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Bioengineering

Biaxiale mechanische Charakterisierung von ventrikulären Herzklappen

Published: April 9, 2019 doi: 10.3791/59170
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1,2
1Biomechanics and Biomaterials Design Laboratory (BBDL), School of Aerospace and Mechanical Engineering, The University of Oklahoma, 2Institute for Biomedical Engineering, Science and Technology (IBEST), The University of Oklahoma
* These authors contributed equally

Summary

Dieses Protokoll beinhaltet Charakterisierungen von ventrikulären Klappensegel mit Kraft gesteuert, Hubraum-kontrollierte, und Stress-Entspannung biaxialen mechanische Prüfverfahren. Ergebnisse mit diesem Protokoll erworben können für konstitutive Modellentwicklung verwendet werden, um das mechanische Verhalten von funktionierenden Ventilen in einem finite-Elemente-Simulation-Rahmen zu simulieren.

Abstract

Umfangreiche biaxialen mechanische Prüfung von ventrikulären Herz Klappensegel kann genutzt werden, um optimale Parameter in konstitutive Modellen verwendet, die eine mathematische der mechanischen Funktion dieser Strukturen Darstellung ableiten. Diese vorgestellten biaxialen mechanische Testprotokoll beinhaltet (i) Gewebe Erwerb, (Ii) die Erstellung von Gewebeproben, (Iii) biaxialen mechanische Prüfung und Nachbearbeitung (iv) der erfassten Daten. Erstens bedarf Gewebe Erwerb Erlangung von Schweinen oder Schafen Herzen von einem local Food und Drug Administration genehmigt Schlachthof für später Dissektion Klappensegel abrufen. Zweitens erfordert eine Vorbereitung der Gewebe Gewebe Probe Fräser auf die Segelgewebe verwendet, um eine klare Zone zu Testzwecken zu extrahieren. Dritte, biaxiale mechanische Prüfung der Broschüre Probe erfordert den Einsatz von kommerziellen biaxialen mechanische Tester, bestehend aus Kraft gesteuert, Hubraum gesteuert, und Spannungsrelaxation Tests zur Charakterisierung der Segelgewebe Protokolle mechanischen Eigenschaften. Zu guter Letzt erfordert Nachbearbeitung die Verwendung von Daten Bild Korrelation Techniken und Kraft und Hubraum Lesungen, das Gewebe mechanische Verhalten als Reaktion auf äußeren Belastungen zusammenzufassen. Im Allgemeinen zeigen Ergebnisse aus biaxial testing, dass die Broschüre Gewebe eine nichtlineare, anisotrope mechanischen Antwort liefern. Die vorgestellte biaxiale Prüfverfahren ist vorteilhaft, andere Methoden, da die hier vorgestellte Methode ermöglicht für eine umfassende Charakterisierung der Ventil-Segelgewebe unter einem einheitlichen Prüfung Regelung, im Gegensatz zu separaten Testprotokolle auf verschiedene Gewebeproben. Die vorgeschlagene Prüfmethode hat seine Grenzen, dass Schubspannung in der Gewebeprobe potentiell vorhanden ist. Jedoch wird jeder potenzielle Scherkräfte vernachlässigbar vermutet.

Introduction

Richtige Herzfunktion stützt sich auf entsprechende mechanische Verhalten der Klappensegel Herz. In Situationen wo Herzen Ventil Broschüre Mechanik beeinträchtigt sind, tritt Herzklappenerkrankungen, zu anderen Herz-Problemen führen kann. Herzklappenerkrankungen zu verstehen erfordert ein gründliches Verständnis der richtigen mechanischen Verhaltensweisen die Flugblätter für den Einsatz in Rechenmodelle und therapeutische Entwicklung, und als solche muss ein Test System entwickelt werden, um genau die gesunden abrufen Flyer mechanischen Eigenschaften. In der bisherigen Literatur wurde diese mechanische Charakterisierung mit biaxialen mechanische Prüfverfahren durchgeführt.

Biaxiale mechanische Prüfverfahren für Weichteile variieren in der Literatur mit verschiedenen Testframeworks genutzt, um unterschiedliche Eigenschaften1,2,3,4abrufen, 5,6,7,8,9,10,11,12,13, 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19. Testing-Methoden für die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften des Herzens Klappensegel verlängert worden. In der Regel anhand der biaxialen mechanische Prüfung beinhaltet laden Ventil Herzgewebe mit gleichzeitiger Kräfte in zwei Hauptrichtungen, aber wie dieser Test ausgeführt wird, variiert die biomechanischen Eigenschaften zu beachten. Einige von Ihnen Testprotokolle gehören (i) Verformungsgeschwindigkeit, (Ii) kriechen, (Iii) Spannungsrelaxation und (iv) Kraft-kontrollierten Tests.

Erstens ist Verformungsgeschwindigkeit Tests verwendet worden, um festzustellen, die zeitabhängige Verhalten des Gewebes Flugblätter18,20. In diesem Testprotokoll Flugblätter sind geladen, um eine maximale Membran Spannung zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Hälfte-Zyklus (d.h., 1, 0,5 0,1 und 0,05 s) um festzustellen, ob es ein signifikanten Unterschied im Peak Dehnung oder Hysterese zwischen Ladezeiten. Diese Tests haben jedoch einen vernachlässigbaren Unterschied in der beobachteten Ausdehnung mit unterschiedlicher Dehnraten gezeigt. Zweitens ist in kriechen testen, das Gewebe auf die Peak-Membran-Spannung geladen und am Gipfel Membran Spannung gehalten. Dieser Test ermöglicht eine Demonstration, wie das Gewebe Verschiebung schleicht um die Gipfel-Membran-Spannung zu erhalten. Jedoch wurde nachgewiesen, dass die kriechen unbedeutend für Herz Klappensegel unter physiologisch funktionieren ist3,20. Drittens in Spannungsrelaxation testen, das Gewebe wird auf die Spitze-Membran-Spannung geladen und der damit verbundenen Verdrängung ist über einen längeren Zeitraum der Zeit3,21,22konstant gehalten. Bei dieser Art von Tests hat der Gewebe Stress eine beträchtliche Verringerung der von der Peak-Membran-Spannung. Zu guter Letzt werden im Kraft-kontrollierten Tests, Gewebe zyklisch in verschiedenen Verhältnissen von der Spitze Membran Spannung in jeder Richtung17,23geladen. Diese Tests zeigen das Material Anisotropie und nichtlinearen Spannungs-Dehnungs-Antwort, und durch das Laden des Gewebes unter verschiedenen Verhältnissen, mögliche physiologische Verformungen besser verstanden werden können. Diese neuen Untersuchungen machte es offensichtlich, dass Stress-Entspannung und Kraft-gesteuerte Protokolle beweisen am vorteilhaftesten eine mechanische Charakterisierung der Klappensegel Herzen durchführen. Trotz dieser Fortschritte im Herzen Ventil biomechanische Charakterisierung der Tests nicht unter einer einheitlichen Prüfung Schema ausgeführt wurde, und es gibt begrenzte Methoden zu untersuchen, die Kopplung zwischen Richtungen.

Diese Methode soll eine vollständige Materialcharakterisierung Klappensegel Herz durch eine einheitliche biaxialen mechanische Tests zu erleichtern. Eine einheitliche Prüfung Regelung gilt als eine wo jede Broschüre in einer Sitzung unter alle Testprotokolle getestet wird. Dies hat den Vorteil, als Gewebe Eigenschaften sind von Natur aus unterschiedlich Flugblätter, so dass eine vollständige Charakterisierung für jede Broschüre genauer als ein Deskriptor als die Durchführung jedes Protokoll unabhängig voneinander auf verschiedenen Flugblättern beweist. Das testing System besteht aus drei Hauptbestandteilen zusammen, nämlich (i) eine Kraft gesteuert biaxialen Testprotokoll, (Ii) eine Verschiebung-gesteuerte biaxialen Testprotokoll und (Iii) eine biaxiale Spannungsrelaxation Testprotokoll. Alle Test-Systeme nutzen eine Raumbelastung 4.42 N/min und 10 Be-Entladen Zyklen dazu Spannungs-Dehnungs Kurve Replizierbarkeit von 10. Zyklus (wie gefunden in früheren Arbeiten)23. Alle Protokolle sind auch basierend auf der Membran Spannung Annahme, wonach die Dicke weniger als 10 % der effektiven Probe Längen werden erstellt.

Die Kraft kontrolliert Protokoll in dieser vorgestellte Methode besteht aus 10 be- und Entladen Zyklen mit Peak-Membran-Spannungen von 100 N/m und 75 N/m für die Mitralklappe (MV) und Trikuspidalklappe (TV), bzw.15,17. Fünf laden Verhältnisse gelten in dieser Kraft gesteuert Testprotokoll, nämlich 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 und 1:0. 5. Diese fünf laden Verhältnisse nützlich sein bei der Beschreibung der Spannungen und Dehnungen Korrespondent für alle mögliche physiologische Deformationen in-vivo-Merkblatt.

Das Hubraum-gesteuerte Protokoll präsentiert in dieser Methode besteht aus zwei Verformung Szenarien, nämlich (i) einachsige Dehnung und (Ii) reine Scherung gezwungen. In der eingeschränkten einachsigen Dehnung ist eine Richtung des Gewebes zur Spitze Membran Spannung während der Befestigung der andere Richtung verschoben. Im reinen Scherung-Setup ist das Gewebe in eine Richtung gestreckt und umsichtig in die andere Richtung, verkürzt, so dass die Fläche des Gewebes unter Verformung konstant bleibt. Jeder dieser Verschiebung-kontrollierten Testverfahren wird für jede der beiden Gewebe Richtungen (umlaufende und radiale Richtungen) durchgeführt.

Die Spannungsrelaxation Protokoll in die vorgestellte Methode wird erreicht durch Laden des Gewebes, die Peak-Membran-Spannung in beide Richtungen und halten das Gewebe an die entsprechenden Verschiebungen für 15 min, das Gewebe Stress Entspannung Verhalten zu überwachen. Die detaillierte experimentelle Verfahren werden anschließend diskutiert.

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Protocol

Alle beschriebene Methoden stimmten die institutionellen Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) an der University of Oklahoma. Alle tierische Geweben wurden aus einer Vereinigten Staaten Abteilung des Landwirtschaftsministeriums USDA zugelassenen Schlachthof (Country Home Fleisch Co., Edmond, OK) erworben.

(1) Gewebe Erfassung und Reinigung

  1. Rufen Sie die tierische Herzen am selben Tag ab, wie das Tier geschlachtet wird und speichern Sie die Herzen in einer Brust, Eis um Gewebe frische zu gewährleisten. Die Herzen auf den Labor-Raum zu transportieren.
  2. Tauchen Sie bei der Ankunft im Labor mitten in einen Eimer mit Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) Lösung kein überschüssiges Blut abgewaschen. Abrufen von Zangen, ein Tischset, einer chirurgischen Klinge, einen Eimer mit PBS-Lösung, Bleichmittel und eine Plastiktüte. Bereiten Sie das Platzdeckchen, durch Auflegen des Dissektion Zählers, damit ein einfacher Bereinigung der Blutsverwandten durcheinander. Nachdem das Herz ausreichend gespült wurde, legen Sie das Herz auf das Platzdeckchen (Abbildung 1a).
  3. Mit der Pinzette, suchen Sie die Trennlinie zwischen den Vorhöfen und den Ventrikel auf jeder Seite des Herzens. Mit einer Rasierklinge, sorgfältig einen Einschnitt entlang dieser Trennlinie und offenbaren die Herzklappen und die Ventrikel (Abbildung 1 b). Gestalten Sie den Schnitt entlang der gesamten Außenumfang des Herzens, so, dass die Vorhöfe und alle Herzen Material überlegen die Ventrikel entfernt werden können.
  4. Herausziehen Sie mit der Pinzette vorsichtig alle beobachteten Blutgerinnsel in den Ventrikeln (Abbildung 1 c). Wenn ein Versuch unternommen wird, ein Blutgerinnsel, aber es zu entfernen nicht bewegen, sorgen die Chorden Tendineae oder Flugblätter haben nicht packte. Legen Sie Blutgerinnsel in den Biohazard-Beutel für die Abfallentsorgung.
  5. Wenn alle Blutgerinnsel aus den Ventrikeln entfernt wurden, spülen Sie das Herz ein letztes Mal in einen Eimer mit PBS-Lösung. Legen Sie die reinen Herzens in die Plastiktüte und im Gefrierschrank aufbewahren.
  6. Mit einer Lösung aus 10 % Bleichmittel und 90 % Wasser, Mischung, die das Blut mit dem Bleichmittel-Lösung und rühren kontinuierlich für ca. 10 min. suchen Sie nach einer erfolgreichen Bleichmittel Behandlung durch die Lösung Übergang von rot zu gelb angezeigt. Entsorgen Sie das Bleichmittel behandelt Blut durch Entwässerung.
    Achtung: Bleach ist eine giftige Substanz und kann schädliche If aufgenommen werden.
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.

2. Herz-Präparation und Untersuchung der Anatomie

  1. Rufen Sie die zuvor gereinigten Herzen und lassen Sie ihn in ein warmes Wasserbad Auftauen. Die benötigten Materialien für die Dissektion gehören Pinzetten, chirurgische Messer, Tischsets, PBS und kleinen Vorratsbehälter. Nach der Herzen ist vollständig aufgetaut, legte es auf ein Platzdeckchen, alle übrigen Blut zu absorbieren.
  2. Halten Sie das Herz für einen Top-Down (superior) Ansicht, die Ventil-Strukturen optimal zu beobachten. Beginnend mit der MV auf der linken Seite des Herzens, Zange verwenden Sie, um sorgfältig die Flugblätter zu manipulieren und ermitteln eine Kommissur oder Trennlinie zwischen die Flugblätter.
  3. Machen Sie einen Schnitt entlang der Kommissur und schneiden Sie vorsichtig durch die Ventrikelwand, und achten Sie nicht auf die Flugblätter zu beschädigen. Es kann die akkordischen Anlagen während dieses Prozesses des Ventrikels öffnen erforderlich. Sobald der volle Schnitt erfolgt, öffnen der Herzkammer (Abbildung 2a).
  4. Die MV Front- und Seitenzahnbereich Flugblätter zu identifizieren und verwenden einer chirurgischen Klinge akkordischen Anhänge zu den papillären Muskeln zu durchtrennen. Mit Pinzette, dehnen die Flugblätter straff und Schnitte, die Flugblätter aus dem Ringraum zu trennen. Legen Sie die ausgeschnittenen Flugblätter in einem entsprechend gekennzeichneten Behälter mit PBS-Lösung gefüllt und im Kühlschrank bei ca. 4 ° c lagern
  5. Halten Sie das Herz für einen Top-Down-Ansicht und identifizieren Sie der TV auf der rechten Seite des Herzens zu. Suchen Sie die Kommissuren und einen Einschnitt durch eines der Kommissuren und der Ventrikelwand (Abb. 2 b).
  6. Identifizieren Sie TV septal, hinteren und vorderen Flugblätter zu, und durchführen Sie die Broschüre Extraktion, wie in Schritt 2.4 getan. Alle erhaltene Broschüren in einem beschrifteten Behälter gefüllt mit PBS-Lösung legen und den Behälter im Kühlschrank bei ca. 4 ° c lagern
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden. Gewebe biomechanische Tests und die anschließende Histologie Analysen sollte jedoch innerhalb von 2 Tagen das Herz sezieren auftreten.

(3) Gewebe Dissektion

  1. Eine Broschüre aus dem Kühlschrank, die Gewebe-Cutter für die angegebenen Stationspunkte Größe, eine chirurgische Stift, Zange, Rasierklingen und eine Schneidematte abrufen.
  2. Mit Pinzette, entfernen Sie die Probe aus der PBS-Lösung und legen Sie sie flach auf der Schneideunterlage mit radialer Richtung (R) auf die Y-Richtung ausgerichtet und Umfangsrichtung (C) auf die X-Richtung (Abb. 3a) ausgerichtet. Identifizieren Sie das Merkblatt Zentralregion als Abschnitt testen.
  3. Richten Sie den Gewebe-Cutter so aus, dass die gewünschte Gewebe Tests Region innerhalb der Grenzen der Rasierklingen ist. Machen eine horizontal geschnitten und anderen vertikal um einen quadratischen Bereich die gewünschten Abmessungen (Abb. 3 b) zu bilden. Mit dem chirurgischen Stift, beschriften Sie das Gewebe radialer Richtung (Abb. 3 b).
  4. Mit der Rasierklinge, trimmen Sie akkordischen Anhänge durch dehnen die Chorden aus dem Faltblatt mit der Zange und machen einen sorgfältige Schnitt ohne Schaden anzurichten, um die Broschüre.
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden. Wenn das Protokoll angehalten wird, Speichern der geschnittenen Gewebes in einem beschrifteten Container mit PBS-Lösung gefüllt, und den Behälter im Kühlschrank bei ca. 4 ° C lagern, (wie in Schritt 2.6 erklärt). Gewebe zu testen sollte jedoch innerhalb von 2 Tagen die Dissektion auftreten.

4. die Dickenmessung und biaxialen Tester setup

  1. Rufen Sie die geschnittenen Gewebeprobe, digitale Bremssättel und einem kleinen Spatel. Mit Hilfe der digitalen Bremssättel, Messung und Aufzeichnung der Dicke der Spachtel aus Metall.
  2. Mit Pinzette, legen die Gewebeprobe flach auf die Spachtel aus Metall. Messen Sie mit Hilfe der digitalen Bremssättel, die Dicke des Paares Spachtel-Gewebe (Abb. 3 c) an drei verschiedenen Broschüre Standorten. Subtrahieren Sie die Spachtel Dicke aus jeder Messung und Aufzeichnung der durchschnittlichen Dicke.
  3. Bereiten Sie eine PBS-Bad bei 37 ° C, die das Gewebe physiologischen Bedingungen entspricht.

(5) Gewebe Montage und treuhändische Marker Platzierung

  1. Zange, die Gewebeprobe, Montage-Hardware, eine feine Spitze Tool, Glasperlen (mit einem Durchmesser von 300 – 500 µm) und Superkleber abrufen.
  2. Montieren Sie das Gewebe um die biaxiale Prüfsystem (Abbildung 3de). Sicherzustellen Sie bei der Montage, dass das Gewebe umlaufende und radiale Richtungen mit der Maschine X - und Y-Richtung ausgerichtet sind.
  3. Legen Sie für die treuhändische Marker Platzierung Glasperlen in einer kleinen offenen Behälter und einen kleinen Pool von Superkleber in einen anderen Behälter. Mit dem feinen Spitzen-Werkzeug die Spitze mit einer kleinen Menge Sekundenkleber zu beschichten und kleben einer einzelnen Kugel an der Spitze des Werkzeugs.
  4. Verwenden Sie das Werkzeug sorgfältig die Perle an einer Ecke im mittleren Drittel des Gewebes Tests Region (Abbildung 3f) übertragen. Wiederholen Sie diesen Schritt, bis ein quadratischer Anordnung von vier Perlen ist (Abbildung 3 g) gebildet.
    Hinweis: Es ist entscheidend, dass überschüssiger Kleber vermieden wird und dass die Kugelmarker nicht zusammenkleben da spätere Digitalbild Korrelation (DIC) Techniken nutzlos Tracking-Ergebnisse produzieren können. Es ist wichtig, dass die quadratische Anordnung im mittleren Drittel des des Gewebes Region testen muss.

6. Schritt und Dauer Timing Vorkonditionierung

  1. Um die geeignete Membran Spannung berechnen, erhalten Sie das Gewebe effektiv testen Kantenlänge und verwenden Sie die folgende Gleichung.
    Equation 1(1)
    Hinweis: Hier ist T die Membrane Spannung in einer Einheit der Kraft/Länge, f ist die Kraft, und L ist die Probe Test Nutzlänge.
  2. Erstellen Sie ein preconditioning Protokoll, so dass das Gewebe 10 Be-/Entladung Zyklen bei den Kräften verbunden mit Peak-Membran-Spannung bei einer Raumbelastung von 4.42 N/min, einschließlich eine Vorspannung von 2,5 % der Maximalkraft (Abbildung 4) unterzogen werden.
    1. Erstellen Sie ein neue willkürliches Tests Verzeichnis um die preconditioning Daten temporär zu speichern, weil es nicht notwendig für künftige Berechnungen. Richten Sie eine Besatzrate von 4.42 N/min für nachfolgende Tests.
    2. Erstellen Sie einen neuen Satz von Testparameter und legen Sie den Namen des Protokolls als Preconditioning0 (Abb. 4a). Stellen Sie für die x- und Y-Achsen den Steuermodus zu zwingen und die Kontrollfunktion Schrittzu sein. Festlegen der Größenordnung zu laden , wie die Kraft verbunden mit Peak-Membran-Spannung (vgl. Schritt 6.1) gezielt (Abbildung 4 b). Legen Sie die Vorspannung Größenordnung als 2,5 % der Maximalkraft bei der ersten Wiederholung nur (Abb. 4 c). Legen Sie die Dauer dehnen und Erholung Dauer beide, 25 S. Reihe die Anzahl der Wiederholungen zu 10 (Abb. 4e) sein.
  3. Wenn der preconditioning Schritt abgeschlossen ist, notieren Sie das Gewebe Verformung in X- und Y-Richtung. Bereiten Sie ein Protokoll die Probe auf die Maximalkraft, beginnend von der aufgezeichneten Größe verschieben.
    1. Eine Stoppuhr für Timing Zwecke abrufen. Beginnen Sie die Maximalkraft laden Protokoll und starten Sie gleichzeitig die Stoppuhr, wenn die Maschine beginnt mit Betätigung (Abb. 5a). Stoppen Sie die Stoppuhr, stoppt die Betätigung. Anhalten wird durch auditive Signale erkennbar.
    2. Notieren Sie die Post-preconditioning Spitze Gewebe Verformung neben die Zeit von der Stoppuhr, darstellt das Gewebe optimal Stretch Zeit (Abb. 5 b).

(7) biaxialen mechanische Prüfung

  1. Bereiten Sie ein Kraft-gesteuerte Protokoll bei einer Raumbelastung von 4.42 N/min.
    1. Öffnen Sie ein neues Tests-Verzeichnis und benennen Sie den Test. Legen Sie die Daten an einem bekannten Speicherort für die Verwendung in späteren Belastungen Berechnungen speichern. Verschieben Sie die Probe wieder in die Originalkonfiguration Montage.
    2. Erstellen Sie eine Protokoll-Reihe mit dem Titel FirstImage. Legen Sie die X-Achse und die Y-Achse Steuermodus zu zwingen und die Kontrollfunktion zu Schritt. Legen Sie die Größe zu laden auf 0 mN. Legen Sie die Dauer dehnen und Erholung Dauer jeweils auf 1 Sekunde. Die Anzahl der Wiederholungen auf 1gesetzt. Legen Sie die Ausgabedaten Frequenz und Bildes Ausgangsfrequenz jedes bis 1 Hz.
    3. Erstellen Sie einen neuen Testsatz, benannt PreconditioningA. Die Prüfparameter zu etablieren, so dass das Gewebe 10 Wiederholungen der zyklischen be-und Entladen der gezielte Kraft für die gewünschte Membran Spannung genau so, wie im Schritt 6.2 vorbereitet wurde unterzogen werden. Beachten Sie, dass jetzt, die Strecke und Zeit erholen sollte die Zeit im Schritt 6.3.2 aufgezeichnet. Keine Bilder sind im Testsatz A gefangengenommen, aber bei 15 Hz werden Daten erfasst.
    4. Ein anderer Test Set, benannte PreconditioningBzu konstruieren. Alle Prüfparameter sollten identisch mit denen, wie im vorherigen Schritt erwähnt werden, mit der Ausnahme, dass Bildes Ausgangsfrequenz ist bis 15 Hzeingestellt und keine Vorspannung anliegt.
    5. Nach dem preconditioning Protokoll erstellen Prüfprotokolle, damit das Gewebe in die Spitze Membran Spannung in die folgenden Verhältnisse der umlaufenden radialen Belastung bei einer Raumbelastung von 4.42 N/min geladen wird: 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 und 1:0.5 (Abbildung 6 ). Abrufen von Daten aus den letzten beiden Zyklen jeder Beladung-Verhältnis für die Weiterverarbeitung der Daten und Analysen, die in Abschnitt 10 beschrieben. Siehe Tabelle 1 für eine detaillierte Beschreibung der Protokolle eingerichtet werden.
  2. Bereiten Sie eine Verschiebung-gesteuerte Testprotokoll bei einer Raumbelastung von 4.42 N/min wie folgt. (i) Biaxial Dehnung in X-Richtung und Y-Richtung um die Verschiebungen bzw. den Gipfel umlaufende und radiale Strecken zugeordnet (Abb. 7a). (Ii) entlang der X-Richtung Pure shear -Streckung in X-Richtung, verbunden mit der Spitze umlaufenden Stretch und Verkürzung in Y-Richtung, während die gestrichelten Bereich unter Verformung (Abbildung 7 b) konstant zu halten. (Iii) eingeschränkte einachsigen erstreckt sich entlang der X-Richtung (Abb. 7 c). (iv) Pure Schere entlang der Y-Richtung (Abbildung 7-d). (V) eingeschränkte einachsigen erstreckt sich entlang der Y-Richtung (Abbildung 7e).
    1. Zwischen jedem dieser Schritte konstruieren Sie ein Rest "cycle", 1 min, die das Gewebe auf die montierten Originalkonfiguration hält. Abrufen von Daten aus den letzten beiden Zyklen jeder Beladung Verhältnis zur Datenverarbeitung und Analysen (Abschnitt 9). Siehe Tabelle 2 für eine detaillierte Beschreibung der Protokolle eingerichtet werden.
  3. Bereiten Sie ein Stress-Entspannung-Protokoll so auf, dass das Gewebe in jede Richtung, bei einer Raumbelastung von 4.42 N/min, um die Verschiebungen im Zusammenhang mit Peak Membran Spannungen (Schritt 7.2) und hielt bei dieser Verlagerung für 15 min (Abbildung 8 und geladen wird Abbildung 9). Nach 15 min sollte das Protokoll festgelegt werden, das Gewebe auf die ursprüngliche Befestigung-Konfiguration wiederherstellen.
    Hinweis: Bei Gewebe zerreißen, Abbrechen des Tests sofort, um mögliche Schäden an den biaxialen Testsystem zu verhindern.

(8) Gewebe Fixierung für Histologie Analyse

  1. Unmounten Sie das Gewebe aus der biaxialen Prüfsystem. Legen Sie das Gewebe in einen mit 10 % Formalin gefüllten Behälter und stellen Sie den Behälter in einer gekühlten Umgebung bei ca. 4 ° C. Befestigen Sie das Gewebe für 24 – 48 h, je nach Dicke des Gewebes.
    Achtung: Formalin ist ein bekanntes Karzinogen und wenn eingeatmet, verursachen ein Übermaß Lunge behoben werden. Alle Arbeiten mit Formalin sollte bei ausreichender Belüftung in einem Abzug durchgeführt werden.
  2. Nachdem das Gewebe in Formalin für 24 – 48 h behoben wurde, übertragen Sie das Gewebe auf eine 80 % ige Ethanol-Lösung für spätere Histologie. Das Gewebe sollte in Lösung in einer gekühlten Umgebung bei 4 ° c gelagert werden
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden. Sobald das Gewebe fixiert sind, können jederzeit die Proben analysiert werden. Wenn das Protokoll angehalten wird, bewahren Sie das Gewebe in einem beschrifteten Behälter gefüllt mit 80 % Ethanol und lagern Sie den Behälter im Kühlschrank bei ca. 4 ° C, (wie in Schritt 8.2 erklärt).
  3. Bereiten Sie das Gewebe für die kommerzielle Histologie Analyse gemäß Anweisungen des Herstellers. Wenn eine bestimmte Broschüre Bestandteil, wie Kollagen, Elastin, Glykosaminoglykane, etc., die Studie interessant ist, sicherzustellen Sie, dass der entsprechenden Gewebelehre Fleck eingesetzt wird.
    Hinweis: Histologie Folien können sichtbar gemacht werden unter Verwendung eines Mikroskops, um gewünschten Bestandteile (Abbildung 10) zu beobachten.
  4. Führen Sie mit Hilfe der Bildverarbeitungs Programm ImageJ, Farbe Dekonvolution Methoden um den Prozentsatz der jeden gefärbten Bestandteil im Gewebe zu bestimmen. Weitere Informationen zu diesen Verfahren finden Sie unter Ruifrok und Johnston24.

9. biaxialen Testdaten Post-processing-Verfahren

  1. Durchführen Sie DIC-basierten Tracking auf die vier Kugelmarker aus den Bildern, die während der biaxialen mechanischen Tests (Abbildung 11) zu bestimmen, die zeitabhängige Markerpositionen.
    Equation 2(2)
    1. Wenn es gewünscht wird, führen Sie die Analyse in Bezug auf die Montage-Konfiguration, lassen Sie Xich die Markerpositionen im unverformten Zustand zu Beginn der biaxialen Test werden. Wenn es gewünscht wird, führen Sie die Analyse in Bezug auf die Post-preconditioning Verformung, lassen Sie Xich die Markerpositionen am Ende des Protokolls preconditioning werden.
      Hinweis: Die nachfolgenden Schritte werden auf die gleiche Weise, unabhängig von der gewählten Referenzkonfiguration durchgeführt.
      Hinweis: Xich und xich sind die unverformten und deformierten Positionen der Marker, bzw. hier und dich ist der Verschiebungsvektor der einzelnen Marker.
  2. Berechnung der Verformung Gradient (F) der die Kugelmarker mit einer vier Knoten bilineare finite-Elemente-2,23,25.
    Equation 3(3)
    Hinweis: Hier BxI ByIsind und finite-Elemente-Shape-Funktion-Ableitungen in die X- und Y-Richtung für Knoten ich, bzw., und uich(t) und () Vich t) sind die zeitabhängigen X - und Y-Verschiebungen, bzw., wie bereits aus Schritt 9.1 ermittelt. Beachten Sie, dass die X- und Y-Koordinaten des Gewebes umlaufende und radiale Richtungen ausgerichtet sind.
  3. Das Cauchy-Green Verformung Tensor (C) und die grüne Sorte Tensor (E) zu berechnen.
    Equation 4(4)
    Hinweis: Hier ist ich den Tensor zweiter Ordnung Identität. Bestimmen Sie die umlaufende und radiale erstreckt sich, indem man die Quadratwurzeln der Grundsatz Werte von C.
  4. Die ersten Piola-Kirchhoff (1.-PK) Spannungstensor (P) zu bestimmen.
    Equation 5(5)
    Hinweis: Hier, t ist die Probe Dicke und TC und TR sind die angewandten Membran-Spannungen in die umlaufenden und radiale Richtungen bzw..
  5. Auch andere Stress Tensoren, wie Cauchy Spannungstensor (σ) und die zweite Piola-Kirchoff (2.-PK) Spannungstensor (S) zu berechnen.
    Equation 6(6)
    Hinweis: Hier ist J Jacobi von der Verformung gradient Tensor F.

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Representative Results

Stress-Stretch-Daten aus dem Kraft-gesteuerte biaxialen mechanische Tests zeigt eine nichtlineare Kurve mit einige Ähnlichkeit mit einer exponentiellen Kurve (Abbildung 12). In Bezug auf die Antwort in jedem Hauptrichtung ist das Materialverhalten quer isotrop, mit die radiale Dehnung größer als die umlaufende Verformung. In einigen Fällen können die Anisotropie Richtungen mit Umfangsrichtung ausstellenden bessere Einhaltung als radialer Richtung kippen. Diese umgedreht Antwort wird im TV immer häufiger als in der MV beobachtet.

Von der Verschiebung-gesteuerte Prüfung folgt Stress-Stretch-Daten eine nichtlineare Antwort für die Hauptrichtung in der Spannung (reine Scherung, eingeschränkte einachsigen Spannung [Abb. 13]). Wenn das Gewebe in andere Hauptrichtung verkürzt, ist eine "negative () Druckspannung" beobachtet. Im Protokoll von eingeschränkten einachsigen Spannung stellt es auch eine zunehmende Stress-Stretch-Reaktion in die eingeschränkte Richtung, demonstrieren die Kopplung der angewandten Strecken in andere Hauptrichtung.

Von der Spannungsrelaxation Prüfung, normalisiert Membran Spannung-Zeitdaten folgt eine nichtlineare verfallende Kurve (Abbildung 14a, b). Die MV und TV Broschüre Gewebe weisen eine größere Stressabbau in radialer Richtung im Vergleich dazu in Umfangsrichtung.

Repräsentative histologische Ergebnisse der anteriore Mitralklappensegel (MVAL) und Trikuspidalklappe anterior Broschüre (TVAL) Gewebe mit Masson ist trichrome sind in Abbildung 10dargestellt. Die Masson trichrome Fleck zeigt typische Bestandteile gefunden in ventrikulären Herzklappen, wie Kollagenfasern (blau) und Herzklappenfehler interstitiellen Zellen (rote Zytoplasma und schwarze Kerne). Andere Flecken können verwendet werden, um Bestandteile wie Elastin (Verhoeff-van Gieson Fleck) und Glykosaminoglykane (Alcian blau Fleck) zu visualisieren.

Figure 1
Abbildung 1: experimentelle Fotos von porcinen Herzen aus einem lokalen Schlachthof abgerufen werden. (ein) A ganzes Herz wird Blut mit PBS-Lösung gespült. (b) ein Schnitt erfolgt zwischen Vorhöfen und Herzkammern, die Mitral- und Trikuspidalklappe Ventile zu offenbaren. (c) Blutgerinnsel werden dann aus dem Herzen vor der Einlagerung entfernt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: experimentelle Fotos von geöffneten Schweine Herzen offenbart die fünf ventrikulären Herz Klappensegel und andere Komponenten des Ventils Apparates. (ein) der Mitralklappe mit der Dissektion des linken Herzens entlang der Kommissur zwischen den beiden Flugblätter, zeigt den vorderen Broschüre (MVAL) und posterior Broschüre (MVPL) und (b) die Trikuspidalklappe mit einer ähnlichen Dissektion auf der rechten Seite des das Herz, enthüllt die vorderen Broschüre (TVAL), hintere Broschüre (TVPL) und septal Broschüre (TVSL). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3: experimentelle Fotos der ausgeschnittenen Gebrauchsinformation für biaxiale mechanische Prüfungen vorbereitet. Herz Ventil Merkblatt Prüfung erfordert (ein) die Bulk-Broschüre geschnitten in (b) 10 mm x 10 mm Test Region (radialer Richtung durch chirurgische Stift Markierungen beachten). (c) das Merkblatt Dicke wird gemessen. Proben sind, (d) die biaxiale Prüfsystem (e) piercing das Gewebe mit Metall Zinken montiert. Nach der Montage werden Kugelmarker (f) auf der Oberfläche des Gewebes vor (g) Untertauchen in PBS-Lösung bei 37 ° c geklebt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: Beispiel-Protokoll-Parameter für die preconditioning Prüfung eine anteriore Mitralklappensegel eine 7,5 x 7,5 mm Tests Region. Das preconditioning Protokoll wird erstellt, indem festlegen (ein) das Protokoll namens, (b) die Regelungsart und Kraft in der X-Achse, (c) die Vorspannung Bedingungen, (d) die Y-Achse Parameter identisch mit der X-Achse und (e. ) die Zyklus-Parameter. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: Beispiel-Protokoll-Parameter für den Timing-Schritt für eine anteriore Mitralklappensegel eine 7,5 x 7,5 mm Tests Region. Der Timing-Schritt erfordert (ein) verschieben das Gewebe aus der Post-preconditioning Deformation zur Spitze Membran Spannung (und entsprechenden Spitze Verformung) beim starten gleichzeitig einer Stoppuhr um die Strecke Zeit aufzuzeichnen. Wenn die Ziel-Kraft erreicht hat, wird (b) die Post-preconditioning Verformung aufgezeichnet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Abbildung 6: Schematische des Kraft-gesteuerte biaxialen Testverfahren zu Testzwecken Mitral- und Trikuspidalklappe Flugblätter. Das Testprotokoll besteht aus ein Äquibiaxial beladen Vorkonditionierung Schritt zur Ausübung des Gewebes in den in-vivo Zustand, gefolgt von verschiedenen laden Verhältnisse der Peak Membran Spannung in jeder Richtung Gewebe (Tx:Ty): 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 und 1:0. 5. Jeder Unterabschnitt des Kraft-gesteuerte Testprotokoll wird für 10 Be-/Entladung Zyklen durchgeführt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 7
Abbildung 7: Schematische der Hubraum-gesteuerte biaxialen Testverfahren zu Testzwecken Mitral- und Trikuspidalklappe Flugblätter. Das Testprotokoll besteht aus (ein) biaxialen Verschiebungen, verbunden mit der Spitze Membran Spannungen, (b) reine Scherung in X-Richtung, (c) eingeschränkt einachsigen Verschiebung in X-Richtung, (d) reine Scherung in der Y-Richtung und (e) eingeschränkt einachsigen Verschiebung in Y-Richtung. Jeder Unterabschnitt des Hubraum-gesteuerte Testprotokoll wird für 10 Be-/Entladung Zyklen durchgeführt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 8
Abbildung 8: Beispiel-Spannungsrelaxation Prüfparameter für eine anteriore Mitralklappensegel mit einer effektiven Test Region von 7,5 x 7,5 mm. Testen festlegen von Parametern für Spannungsrelaxation Tests für eine anteriore Mitralklappensegel wo gezielte Verschiebung der Spitze Gewebe Verformung spezifisch für dieses Gewebe ist. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 9
Abbildung 9: Schematische 15 min Spannungsrelaxation Prüfverfahren für die Prüfung Mitral-und Trikuspidalklappe Flugblätter. Das Testprotokoll beinhaltet biaxiale Verschiebungen zugeordnet die Spitze Membran Spannungen für 15 min, danach ist das Gewebe an der Montage-Konfiguration zurück halten. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 10
Abbildung 10: Beispiel histologischen Daten aus der ventrikulären Herzklappen anterior Flugblätter. Repräsentative Histologie Bilder von (einer) der Mitralklappe anterior Broschüre und (b) die Trikuspidalklappe posterior Broschüre. Beide sind mit einem Masson trichrome Fleck gefärbt: Kollagen in blau, Zytoplasma und Keratin in rot und Kerne in schwarz. Die Maßstabsleiste = 200 µm. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 11
Abbildung 11: repräsentative Bilder illustrieren das Tracking der Koordinaten der vier Kugelmarker während der biaxialen mechanische Tests eine Datennutzung Bild Korrelation (DIC) Technik. (ein) das Gewebe Montage-Konfiguration. (b) die Konfiguration nach dem preconditioning Schritt. (c) die deformierte Konfiguration zugeordnet die Gewebeprobe unter mechanischer Belastung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 12
Abbildung 12: repräsentative Daten aus der Kraft-gesteuerte Protokolle für das anteriore Mitralklappensegel (MVAL). Repräsentative Daten zeigt die materiellen Anisotropie und nicht-lineare Belastung Reaktion des Gewebes unter biaxiale Beanspruchung bei unterschiedlicher Belastung Verhältnisse von Peak Membran Spannung in jeder Richtung Gewebe (Tx:Ty): (ein) 1:1, (b) 0.75:1, (c) 1:0.75, (d) 0.5:1 und (e) 1:0. 5. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 13
Abbildung 13: repräsentative Daten aus der Verschiebung-gesteuerte Protokolle für das anteriore Mitralklappensegel (MVAL). Repräsentative Daten zeigt die materiellen Anisotropie und nichtlineare Stamm Reaktion des Gewebes während der (ein) biaxialen Verschiebungen Peak Membran Spannungen, (b) reine Scherung in X-Richtung, (c) zugeordnet Einachsiger Verschiebung in X-Richtung, (d) reine Scherung in Y-Richtung, eingeschränkt und (e) eingeschränkt einachsigen Verschiebung in Y-Richtung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 14
Abbildung 14: repräsentative Daten aus der Spannungsrelaxation Protokolle für die Mitral- und Trikuspidalklappe Ventil anterior Flugblätter. Repräsentative Daten für (eine) die MVAL und (b) TVAL, illustriert die exponentielle Stressabbau im Laufe der Zeit. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Namen festlegen X-Achse Y-Achse Strecke (s) Halten (s) Recover (s) Rest (s) XPreload (mN) YPreload (mN) Wiederholungen Daten (Hz) Bild (Hz)
FirstImage Schritt 0.0 (mN) Schritt 0.0 (mN) 1 0 1 0 0.0 (erste) 0.0 (erste) 1 1 1
PreconditioningA Schritt F (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 0.025*F (erste) 0.025*F (erste) 8 15 0
PreconditioningB Schritt F (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
1:1A Schritt F (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
1:1B Schritt F (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
0.75:1A Schritt (0.75*F) (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
0.75:1B Schritt (0.75*F) (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
1:0.75A Schritt F (mN) Schritt (0.75*F) (mN) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
1:0.75B Schritt F (mN) Schritt (0.75*F) (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
0.5:1A Schritt (0.5 *F) (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
0.5:1B Schritt (0.5 *F) (mN) Schritt F (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
1:0.5A Schritt F (mN) Schritt (0.5 *F) (mN) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
1:0.5B Schritt F (mN) Schritt (0.5 *F) (mN) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15

Tabelle 1: volle Testparameter für alle Protokolle des Kraft-kontrollierten Test Systems. Kräfte (in Millinewtons) werden als F darzustellen die Kraft, verbunden mit der gezielten Peak Membran Spannung geschrieben. Stretch-Zeit wird als t geschrieben, Stretch Zeit (in Sekunden) spezifische des Gewebes zu testenden vertreten.

X-Achse Y-Achse Strecke (s) Halten (s) Recover (s) Rest (s) XPreload (mN) YPreload (mN) Wiederholungen Daten (Hz) Bild (Hz)
Schritt 0.0 (mN) Schritt 0.0 (mN) 1 0 1 0 0.0 (erste) 0.0 (erste) 1 1 1
Rampe dX (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 0.025*F (erste) 0.025*F (erste) 10 15 0
Rampe dX (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
Rampe 0.0 (%) Rampe 0.0 (%) 0 0 0 60 nichts nichts 1 15 0
Rampe dX (%) Rampe 1 /dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
Rampe dX (%) Rampe 1 /dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
Rampe 0.0 (%) Rampe 0.0 (%) 0 0 0 60 nichts nichts 1 15 0
Rampe 1 /dX (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
Rampe 1 /dX (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
Rampe 0.0 (%) Rampe 0.0 (%) 0 0 0 60 nichts nichts 1 15 0
Rampe dX (%) Rampe 0.0 (%) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
Rampe dX (%) Rampe 0.0 (%) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15
Rampe 0.0 (%) Rampe 0.0 (%) 0 0 0 60 nichts nichts 1 15 0
Rampe 0.0 (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 10 15 0
Rampe 0.0 (%) Rampe dy (%) t 0 t 0 nichts nichts 2 15 15

Tabelle 2: volle Testparameter für alle Protokolle der Hubraum-kontrollierten Tests Regelung. Verschiebungen (in Prozent) werden als dx und dy geschrieben, um den Gipfel nach Vorkonditionierung prozentuale Dehnung in die X- und Y-Richtung bzw. darzustellen. Stretch-Zeit wird als t geschrieben, Stretch Zeit (in Sekunden) spezifische des Gewebes zu testenden vertreten. Abkürzungen: PS = reine Scherung; CU = einachsigen eingeschränkt.

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Discussion

Wichtige Schritte für diese biaxialen mechanische Tests beinhalten (i) die richtige Ausrichtung der Packungsbeilage, (Ii) richtige biaxialen Tester Setup für vernachlässigbar Scherung und (Iii) eine sorgfältige Anwendung der Kugelmarker. Die Ausrichtung des Flugblattes ist entscheidend auf die erhaltenen mechanischen Charakterisierung der das Segelgewebe genauso wie das Material anisotropen in der Natur. Die radiale und umlaufenden Richtungen müssen also zum richtig ausrichten der Gewebeproben mit der Prüfung X- und Y-Richtung bekannt sein. Es ist auch wichtig, dass die biaxiale Tester richtig kalibriert ist, so dass die Probe auf das System mit vernachlässigbar Schubspannung eingeführt montiert ist. Wenn eine nicht zu vernachlässigende Menge an scher beobachtet wird, können die Ergebnisse stark in nachfolgenden Gewebe Belastung und Stress Berechnungen verzerrt. Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich, um die Anwendung der vier Kugelmarker um sicherzustellen, dass keiner der Marker zu den anderen Stick zu ungenaue Berechnungen der Gewebe-Sorten zu vermeiden. Im Hinblick auf die Gewebe-Stamm-Berechnungen werden interessierte Leser die Verfahren wie in früheren Studien2,23,25bezeichnet.

Einige Änderungen, die an die aktuellen Protokolle erfolgen könnte gehören das Hinzufügen Verformungsgeschwindigkeit und kriechen, Prüfung, Test-Framework. Diese Tests ermöglichen einen Einblick in unterschiedliche viskoelastische Eigenschaften Aorta Herz-Ventil (AHV)-Merkblatt, aber es hat in der bisherigen Literatur gezeigt, dass die Umformgeschwindigkeit und kriechen unbedeutend für Herz-Ventil Broschüre Gewebe unter physiologisch funktionierende Bedingungen.

Grenzen dieser Methode sind das Potenzial für Scherung Einführung in Fällen der falsche planar Ausrichtung der Probe und stecken Kugelmarker, die oben genannten Daten zu entkräften. Andere Einschränkungen dieser Methode umfassen die Verwendung von Zinken für Proben, die Montage, da die Probe nur durch fünf Punkte auf jeder Kante, anstatt eine vollständige Spannen auf Kontrolle Exemplar Kanten gesteuert wird. Die Nutzung der Zinken über Spann Methoden verursacht Probleme mit einachsigen Testprotokolle derart, dass die Zinken können kleine Verformungen trotz der Vertreibung von Tine-Ende der biaxialen Prüfsystem konstant beigefügt. Jedoch kann diese Verformung von einzelnen Zinken Bewegung vernachlässigen ausgegangen werden.

Diese Methode ist in seine Vorteile im Vergleich zu anderen Methoden, weil alle Testprotokolle (Kraft gesteuert, Hubraum-kontrollierte, und Stress-Entspannung) sind in einem einheitlichen Gewebeprobe durchgeführt. Alternativen zu den vorgestellten Methodik können nur ein Testprotokoll für jedes Gewebe führen, anstatt drei kombiniert Testprotokolle. Dies bedeutet, dass diese Alternativen möglicherweise nicht so genau in ihrer Beschreibung des Gewebes Verhaltensweisen, wie Gewebeeigenschaften zwischen Gewebe aus verschiedenen tierischen Probanden erheblich variieren können.

Diese Methode kann durch Anwendung auf andere Materialien außer ventrikulären Herz Klappensegel erweitert werden. Beispielsweise können diese Methoden bei der Charakterisierung andere Weichteile oder Polymere/Kautschuk-Typ Materialien nützlich. Die vorgesehenen Regelung böte sich für die vollständige Charakterisierung solcher Materialien, die kompatibel mit einem biaxialen Prüfgerät vorausgesetzt, es ist eine angemessene Einrichtung, wie eine entsprechende Wägezelle Kapazität und Probengröße.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde von der American Heart Association Wissenschaftler Development Grant 16SDG27760143 unterstützt. Die Autoren möchten auch Mentored Research Fellowship von der University of Oklahoma Office of Undergraduate Research zur Unterstützung von Colton Ross und Devin Laurence anerkennen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% Formalin Solution, Neutral Bufffered Sigma-Aldrich HT501128-4L 
40X-2500X LED Lab Trinocular Compound Microscope AmScope SKU: T120C
BioTester - Biaxial Tester CellScale Biomaterials Testing 1.5N Load Cell Capacity
ImageJ National Institute of Health, Bethesda, MD Version 1.8.0_112
LabJoy CellScale Biomaterials Testing Version 10.66
MATLAB MathWorks Version 2018b
Phosphate-Buffered Saline n/a Recipe for 1L 1X PBS Solution: 8.0g NaCl, 0.2g KCl, 1.44g Na2HPO4, 0.24g KH2PO4
Single Edge Industrial Razor Blades (Surgical Carbon Steel) VWR International H3515541105024 Razord blades for tissue retrieval and preparation procedures

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Bioengineering Ausgabe 146 biaxiale mechanische Prüfung Mitralklappe Trikuspidalklappe Gewebe Biomechanik Stress & Strain Berechnungen digitale Bildkorrelation histologische Analyse Spannungsrelaxation
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