश में नमूना प्लेस और सतह speckling के आवेदन तक पीबीएस में डूब। दूसरी अंगूठी नमूना के लिए दोहराएँ।
भूतल धब्बा पैटर्न 2. निर्माण
- दबाव वाल्व को एयरब्रश कनेक्ट करें।
- नोक व्यास के लिए नोक 60-100 माइक्रोन की speckles उपज के लिए एयरब्रश का व्यास (उचित सीमा को समायोजित करना चाहिए) प्रारंभिक अध्ययन से निर्धारित किया।
- एयरब्रश की गंभीरता को फीडर में काला ऊतक अंकन डाई के लगभग 2 मिलीलीटर डालो।
- लगभग 0.5 मीटर दूर नमूना से एयरब्रश रखें।
- पेट्री डिश से नमूना निकालें। 100 साई के छिड़काव दबाव में लगभग 5 सेकंड के लिए नमूने के intimal सतह पर ऊतक अंकन डाई का छिड़काव करें। धब्बा पैटर्न समान रूप से नमूना की सतह को शामिल किया गया है कि यह सुनिश्चित करने के लिए तीन बार दोहराएँ।
प्रयोगों के 3. प्रदर्शन
- एक ऊतक चिपकने का उपयोग एक प्लास्टिक की पट्टी (1 सेमी चौड़ाई एक्स 1 सेमी लंबाई x 0.5 सेमी मोटाई) के लिए नमूना के प्रत्येक के अंत संलग्न। एक ऊतक काटने बोर्ड पर नमूना रखें। यह फ्लैट झूठ है कि इस तरह नमूना स्थिति और एक डिजिटल कैलीपर का उपयोग उसके आयामों को मापने।
- यांत्रिक परीक्षण के लिए प्रणाली नियंत्रण आरंभ। प्रणाली घर स्क्रीन पर नियंत्रण, "सेटअप" टैब पर स्थित टास्कबार पर "तरंग" का चयन करें।
- विज्ञापन-4 मिमी (सिस्टम में नामित प्रारंभिक स्थिति के सापेक्ष 4 मिमी विस्तार) के लिए यांत्रिक परीक्षक के ऊपरी पकड़ से अभी स्थिति। धीरे यांत्रिक परीक्षक के ऊपरी चपेट में एक प्लास्टिक की पट्टी (3.1 में नमूना से जुड़ी) को सुरक्षित और नमूना स्वतंत्र रूप से घूमने के लिए अनुमति देते हैं। नमूना और ऊपरी पकड़ के बीच की दूरी 2 मिमी की तुलना में कम है कि यह सुनिश्चित करने के लिए डिजिटल कैलिपर का प्रयोग करें।
- नमूना के मुक्त अंत विस्तार के बिना सुरक्षित किया जा सकता है, ताकि मैन्युअल कम पकड़ की स्थिति को समायोजित। धीरे यांत्रिक परीक्षक के निचले चपेट में नमूने के मुक्त अंत से जुड़ी प्लास्टिक की पट्टी सुरक्षित है।
- नमूना और निचले पकड़ के बीच की दूरी 2 मिमी की तुलना में कम है कि यह सुनिश्चित करने के लिए डिजिटल कैलिपर का प्रयोग करें। सिस्टम लोड सेल शून्य। नमूने की लंबाई मापने के लिए और वैश्विक परिधीय उपभेदों की गणना के लिए संदर्भ लंबाई के रूप में इस का उपयोग करें।
- यांत्रिक परीक्षण प्रोटोकॉल दर्ज करें। टी में इस्तेमाल किया प्रोटोकॉलअपने प्रदर्शन से 0.01 मिमी / सेकंड की एक विस्थापन दर पर 18% की नमूना लंबाई बढ़ाने, जो 4 अक्षीय विस्थापन चक्र पर जोर देता।
- रुक-रुक कर यह हाइड्रेटेड रहता है यह सुनिश्चित करने के लिए शेष परीक्षण प्रोटोकॉल भर नमूना पर पीबीएस स्प्रे।
- लोड हो रहा है फ्रेम से 1.5 मीटर तैनात है जो एक तिपाई पर कैमरा (5 मेगा पिक्सेल कैमरा, 100 मिमी लेंस, 3.49 माइक्रोन के पिक्सेल आकार) माउंट। कैमरा और नमूना की सतह गहराई की सबसे कम उपलब्ध क्षेत्र के लिए कैमरा स्थापित करने और देखने के पूरे क्षेत्र के ध्यान में है कि इस तरह के अपने संरेखण में हेर-फेर से सीधा कर रहे हैं सुनिश्चित करें।
- छवि पर कब्जा सॉफ्टवेयर खोलें।
- विकल्प चुनें "सिस्टम" में "पीजीआर -2" का चयन करें।
- छवियों को बचाने के लिए परियोजना पथ का चयन विश्लेषण किया जाना है।
- "टाइम स्क्वायर" आइकन पर क्लिक करें और 5 सेकंड के रूप में अधिग्रहण अंतराल निर्दिष्ट करें।
- नमूने की एक स्पष्ट दृष्टिकोण पाने के लिए इतनी के रूप में लेंस के जोखिम, संख्यात्मक एपर्चर, और ध्यान समायोजित।
- नमूना पर पर्याप्त प्रकाश व्यवस्था प्रदान करने के लिए एलईडी की स्थिति को समायोजित करें।
- नमूना की सतह की एक छवि प्राप्त करने के लिए छवि पर कब्जा सॉफ्टवेयर में "प्रारंभ" आइकन पर क्लिक करें।
- छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर खोलें।
- प्राप्त छवि आयात करें। एक व्यक्ति के बिंदु पर ज़ूम, और फिर इस व्यक्ति धब्बा भीतर पिक्सल की संख्या गिनती।
नोट: एक प्रतिनिधि काला धब्बा को पहचानें। इसी तरह के उच्च मूल्यों है कि बिंदु के दोनों किनारों पर पिक्सल के बीच रैखिक दूरी के रूप में धब्बा आकार को परिभाषित करें। एक स्वीकार्य धब्बा आकार के लिए, एक ठेठ धब्बा की चौड़ाई में बॉलीवुड की संख्या 3 पिक्सल से अधिक होना चाहिए। जब भी संभव माप में स्थानिक संकल्प में सुधार करने के लिए, सबसे speckles के बिंदु की चौड़ाई में कोई अधिक से अधिक 5-7 पिक्सल होना चाहिए। इस प्रकार, इस मामले के लिए एक विशिष्ट बिंदु के बीच 10 माइक्रोन कम से कम और 23 माइक्रोन रैखिक आयाम में सबसे बड़ा में रेंज होगा। एक उचित सबसेट निर्धारित करने के लिएआकार, एक विशिष्ट सबसेट इसकी चौड़ाई में कम से कम सफेद 3 और 3 काले speckles होनी चाहिए। एक ठेठ धब्बा रैखिक आयाम में 5 पिक्सल है, तो प्रत्येक 31x31 सबसेट रैखिक आयाम में कम से कम 105 माइक्रोन होगा। सबसेट केंद्रों के बीच अंतर रखने के रैखिक आयाम के कम से कम 1/6 होना चाहिए। इस प्रकार, एक 31x31 सबसेट आकार के लिए, दूरी रेखीय दूरी में 18 माइक्रोन का प्रतिनिधित्व करता है जो 5 पिक्सल है। - धब्बा पैटर्न की गुणवत्ता की पुष्टि करने के बाद, एक साथ परीक्षण शुरू करने के लिए छवि पर कब्जा सॉफ्टवेयर में व्यवस्था में "भागो" आइकन और "प्रारंभ" आइकन पर क्लिक करें।
- कैमरा और छवि पर कब्जा सॉफ्टवेयर का उपयोग कर परीक्षण के दौरान छवियों की एक श्रृंखला पर कब्जा।
प्रयोग के बाद 4. साफ-अप प्रक्रिया
- Biohazard बैग में खारिज नमूना प्लेस और बैग को बंद करें। उचित निपटान के लिए दक्षिण कैरोलिना विश्वविद्यालय में पर्यावरणीय स्वास्थ्य और सुरक्षा (EHS) विभाग को बुलाओ।
- एक phosphate- तैयारआसुत जल के लिए डिटर्जेंट कीटाणुनाशक का एक 1:64 कमजोर पड़ने अनुपात के साथ मुक्त कीटाणुनाशक समाधान। 20 मिनट के लिए इस समाधान में सर्जिकल उपकरण लेना।
- अच्छी तरह से आसुत जल से 4.2 में वर्णित आइटम कुल्ला। एक कागज तौलिया का उपयोग उपकरण सूखी और फिर एक 70% इथेनॉल समाधान के साथ उन्हें स्प्रे। एक बार फिर से एक कागज तौलिया का उपयोग कर सर्जिकल उपकरण सूखी और शल्य चिकित्सा उपकरण बॉक्स में वापस डाल दिया।
स्थानीय तनाव क्षेत्र को मापने के लिए 5. छवि विश्लेषण
- छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर खोलें।
- विश्लेषण करने की जरूरत है, जो सभी छवियों का चयन करें, "धब्बा छवियों" टैब पर क्लिक करें।
- आयत उपकरण पर क्लिक करें और पहली छवि में रुचि के क्षेत्र का चयन करें।
- सबसेट आकार 41 × 41 पिक्सल और कदम आकार 5 पिक्सल दर्ज करें।
- सॉफ्टवेयर में विश्लेषण टैब शुरू क्लिक करें अनुकूलित 8-जाल के रूप में प्रक्षेप का चयन करें; गाऊसी के रूप में विकल्प शून्य सामान्यीकृत चुकता मतभेद और सबसेट वजन के रूप में कसौटी का चयन करें।
- सॉफ्टवेयर में डिफ़ॉल्ट के रूप में सीमा विकल्पों को सेट करें।
- प्रारंभ विश्लेषण टैब में बाद के प्रसंस्करण के उप टैब पर क्लिक करें। विकल्प तनाव गणना क्लिक करें और फिल्टर आकार और सॉफ्टवेयर में डिफ़ॉल्ट रूप में फिल्टर के प्रकार के लिए छोड़ दें। चुनें tensor Lagrange लिखें।
- डेटा टैब का चयन करें और फिर सतह तनाव क्षेत्र के दृश्य के लिए किसी भी विश्लेषण किया छवि का चयन करें।
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Representative Results
संवहनी ऊतक पर एक ramped अक्षीय विस्तार परीक्षण से प्राप्त कर लिया यांत्रिक डेटा एक दिया विस्थापन दर से लागू नमूना विस्थापन रिश्तों बनाम भार के होते हैं। इस अध्ययन में, एक अक्षीय यांत्रिक परीक्षण के साथ संयोजन के रूप में 2 डी डीआईसी विभिन्न विकृत राज्यों में ओर्थोगोनल दिशाओं में नमूना की सतह तनाव क्षेत्रों को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है। संवहनी ऊतक के viscoelastic प्रकृति यांत्रिक शर्त करने से पहले लोड विस्थापन घटता में हिस्टैरिसीस की उल्लेखनीय डिग्री से प्रकट होता है। हिस्टैरिसीस धीरे-धीरे (चित्रा 1) कम हो जाता है जिसमें यांत्रिक परीक्षण के reproducibility को बढ़ावा देने और एक इलास्टिक यांत्रिक प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए, ऊतक कई लोडिंग-अनलोडिंग के चक्र के माध्यम से preconditioned है। बेहद सावधान नमूना तैयार करने और बढ़ते बावजूद, 2 डी डीआईसी माप परिणामी intimal सतह तनाव क्षेत्र दोनों में बेहद विषम है कि प्रदर्शन परिधीय और अनुदैर्ध्य दिशाओं। जैसी कि उम्मीद थी, स्थानीय परिधीय तनाव मूल्यों एप्लाइड नमूना विस्थापन के साथ वृद्धि हुई है। परिधीय तनाव पैटर्न में विविधता आम तौर पर नमूना पकड़ इंटरफेस के पास की तुलना में नमूना के केंद्र के पास कम कर रहे हैं कि मूल्यों, स्थानीय उपभेदों पर पकड़ के प्रभाव को दर्शाती है (चित्रा 2) अर्जित करता है। नमूना धीरे-धीरे बढ़ाया है के रूप में अनुदैर्ध्य दिशा में, नमूना intimal सतह पर परिणामी गैर वर्दी compressive उपभेदों बढ़ रहे हैं, और उसके एवज में तनाव क्षेत्र परिधीय दिशा (चित्रा 3) की तुलना में विविधता का एक और अधिक स्पष्ट डिग्री दर्शाती है। ओर्थोगोनल दिशाओं में सतह तनाव क्षेत्रों की भिन्नता (सीवी) के गुणांक चयन प्रयोगात्मक राज्यों में क्षेत्र विविधता की डिग्री को प्रतिबिंबित करने के लिए गणना कर रहे थे, और monotonically वृद्धि हुई नमूना विस्तार (तालिका 1) के साथ कम पाए गए।
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चित्रा 1. अक्षीय तन्यता परीक्षण के लिए संवहनी ऊतक के नमूने की प्रायोगिक शर्त है। एक आयताकार के आकार का नमूना एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य लोचदार प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए तीन लोडिंग-अनलोडिंग के चक्र के साथ preconditioned है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
ब्याज का नमूना क्षेत्र के भीतर 2. परिधीय तनाव क्षेत्र चित्रा। (ए) धब्बेदार नमूना intimal सतह के प्रतिनिधि उदाहरण और ब्याज की पहचान क्षेत्र। बढ़ रही है पर ब्याज की पहचान क्षेत्र के भीतर (बी) स्थानीय परिधीय तनाव ε yy (%)लागू किया वैश्विक परिधीय तनाव का स्तर (बाएं से दाएं, 18% करने के लिए 9% से 1.6% से बढ़ रही है)। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
ब्याज का नमूना क्षेत्र के भीतर चित्रा 3. अनुदैर्ध्य तनाव क्षेत्र। (ए) धब्बेदार नमूना intimal सतह के प्रतिनिधि उदाहरण और ब्याज की पहचान क्षेत्र। लागू किया वैश्विक परिधीय तनाव के स्तर को बढ़ाने में ब्याज की पहचान क्षेत्र के भीतर (बी) स्थानीय अनुदैर्ध्य तनाव ε XX (%)। (बाएं से दाएं, 18% करने के लिए 9% से 1.6% से बढ़ रही है) के लिए एक दृश्य के लिए यहां क्लिक करें यह आंकड़ा का बड़ा संस्करण।
टेबल तनाव क्षेत्रों की भिन्नता के 1. गुणांकों। दोनों परिधीय (ε yy) में नमूना intimal सतह तनाव क्षेत्रों की भिन्नता (सीवी) और अनुदैर्ध्य (ε XX) लागू वैश्विक परिधीय तनाव के चुनिंदा स्तरों पर दिशाओं के गुणांक।
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Discussion
पिछले अध्ययनों नमूना तनाव 18,20,21,23,24 आकलन करने के लिए डाई-ट्रैकिंग वीडियो तरीकों की एक विस्तृत रेंज का इस्तेमाल किया है, हमारे वर्तमान उद्देश्य के आकलन के लिए 2 डी डीआईसी के साथ जोड़ी अक्षीय तनन परीक्षण करने के लिए एक व्यापक पद्धति प्रदान करने के लिए है संवहनी ऊतकों के नमूनों पर सतह उपभेदों। नमूना अक्षीय लोडिंग से होकर गुजरती है के रूप में एक उच्च संकल्प कैमरा और घर में छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ, तनाव क्षेत्र एक पूर्व निर्धारित सतह क्षेत्र के भीतर मापा जा सकता है। संवहनी ऊतक के यांत्रिक परीक्षण करने के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक, प्रस्तुत तकनीक सीधे बदले में विधान सामग्री के गुणों की पहचान सकें जो तलीय द्वि-अक्षीय परीक्षणों में सतह उपभेदों का आकलन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।
डिजिटल छवि सहसंबंध विश्लेषण की सुविधा के क्रम में, एक धब्बा पैटर्न नमूना की सतह के लिए लागू किया जाता है। speckling के लिए उपयोग रंग आसानी से सबसे कोमल ऊतक सतहों का पालन करता है, जो एक ऊतक अंकन डाई है। एक लक्ष्य को हासिल करने के लिएइसके विपरीत की अच्छी गुणवत्ता और धब्बा पैटर्न, 60-100 माइक्रोन की एक इष्टतम बिंदु के आकार का उचित घनत्व और 0.5 मीटर की दूरी छिड़काव एयरब्रश की नोक व्यास और नमूना और एयरब्रश के बीच की दूरी का समायोजन करके महसूस कर रहे हैं। इस्तेमाल किया धब्बा आकार परिणामी माप 23,25 के समाधान के लिए सीधे संबंधित है। प्रत्येक बिंदु स्वीकार्य छवि सहसंबंध प्राप्त करने के लिए कम से कम 3-5 पिक्सल द्वारा जांचा हो गया है। देखने के एक 22 मिमी × 18 मिमी क्षेत्र और उपयोग बिंदु के आकार को देखते हुए, प्रस्तुत प्रयोग का संकल्प 9 माइक्रोन / पिक्सेल है।
संवहनी ऊतक 26,27 के लिए अर्ध स्थिर विकृत संतुलन राज्यों की एक श्रृंखला प्राप्त करने के लिए इतनी के रूप में 0.01 मिमी / सेकंड की एक लोडिंग दर यांत्रिक परीक्षण के लिए प्रयोग किया जाता है। कैमरा और उच्च निष्ठा लोड सेल दोनों कंपन करने के लिए बेहद संवेदनशील होते हैं, इसलिए प्रयोग के दौरान कम से कम आंदोलन नहीं होना चाहिए; यहां तक कि छोटे हैं, तो कठोर शरीर कैमरा / नमूना गति होती है और डब्ल्यू कर सकते हैंबीमार उलझाना 2 डी डीआईसी आधारित माप। इसी तरह, नमूना विरूपण इस प्रकार यह पीबीएस 2 डी डीआईसी की सटीकता को बढ़ावा देने के परीक्षण के माध्यम से लागू किया जाता है कि यह महत्वपूर्ण है, ऊतक निर्जलीकरण के कारण हो सकता है।
2 डी डीआईसी के लिए, अपेक्षित विनिर्देशों सबसेट आकार और छवि मिलान एल्गोरिथ्म 22 में इस्तेमाल कदम आकार शामिल हैं। नगण्य पूर्वाग्रह के साथ सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, कम से कम 3 काले और सफेद 3 speckles के कम से कम 3-5 पिक्सल द्वारा जांचा प्रत्येक बिंदु के साथ, प्रत्येक सबसेट में मौजूद होना चाहिए। उत्पादन में प्रत्येक डेटा बिंदु जानकारी प्रयोग के स्थानिक संकल्प के रूप में माना सबसेट आकार (41x41 पिक्सल), से मेल खाती है कि एक बॉक्स पर औसतन प्रदान करता है। कदम आकार के मामले में दो डेटा बिंदुओं के बीच की दूरी इस प्रयोग में 5 पिक्सल है। धब्बा विस्थापन / सतह तनाव माप में सटीकता को अधिकतम करने के लिए, एक 8 नल तख़्ता प्रक्षेप विधि सही, उप पिक्सेल तीव्रता मूल्यों को प्राप्त करने के लिए आवेदन किया है। 8-नल मेथआयुध डिपो एक 4 नल या 6 नल प्रक्षेप फिल्टर या तो उपयोग कर प्राप्त परिणामों की तुलना में जब उपभेदों प्राप्त करने में कुछ हद तक उच्च सटीकता है। यह प्रकाश में बड़े पैमाने में एक परिवर्तन से अप्रभावित है क्योंकि सहसंबंध कसौटी "सामान्यीकृत चुकता मतभेद" मिलान के लिए चयनित किया गया था (जैसे, एक विकृत सबसेट संदर्भ 30% से उज्जवल है)। इस चुनाव सॉफ्टवेयर में मूलभूत चयन होता है और आमतौर पर लचीलापन का सबसे अच्छा संयोजन प्रदान करता है और 28 का परिणाम है। सबसेट भीतर पिक्सल मिलान की प्रक्रिया में भारित कर रहे हैं कि कैसे नियंत्रित करता है जो सबसेट भार, गाऊसी के रूप में चुना गया है। वर्दी वजन के साथ, सबसेट के भीतर प्रत्येक पिक्सेल समान रूप से माना जाता है; गाऊसी वजन स्थानिक संकल्प और विस्थापन संकल्प का सबसे अच्छा संयोजन प्रदान करते हैं।
सतह तनाव क्षेत्र की भिन्नता के गुणांक में घर में छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर के साथ गणना और तनाव विविधता की मात्रा को जानने का इस्तेमाल किया गया। COEFदोनों परिधीय और अनुदैर्ध्य दिशाओं में तनाव क्षेत्र की भिन्नता के ficient पहले से अन्य संवहनी प्रकार के ऊतकों (अप्रकाशित परिणाम) पर अनुरूप यांत्रिक परीक्षण में देखा गया है, जो बढ़ती हुई वैश्विक परिधीय तनाव, के साथ कम किया है। यह लगातार प्रवृत्ति के आधार पर यह सतह तनाव क्षेत्रों पर्याप्त वैश्विक और स्थानीय माप एकाग्र कि इस तरह के विस्तार के कुछ महत्वपूर्ण डिग्री ऊपर homogenize सकता है कि उम्मीद करना उचित है। हालांकि यह इस महत्वपूर्ण मूल्य जिससे विधान गुण सामग्री की सटीक पहचान के लिए स्थानीय तनाव माप के उपयोग का समर्थन, ऊतक और नमूना-विशिष्ट है कि संभावना है।
कई सीमाओं हमारे प्रस्तुत कार्यप्रणाली और परिणामों की उचित व्याख्या के लिए विचार किया जाना चाहिए। हम वैश्विक परिधीय तनाव के एक मध्यम रेंज निर्धारित इस प्रकार दोनों परिधीय और अनुदैर्ध्य दिशाओं में हमारे एहसास हुआ कि स्थानीय तनाव परिमाण काफी कम थे विवो में देखा मूल्यों से। इसके अलावा, हम एक भी नमूना उन्मुखीकरण के तहत एक अक्षीय यांत्रिक प्रतिक्रिया का आकलन किया है, और इसलिए संवहनी ऊतक 29,30 के लिए विधान सामग्री के गुणों की पहचान करने के लिए अपर्याप्त डेटा उत्पन्न करते हैं। हालांकि, हमारा उद्देश्य सुअर का महाधमनी के लिए एक व्यापक यांत्रिक विश्लेषण का संचालन करने के लिए, बल्कि नरम ऊतक पर एक अक्षीय यांत्रिक परीक्षण करने के लिए जोड़े को 2 डी डीआईसी के लिए एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रदर्शित करने के लिए नहीं है। इस के साथ साथ प्रस्तुत तकनीक आसानी से द्विअक्षीय यांत्रिक परीक्षण है और इस तरह संवहनी ऊतकों 31-33 के विधान यांत्रिक गुणों की मात्रा का ठहराव के लिए बढ़ाया जा सकता है। 2 डी डीआईसी विधि केवल नमूना की सतह को इसी तलीय तनाव क्षेत्र पर कब्जा किया। नमूना विमान से बाहर विकृत, या नमूना एक गैर-तलीय ज्यामिति है जब (जैसे, रक्त वाहिका), स्टीरियो विजन इमेजिंग और एक 3 डी डीआईसी तकनीक व्यापक तनाव माप 23,25 के लिए लागू किया जा सकता है।
, वर्तमान पांडुलिपि अक्षीय तनन परीक्षण और डिजिटल छवि सहसंबंध को एकीकृत करने की कार्यप्रणाली के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करता है सारांश में NT "> मूल निवासी संवहनी ऊतक के यांत्रिक प्रतिक्रिया चिह्नित करने के लिए। इस अध्ययन में प्रस्तुत विधि आसानी से अन्य देशी के यांत्रिक लक्षण वर्णन के लिए अनुकूलित किया जा सकता और कोमल ऊतकों के साथ ही मुलायम हाइड्रोजेल / polymeric सामग्री इंजीनियर, और नमूना की सतह तनाव क्षेत्र यांत्रिक परीक्षण के दौरान महत्वपूर्ण विविधता को दर्शाती है जब विशेष रूप से उपयोगी है।Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखक ब्याज की कोई संभावित संघर्ष किया है।
Acknowledgments
सॉफ्टवेयर और तकनीकी सहायता सहसंबद्ध समाधान शामिल (www.correlatedsolutions.com) के सौजन्य से किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Uniaxial tensile mechanical tester | Enduratec | 3230 AT/HR | |
| Blue tissue marking dye | http://www.ebay.com/itm/Tissue-Marking-Dye-in-Bottles-2oz-Bottle-1-ea-/201193551510?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2ed811f696 | ||
| Sprayer | Anest-iwata | CM-B | Custom Micron B |
| Camera | Point Grey | GS2-GE-50S5M-C | |
| Lens | Tokina | AT-X M100 | |
| Vascular tissue | Caughman Inc | ||
| 0.9% Sodium Chloride Injection PBS | BAXTER HEALTHCARE CORP. | ||
| Vic_snap | Correlated Solutions | ||
| Vic_2D | Correlated Solutions | ||
| Wintest 4.1 | Bose ElectroForce | ||
| Tissue adhesive | 3M Vetbond | 1469SB | |
| Disinfectant | Fisher Scientific | 04-355-13 | Decon BDD Bacdown Detergent Disinfectant |
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