Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

التصور النوعي والكمي للطبقة خالية من الخلايا في الشرايين من العضلات الفئران المشمرة

Published: October 19, 2016 doi: 10.3791/54550
Automatic Translation
1,2, 2, 2, 1,2,3, 2
1NUS Graduate School for Integrative Sciences and Engineering, National University of Singapore, 2Department of Biomedical Engineering, National University of Singapore, 3Department of Surgery, National University of Singapore

Protocol

وتعد هذه الدراسة وفقا لجامعة سنغافورة الوطنية المؤسسية رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام (بروتوكول المعتمد رقم R15-0225).

1. إعداد الجراحي للنموذج الحيوان

  1. cannulations سفينة
    1. تخدير ذكور فئران سبراغ داولي (6-7 أسابيع من العمر) وزنها (203 ± 20) ز مع الكيتامين (37.5 ملغ / مل)، وزيلازين (5 ملغ / مل) كوكتيل من خلال داخل الصفاق (IP) حقن (2 مل / كغ) . لا خلاصة الإبرة أو إزالته من المحاقن بعد الحقن.
    2. مرة واحدة وقد تم تخدير الحيوان (أكدته أخمص القدمين معسر)، وضعه على وسادة التدفئة للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية. حلاقة الشعر بلطف على كتف وعنق الرحم الأمامي وأسفل البطن والساق الخلفية وسطي وكيس الصفن. كبح بلطف الساقين باستخدام الأشرطة ورقة لاصقة.
    3. أداء جميع العمليات الجراحية باستخدام مقص تسليخ مجهري وملقط الزاوية أثناء عرض من خلاللمجهر تشريحي. وضع جميع الأدوات الجراحية الحادة على صينية مقاومة للثقب لمنع الإصابة أثناء الجراحة.
    4. فرك جميع المواقع الجراحية 3 مرات بالتناوب مع اليود و 70٪ كحول قبل تنفيذ الشق. طرد جميع القسطرة مع 30 وحدة دولية / مل حل الهيبارين المالحة.
    5. جعل 1 - 1.5 سم شق خط الوسط الجلد على كتف باستخدام زوج من مقص جراحي فوق حبل الوريد الصحيح. فصل لفافة من قبل تشريح حادة لفضح حبل الوريد ويقني؛ يدخل القنية مع أنبوب البولي إيثيلين (PE-50) مليئة الهيبارين المالحة باستخدام 5-0 خيوط الحرير. لبث التخدير التكميلي عند الضرورة (1/3 إلى 1/2 من الجرعة الأولية، عن طريق الوريد (IV)) طوال فترة الجراحة والتجربة.
    6. أداء القصبة الهوائية للحفاظ على مجرى الهواء المباح. جعل 1 - سم شق 1.5 في منطقة عنق الرحم الأمامية. يقني؛ يدخل القنية القصبة الهوائية باستخدام أنبوب البولي إيثيلين (PE-205) مع 2-0 خيوط الحرير لتأمين القسطرة في مكانها.
    7. مراقبة ضغط الدممن خلال إقناء؛ إدخال القنية في الشريان الفخذي. جعل 1 - سم شق 1.5 في السطح الإنسي الأيسر من الساق الخلفية. فصل الشريان الفخذي عن طريق تشريح حادة. يقني؛ يدخل القنية الشريان الفخذي مع أنبوب البولي إيثيلين (PE-10) مليئة الهيبارين المالحة باستخدام 5-0 خيوط الحرير.
  2. إعداد المشمرة العضلات وتدفق التصور
    1. اضافة الى وجود خياطة 5-0 الحرير خلال قمة كيس الصفن لتمديده. إجراء شق على طول السطح البطني للكيس الصفن. تطبيق بانتظام حل الدافئ متساوي التوتر (37 درجة مئوية، ودرجة الحموضة 7.4) إلى العضلات عرضة للخطر.
    2. إزالة الأنسجة المحيطة الضام بعناية وبدقة باستخدام قضيب من القطن ذات الرؤوس.
    3. اضافة الى وجود خياطة 5-0 الحرير خلال قمة عضلة المشمرة. قطع الخيط إلى نصفين متساويين في الطول وربط عقدة على كل جانب. قطع العضلات بين عقدة اثنين وتمتد في الصعود إلى منصة زجاجي شفاف مخصصة عن طريق سحب بلطف خياطة. حلنهاية الخيط على منصة مع تك الأزرق.
      ملاحظة: إزالة شاملة المحيطة الأنسجة الضامة هي الحاسمة في الحصول على أمثل النقيض من الصورة.
    4. 1.2.3 كرر الخطوة حتى تتم 5-6 تثبيتات. إزالة بعناية العضلات المشمرة من البربخ باستخدام عالية الكي درجة الحرارة. Superfuse محلول متساوي التوتر الحار العضلات تتعرض لمنع جفاف الأنسجة.
      1. تحيط العضلات المشمرة مع قطع من الشاش مطوية. تغطية العضلات تعرضت مع فيلم البولي فينيل. قطع الشاش مع الفيلم شكل حوض ضحل لعقد محلول متساوي التوتر الدافئ لتحقيق الهدف الغمر بالمياه المجهر (الشكل 1A).
    5. نقل الحيوانات على خشبة المسرح الحيوان مجهر حيوي داخلي (الشكل 1C). ربط إقناء؛ إدخال القنية الشرايين لنظام الحصول على البيانات الفسيولوجية لمراقبة ضغط مستمر (الشكل 1E).
    6. الحفاظ على temperat العضلاتلدى عودتهم إلى 35 درجة مئوية مع وجود عنصر التدفئة المرفقة تحت منصة الحيوان (الشكل 1B). وضع التحقيق في درجة الحرارة بجانب العضلات لتوفير ردود فعل سلبية على وحدة تحكم السلطة من عنصر التدفئة (1D الشكل).
    7. ترك الحيوان على المسرح لمدة 15 دقيقة لكي تتوازن مع البيئة.
    8. تصور تدفق الدم تحت المجهر حيوي داخلي مع الهدف الماء الغمر 40X ومكثف العمل الطويلة.
    9. اختر شرين غير متفرع (<60 ميكرون) على أساس تركيز صورة واضحة والتناقض بين جوهر RBC، CFL والأوعية الجدران، وذلك للتركيز المجهر على متن الطائرة diametric من الأوعية الدموية. تدوير كاميرا محمولة على المجهر لمحاذاة جدار الوعاء الدموي عموديا.
    10. تسجيل تدفق الدم باستخدام كاميرا فيديو عالية السرعة بمعدل إطار من 3000 / ثانية ل1 ثانية. حفظ الفيديو المسجل غير مضغوط 8 بت افي الشكل الرمادي للحفاظ على جودة الصورة.
      ملاحظة: من المستحسن الحد الأدنى لمعدل الإطار تسجيل 3000 لقطة / ثانية لضمان أن قياس CFL لا يمكن أن يؤديها مرة واحدة في RBC على الأقل في ظل ظروف تدفق تصلب الفسيولوجية.
    11. استخدام عامل تصفية الأزرق مع ذروة انتقال عند طول موجي 394 نانومتر، وممر الموجة الطيفي في 310-510 نانومتر لتعزيز التباين بين كرات الدم الحمراء والبلازما.
      ملاحظة: تأكد من أن طيف الضوء يمر من خلال مرشح أزرق من مصدر ضوء المجهري (100 واط مصابيح الهالوجين) هو من شدة الإضاءة الخافتة لمنع أي تلف الأنسجة المحتملين.
    12. في نهاية التجربة، الموت ببطء الحيوانية مع جرعة زائدة من الصوديوم بنتوباربيتال.

تحليل 2. صورة

  1. تجهيزها لقياس عرض CFL
    1. فتح MATLAB وتشغيل الملف 'CFL_pre.m ". (هذا والملفات MATLAB أخرى يمكن العثور عليها فيالملكية الفكرية "> التكميلي MATLAB الأرشيف).
    2. انقر فوق "فتح ملف" لتحديد ملف الفيديو لتحليل.
    3. ضبط المنزلق "دوران" لمحاذاة جدران الأوعية عموديا.
      ملاحظة: يمكن للمستخدمين عرض خطوط الشبكة مساعدة لمحاذاة سفينة عن طريق اختيار زر الاختيار "الشبكة في"، وضبط مستوى التكبير للصورة عن طريق تحريك شريط التمرير "تكبير".
    4. انقر على زر "تأكيد تحرير" لتأكيد التوافق السفينة.
    5. انقر على "تعيين عائد الاستثمار لمحصول" الزر لتحديد المنطقة ذات الاهتمام (ROI). سوف يتم عرض الصورة الانحياز في نافذة منبثقة. ضبط الهدف مستطيلة على الصورة، وانقر نقرا مزدوجا فوق لتأكيد العائد على الاستثمار. تخطي هذه الخطوة إذا لم يكن مطلوبا من الاقتصاص من الصورة.
      ملاحظة: تشمل سوى سفينة واحدة في العائد على الاستثمار لتحليل العرض CFL من السفينة. انقر على زر 'صورة إعادة تعيين "لاستعادة الصورة إلى شكلها الأصلي، إذا لزم الأمر.
    6. انقر على9؛ استخراج "الزر لاستخراج جميع الأطر تحرير الفيديو إلى متتالية صور خريطة بت (8 بت الرمادي" صور BMP شكل '). الصور المستخرجة يمكن العثور عليها في المجلد مع نفس اسم ملف الفيديو المحدد.
  2. قياس عرض CFL
    1. فتح MATLAB وتشغيل الملف 'CFL_measure.m ".
    2. انقر على "تحديد مجلد" لتحديد المجلد الذي يحتوي على الصور المستخرجة.
    3. انقر على المجلد الذي يحتوي على الصور وانقر فوق "تحديد مجلد". إطار الصورة الأولى في المجلد سيتم تحميل ويظهر في لوحة "صورة درجات الرمادي"، جنبا إلى جنب مع الرسم البياني لشدة اللون الرمادي في لوحة "صورة الرسم البياني.
    4. حدد إطار الصورة المطلوبة من مربع القائمة لإجراء التحليل، وإلا سيتم اختيار إطار الصورة الأولى.
    5. انقر فوق "البحث عن الجدران سفينة للتعرف على جدار الوعاء الدموي الداخلي في الصورة، والتي يتم تحديدها في الموقع حيثالخفيفة ملف كثافة ذروة العبور من الظلام إلى النور أكثر من بكسل.
    6. تحقق "تصفية الوسيطة" لتطبيق عامل تصفية متوسط ​​إلى صورة للحد من "الملح والفلفل" الضوضاء.
    7. تحقق "على النقيض من السيارات" لضبط شدة الصورة رقميا لتعزيز تباين الصورة.
    8. تحديد خوارزمية العتبة في مربع القائمة الذي يحدد تلقائيا قيمة العتبة (τ) الذي يقسم مستويات الرمادي إلى فئتين - بكسل بيضاء مع مستويات الرمادي فوق τ (CFL)، وبكسل سوداء مع مستويات الرمادي أدناه τ (RBC الأساسية).
      ملاحظة: كطريقة بديلة، استخدم العتبة اليدوية إذا كان أي من خوارزمية الآلي-العتبة يوفر العتبة الصورة المناسبة. انقر على زر "يدوي" الإذاعة وضبط شريط التمرير لتحديد قيمة العتبة اليدوية.
    9. لقياس التباين المكاني للبعرض CFL، أدخل بيكسل في مربع "بكسل" (القرارمع هذا الإعداد التجريبية كان 0.42 ميكرون / بكسل).
    10. انقر على زر "حساب" للحصول على التباين المكاني للبعرض CFL. انقر على "تصدير بتنسيق csv" لتصدير البيانات عرض CFL في شكل جداول.
    11. لقياس التغير الزمني من الاعراض CFL في خط تحليل محددة على طول السفينة، انقر على زر الاختيار "الزمانية التغيير" وأدخل المعلومات معدل إطار (معدل الإطار المستخدم في هذا الإعداد التجريبية كان 3000 لقطة / ثانية).
    12. أدخل الإطار الأول والإطار الأخير من الصور للتحليل في مربعات "بدء إطار" و "إطار نشاط"، على التوالي.
    13. تحديد الموقف من خط تحليل طول السفينة عن طريق تحريك شريط الشريحة "الخط تحليل. تأكيد موقف خط التحليل، الذي يظهر على كل من "صورة درجات الرمادي" و "صورة الثنائية".
    14. انقر على "حساب" للحصول على التغير الزمني من الاعراض CFL. المبادرة القطريةالمسيخ "تصدير بتنسيق csv" لتصدير البيانات عرض CFL في شكل جداول.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

التصور للCFL في الجسم الحي يعتمد إلى حد كبير على الاستعدادات الجراحية للحيوان. الإفراط في فقدان الدم أو تمديدها مدة الجراحة قد يخضع الحيوان للصدمات والانحرافات تدفق الدم. الحفاظ على درجة حرارة الأنسجة باستخدام وسادة التدفئة، فضلا عن منصة مخصصة أثناء الجراحة والتجربة هي أيضا حاسمة للحفاظ على الظروف الفسيولوجية من الفئران. باستخدام مصابيح الهالوجين 100 واط في النظام المجهر، لم يلاحظ أي تلف الأنسجة واضح حتى في نهاية التجربة.

ويبين الشكل 2A تدفق RBC نموذجي من خلال شرين غير متفرع في العضلات الفئران المشمرة، حيث يمكن ملاحظتها في CFL بين جوهر RBC وجدار الوعاء الدموي الداخلي (الشكل 2C). وهناك تناقض جيد بين هذه المكونات خلال التجربة أمر بالغ الأهمية لضمان دقة القياسات عرض CFL. المرحلة الأولى من تحليل الصور ينطوي علىالكشف عن جدار الوعاء الدموي الداخلي. من خلال الحصول على ملف كثافة الضوء على طول خط عمودي على تحليل السفينة، ويقترب من موقع في الذروة التي تعبر من الظلام إلى النور أكثر من بكسل (الشكل 2B).

كما كرات الدم الحمراء وCFL تمتلك مختلفة نفاذية الضوء، والفرق في مستويات الرمادي يمكن تقسيمها إلى فئتين (صورة ثنائية). ومع ذلك، وتحديد قيمة عتبة دقيقة بين قمم اثنين في الرسم البياني الصورة قد تكون مقيدة بسبب سوء جودة الصورة وعلى النقيض من (الشكل 3A). لتحسين التباين بين كرات الدم الحمراء وCFL، وهو مرشح أزرق ويمكن استخدام (الشكل 3B). وهذا هو أيضا واضح في الشكل (4)، والذي حدود الأساسية RBC يمكن التعرف عليها بشكل أكثر دقة مع استخدام فلتر الأزرق. وعلاوة على ذلك، واختيار من العتبة خوارزمية 20-23 يمكن أن تؤثر أيضا على قياس عرض CFL (الشكل4). ومن الواضح في الشكل 4A أن الخوارزميات العتبة مختلفة أدت في مختلف الحدود RBC الأساسية المحددة، والتي قد تؤدي بدورها إلى قياسات CFL الخاطئة. لتوضيح أفضل تأثير خوارزمية العتبة على قياس عرض CFL في الشكل 4B، وتظهر ملامح المكانية لبعرض CFL تم الحصول عليها باستخدام خوارزميات العتبة مختلفة في الشكل (5) وتلخيصها في الجدول 1.

شكل 1
الشكل 1: حيوي داخلي نظام مجهرية والمشمرة إعداد العضلات ج: exteriorized جراحيا الفئران المشمرة العضلات ب: تخصيص منصة مع عناصر التدفئة لوضع العضلات المشمرة والحفاظ على درجة الحرارة عند 35 درجة مئوية C: نظام المجهري مع سلطات الجماركtomized مرحلة الحيوانية وكاميرا عالية السرعة لتصور التدفقات الأوعية الدقيقة في الدم في العضلات المشمرة D: سلبي تحكم في درجة الحرارة ردود الفعل وامدادات الطاقة E:. الفسيولوجي نظام الحصول على البيانات لمراقبة ضغط مستمر. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2: معالجة الصور لتحديد من سفينة ستريت موقف وCFL العرض A:.. الصورة الرمادي النموذجية لتدفق RBC في شرين (قطر السفينة = 52 ميكرون) ب: ضوء ملف كثافة على طول الخط تحليل (خط الصلبة في لوحة أ) جيم: التمثيلية نتيجة القياس CFL طول السفينة. الوتشير السهام صلبة وانطلق جدار الوعاء الدموي الداخلي والحافة الخارجية من صميم RBC، على التوالي. (دائرة الرعاية العمالية ومراسلون بلا حدود: اليسار واليمين سفينة جدار الحدود، LCB وRCB: اليمين واليسار RBC الأساسية حدود) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل (3):.. صورة تعزيز التباين مع الأزرق تصفية البصرية صورة الرسم البياني من الصور الرمادية التي تم الحصول عليها بدون (A) ومع فلتر الأزرق (B) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (4)
شملت رقمه 4: RBC الأساسية العرض وتصميما باستخدام خمسة الخوارزميات استيفاء الحد الأدنى مختلفة الحدود من RBC الأساسية وجدار الوعاء الدموي فرضه على الصور الرمادية في الشكل (3). (أعلى صف (أ): بدون فلتر الأزرق، الصف السفلي (ب): مع فلتر الأزرق) باستخدام (من اليسار إلى اليمين) طريقة في أوتسو، وأسلوب الحد الأدنى، طريقة intermode، تكرارية طريقة اختيار (Isodata) والعتبة التدهور الحتمي غامض (Shanbhag). خطوط الصلبة وانطلق تدل على جدار الوعاء الدموي الداخلي والحافة الخارجية من صميم RBC، على التوالي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5
الرقم 5: التباين المكاني لCFL العرض بعرض CFL الموافق الشكل 4B على اليسار (A).والحق (ب) جدران الأوعية، على التوالي. (D: المسافة في اوعية) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1
الجدول 1: قيم عتبة وCFL بيانات العرض في الشكل 5. * ع <0.001: فرق كبير من طريقة أوتسو ل. † ع <0.001: فرق كبير من الناحية اليسرى. وأجريت التحليلات الإحصائية باستخدام الذيل يومين المفردة تي الاختبارات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

قياس عرض CFL أمر ضروري لفهم أفضل للديناميكا الدم في الأوعية الدقيقة. على وجه الخصوص، وقد تم إجراء قياس الاعراض CFL في المساريقي 6، spinotrapezius 24 و 25 الدماغي microcirculations. اقتصر قياس التقليدي في الجسم الحي بعرض CFL لتقديرات التفتيش اليدوي للإطارات الفيديو المسجلة. القياسات اليدوية المطلوبة في المتوسط من عدة إطارات الفيديو المتعاقبة قبل تحديد بصريا حدود الأساسية والأوعية الجدران RBC 15،16. وفي دراسة أخرى، ثيوسيانات فلوريسئين (FITC) -labelled كرات الدم الحمراء وisothiocynate رودامين-B استخدمت (RITC) البلازما المسمى لتحديد الاعراض CFL متوسط في القط microvessels الدماغي 25. هذه طرق القياس السابقة وقتا طويلا جدا وتتطلب خطوات إضافية لوضع العلامات الفلورية، مما يحد من القرار المكانية والزمانية للواي CFLقياس البيوت. في المقابل، من خلال اقتران تسجيلات كاميرا عالية السرعة إلى تجزئة صورة فعالة وتحليل، تقنية تظاهر هنا يسمح لتقدير حجم التغيرات الزمانية المكانية للCFL مع القرار المكانية (0.42 ميكرون) من أجل أصغر من حجم كريات الدم الحمراء و قرار الزمني لل1/3000 ثانية.

إعداد الجراحي السليم للعضلة المشمرة أمر بالغ الأهمية في تحديد دقة القياسات عرض CFL. على وجه الخصوص، إزالة شاملة من الأنسجة الضامة المجاورة أمر أساسي لضمان تركيز جيد من الشرايين في عضلة المشمرة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن القرار الزماني والمكاني للقياس يعتمد على المجهر والكاميرا المواصفات. في حين أن الهدف التكبير العالي قد يؤدي إلى تعزيز القرار المكاني، فإنه يقلل من مجال الرؤية، وهذا بدوره يحد من طول السفينة الحصول عليها لقياس التباين المكاني للعرض CFL. ولذلك، فإن microscopiتكوينات ج يمكن تعديل وفقا لتطبيق معين من هذه التقنية.

تقطيع الصورة هي عامل مهم آخر عن دقة قياس عرض CFL. بين مختلف التقنيات المتقدمة، صورة العتبة بناء على الرسم البياني مستوى الرمادي يوفر مقاربة بسيطة وفعالة لتقسيم الصور وتحليلها. وفقا لذلك، يتم استخراج الأجسام الأمامية عن الخلفية على أساس الفرق في مستويات الرمادي. في الحالة المثالية، فإن الرسم البياني تكون الصورة ذات النسقين وقيمة العتبة في أسفل وادي تافهة. ومع ذلك، في الجسم الحي الصور التجريبية لا دائما يحمل هذه الشخصية مستوى تدرج الرمادي. وقد أظهرت نتائجنا كيف جودة الصورة وعلى النقيض يمكن أن تؤثر على عملية تقطيع الصورة. استخدام عامل تصفية الأزرق البصرية يعزز كثيرا من التناقض بين كرات الدم الحمراء والبلازما في شرين (الشكل 3)، ويبدو أن من الضروري عندما applyinز العتبة القائم على الرسم البياني للقياس عرض CFL بغض النظر عن خوارزميات (الشكل 4). وهذا يؤدي إلى متميزة الرسم البياني صورة ذات النسقين، الذي يسمح احد لتحديد قيمة العتبة على نحو فعال. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه حتى مع الرسم البياني النسقين تم الحصول عليها من صور في الجسم الحي، والتباين غير المتكافئ للغاية من قمتين (ماكسيما المحلي) وادي واسع (على الأقل المحلي) من الرسم البياني لا تزال تؤثر على اختيار عتبة (الجدول 1 ). لذلك، يجب اختيار خوارزمية العتبة المناسبة لفحصها بناء على جودة الصورة والمستخدمين لديها للنظر في القيود المفروضة على كل خوارزمية العتبة لأفضل ملاءمة في قياس الاعراض CFL.

كما بعرض CFL تعتمد إلى حد كبير على ظروف التدفق الشرياني المستمر قياس الضغط طوال فترة التجربة أمر ضروري. من أجل تحديد ظروف تدفق المحلية،معدل pseudoshear من تدفق الدم يمكن حسابها من خلال قياس سرعة تدفق متوسط في الأوعية الدموية 5.

وخلاصة القول، وقد تم استخدام البروتوكولات لإعداد جراحية في عضلة الفئران المشمرة وتحليل الصور الكمي هو موضح هنا للحصول على معلومات كمية عن التباين الديناميكي للبعرض CFL في الجسم الحي. وتشمل التحديات الرئيسية في ضمان دقة القياسات عرض CFL إعداد الجراحي السليم للعضلة وتقطيع الصورة، وكلاهما قد تم تناولها أعلاه. هذه التقنية يمكن تكييفه بسهولة لدراسات الدقيق microcirculatory أخرى للتحقيق في hemorheological والانحرافات الدورة الدموية في مختلف الظروف الفسيولوجية والمرضية. وبناء على ذلك، تسهم هذه النتائج إلى التنمية المستقبلية للمناهج علاجية الاوعية الدموية الدقيقة والتدخل السريري.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Intravital microscope Olympus BX51WI Equipment
High speed camera Photron 1024PCI Equipment
Blue filter HOYA B390 Equipment
Pressure sensor & biopac system Biopac system TSD104A, MP100 Equipment
Temperature controller Shimaden SR 1 Equipment
Plasma Lyte A Baxter NDC:0338-0221 Warm in 37 °C water bath before use
Saline 0.9% Braun
Heparin (5,000 IU/ml) LEO
PE-10 polyethylene tube Becton Dickinson 427400 .024" OD x .011" ID 
PE-50 polyethene tube Becton Dickinson 427411 .038" OD x .023" ID
PE-205 polyethene tube Becton Dickinson 427446 .082" OD x .062" ID
2-0 non-absorbable silk suture Deknatel 113-S
5-0 non-absorbable silk suture Deknatel 106-S
Water circulating heating pad Gaymar
Water bath Fisher Scientific Isotemp 205 Equipment
Sterile Cotton Gauze  Fisher Scientific 22-415-468
Cotton-tipped applicators Fisher Scientific 23-400-124
Dumont Forceps Kent Scientific INS14188 Surgical instrument
Micro Dissecting forceps Kent Scientific INS15915 Surgical instrument
Iris forceps 1 x 2 teeth Kent Scientific INS15917 Surgical instrument
Vessel cannulation forceps Kent Scientific INS500377 Surgical instrument
Micro scissor Kent Scientific INS14177 Surgical instrument
Iris scissor Kent Scientific INS14225 Surgical instrument
Vessel clip Kent Scientific INS14120 Surgical instrument
Gemini cautery system Braintree Scientific GEM 5917 Surgical instrument

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. Temporal and spatial variations of cell-free layer width in arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293 (3), H1526-H1535 (2007).
  2. Ong, P. K., Namgung, B., Johnson, P. C., Kim, S. Effect of erythrocyte aggregation and flow rate on cell-free layer formation in arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298 (6), H1870-H1878 (2010).
  3. Namgung, B., Kim, S. Effect of uneven red cell influx on formation of cell-free layer in small venules. Microvasc Res. 92, 19-24 (2014).
  4. Goldsmith, H. L. The Microcirculatory Society. Eugene M. Landis Award Lecture. The Microrheology of Human-Blood. Microvasc Res. 31 (2), 121-142 (1986).
  5. Buerk, D. G. Can We Model Nitric Oxide Biotransport? A Survey of Mathematical Models for a Simple Diatomic Molecule with Surprisingly Complex Biological Activities. Annu Rev Biomed Eng. 3 (1), 109-143 (2001).
  6. Tateishi, N., Suzuki, Y., Soutani, M., Maeda, N. Flow dynamics of erythrocytes in microvessels of isolated rabbit mesentery: cell-free layer and flow resistance. J Biomech. 27 (9), 1119-1125 (1994).
  7. Ong, P. K., Cho, S., Namgung, B., Kim, S. Effects of cell-free layer formation on NO/O2 bioavailability in small arterioles. Microvasc Res. 83 (2), 168-177 (2012).
  8. Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. Modulation of NO bioavailability by temporal variation of the cell-free layer width in small arterioles. Ann Biomed Eng. 39 (3), 1012-1023 (2011).
  9. Park, S. W., Intaglietta, M., Tartakovsky, D. M. Impact of stochastic fluctuations in the cell free layer on nitric oxide bioavailability. Front Comput Neurosci. 9, 131 (2015).
  10. Ng, Y. C., Namgung, B., Kim, S. Two-dimensional transient model for prediction of arteriolar NO/O2 modulation by spatiotemporal variations in cell-free layer width. Microvasc Res. 97, 88-97 (2015).
  11. Sriram, K., et al. The effect of small changes in hematocrit on nitric oxide transport in arterioles. Antioxid Redox Sign. 14 (2), 175-185 (2011).
  12. Hightower, C. M., et al. Integration of cardiovascular regulation by the blood/endothelium cell-free layer. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 3 (4), 458-470 (2011).
  13. Ng, Y. C., Namgung, B., Leo, H. L., Kim, S. Erythrocyte aggregation may promote uneven spatial distribution of NO/O in the downstream vessel of arteriolar bifurcations. J Biomech. , (2015).
  14. Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. Temporal variations of the cell-free layer width may enhance NO bioavailability in small arterioles: Effects of erythrocyte aggregation. Microvasc Res. 81 (3), 303-312 (2011).
  15. Maeda, N. Erythrocyte rheology in microcirculation. Jpn J Physiol. 46 (1), Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8743714 1-14 (1996).
  16. Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels - Influence of Erythrocyte Aggregation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), Available from: http://ajpheart.physiology.org/content/268/5/H1959 H1959-H1965 (1995).
  17. Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. A computer-based method for determination of the cell-free layer width in microcirculation. Microcirculation. 13 (3), 199-207 (2006).
  18. Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels. Influence of Erythrocyte Aggregation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), H1959-H1965 (1995).
  19. Namgung, B., et al. A comparative study of histogram-based thresholding methods for the determination of cell-free layer width in small blood vessels. Physiol Meas. 31 (9), N61-N70 (2010).
  20. Ong, P. K., et al. An automated method for cell-free layer width determination in small arterioles. Physiol Meas. 32 (3), N1-N12 (2011).
  21. Otsu, N. A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 9 (1), 62-66 (1979).
  22. Prewitt, J. M., Mendelsohn, M. L. The analysis of cell images. Ann N Y Acad Sci. 128 (3), 1035-1053 (1966).
  23. Ridler, T. W., Calvard, S. Picture Thresholding Using an Iterative Selection Method. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 8 (8), 630-632 (1978).
  24. Shanbhag, A. G. Utilization of Information Measure as a Means of Image Thresholding. Cvgip-Graph Model Im. 56 (5), 414-419 (1994).
  25. Bishop, J. J., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. Effects of erythrocyte aggregation and venous network geometry on red blood cell axial migration. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 281 (2), H939-H950 (2001).
  26. Yamaguchi, S., Yamakawa, T., Niimi, H. Cell-free plasma layer in cerebral microvessels. Biorheology. 29 (2-3), 251-260 (1992).

Tags

الهندسة الطبية الحيوية، العدد 116، طبقة البلازما، ديناميكا الدم، دوران الأوعية الدقيقة، وإعداد العضلات المشمرة، الأوعية الدموية الدقيقة، وتدفق الدم التصور
التصور النوعي والكمي للطبقة خالية من الخلايا في الشرايين من العضلات الفئران المشمرة
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ng, Y. C., Fisher, L. K., Salim, V., … More

Ng, Y. C., Fisher, L. K., Salim, V., Kim, S., Namgung, B. Visualization and Quantification of the Cell-free Layer in Arterioles of the Rat Cremaster Muscle. J. Vis. Exp. (116), e54550, doi:10.3791/54550 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter