Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Atriyoventriküler kalp kapakları biaxial mekanik karakterizasyonu

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

Bu iletişim kuralı ile ortaya çıkan Atriyoventriküler kapak broşürler kuvvet kontrollü ile karakterizasyonu içerir, deplasman kontrollü ve stres rahatlama biaxial mekanik test prosedürleri. Bu iletişim kuralı ile alınan sonuçlar bünye modeli geliştirme için bir Sonlu elemanlar simülasyon çerçeve altında işleyen vanalar mekanik davranışını taklit etmek için kullanılabilir.

Abstract

Kapsamlı biaxial mekanik Atriyoventriküler kalp kapak broşürler test bu yapıların mekanik fonksiyon matematiksel bir gösterimini sağlar bünye modellerinde kullanılan en uygun parametreler türetmek için yararlı olabilir. Bu sunulan biaxial mekanik test protokolü içerir (i) doku edinme, (ii) doku örnekleri, (iii) biaxial mekanik test ve (IV) postprocessing alınan verilerin hazırlanması. İlk olarak, doku edinme domuz veya ovine kalpleri bir yerel gıda ve İlaç İdaresi tarafından onaylanmış mezbaha daha sonra diseksiyon Vana broşür almak için alma gerektirir. İkincisi, doku hazırlık testleri için açık bir bölge çıkartmak için broşür doku doku numune kesiciler kullanarak gerektirir. Üçüncüsü, biaxial mekanik broşür numune test gerektiriyor kuvvet kontrollü oluşur, bir ticari biaxial mekanik Sınayıcısı, deplasman kontrollü ve stres rahatlama test protokolleri broşür doku'nın karakterize etmek için mekanik özellikleri. Son olarak, post-işleme veri görüntü korelasyon teknikleri ve doku'nın mekanik davranışları dış yükleme yanıt olarak özetlemek için kuvvet ve deplasman okumalar kullanımını gerektirir. Genel olarak, broşür dokular bir doğrusal olmayan, anisotropic mekanik tepki verim biaxial test sonuçlar gösterilmektedir. Burada sunulan yöntem Vana belgesi doku daha kapsamlı bir karakterizasyonu için ayrı test protokollerin aksine tek bir Birleşik sınama düzeni üzerinde sağlar beri sunulan biaxial sınama yordamı diğer yöntemler için avantajlıdır farklı doku örnekleri. Yamultma stres doku örneği potansiyel olarak mevcut olmasıdır önerilen test yöntemi sınırlamaları vardır. Ancak, herhangi bir potansiyel kayma önemsiz olduğu tahmin edilmektedir.

Introduction

Uygun kalp fonksiyonu kalp kapak broşürler uygun mekanik davranışları üzerinde dayanır. Kalp kapak broşürü mekaniği nerede tehlikeye durumlarda kalp kapak hastalığı oluşur, hangi kalp ile ilgili diğer sorunlarına neden olabilir. Kalp kapak hastalığı anlamak Hesaplamalı modelleri ve terapötik geliştirme için broşürler uygun mekanik davranışları kapsamlı bir anlayış gerektirir ve bu nedenle, bir sınama düzeni doğru sağlıklı almak için gelişmiş olmalıdır broşürler mekanik özellikleri. Önceki literatürde bu mekanik karakterizasyonu biaxial mekanik test prosedürleri kullanılarak yapılmıştır.

Biaxial mekanik test prosedürleri yumuşak dokular için edebiyat farklı özellikleri1,2,3,4almak için kullanılan farklı test çerçeveler ile değişir, 5,6,7,8,9,10,11,12,13, 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19. test yöntemleri kalp kapak broşürler mekanik özelliklerinin araştırmalar için genişletilmiş. Genel olarak, mekanik test kalp kapak doku iki asıl yönde eşzamanlı kuvvetleri ile yükleme içerir, ama bu test nasıl gerçekleştirildiğini değişir biaxial uyması gereken biyomekanik özelliklerine bağlı. Bazı bu iletişim kurallarını sınama gerilme oranı (i), (II) sürüngen, (III) stres rahatlama ve (iv) kuvvet kontrollü test içerir.

İlk olarak, doku broşürler18,20Saat-bağımlı davranışlarını belirlemek için gerilme oranı testi kullanılmıştır. Bu sınama protokol için broşürler farklı yarım döngüsü zamanlarda en fazla membran gerginlik yüklenir (örneğin, 1, 0.5, 0,1 ve 0,05 s) yükleme kere arasında önemli bir fark tepe streç veya histeresis olup olmadığını belirlemek için. Ancak, bu testlerin farklı soy-oranları ile gözlenen streç ihmal edilebilir bir fark gösterdi. İkinci olarak, test pislik içinde doku tepe membran gerilim yüklü ve tepe membran gerginlik düzenlenen. Bu test nasıl tepe membran gerginlik korumak için doku'nın deplasman ürpertiyor bir gösteri sağlar. Seninki fizyolojik olarak işleyen altında kalp kapak broşürler için önemsiz gösterilmiştir ancak,3,20. Üçüncü olarak, stres-gevşeme, test doku tepe membran gerilim dolu ve ilişkili deplasman saat3,21,22uzun bir süre için sabit tutulur. Bu tür sınama, doku stres tepe membran gerginlik önemli azalma vardır. Son olarak, kuvvet kontrollü test, doku cyclically çeşitli oranları en yüksek membran gerginlik her yönü17,23, yüklenir. Bu testler malzemenin anizotropi ve doğrusal olmayan stres gerginlik yanıt açığa vurmak ve çeşitli oranları altında doku yükleyerek, potansiyel fizyolojik deformasyonlar daha iyi anlamış. Bu son araştırmalar bu stres rahatlama belirgin yapılmış ve kuvvet kontrollü protokolleri kalp kapak broşürler mekanik bir karakterizasyonu gerçekleştirmek en yararlı kanıtlamak. Bu gelişmeler kalp kapak biyomekanik karakterizasyonu rağmen test düzeni test bir Birleşik altında gerçekleştirilmedi ve yön arasında bağlantı araştırmak için sınırlı yöntem vardır.

Bu yöntemin amacı bir Birleşik biaxial mekanik test düzeni tarafından kalp kapak broşürler tam malzeme karakterizasyonu kolaylaştırmaktır. Birleştirilmiş bir sınama düzeni biri nerede her broşür tek bir oturumda tüm test protokolleri altında test edilmiş olarak kabul edilir. Bu avantajlı, böylece her broşürü tam bir karakterizasyonu her iletişim kuralı bağımsız olarak çeşitli broşürler daha gerçekleştirme bir tanımlayıcısı olarak daha doğru kanıtlıyor doku broşürler arasında doğal olarak değişken özelliklerdir. Sınama düzeni üç ana bileşenden, yani (i) bir kuvvet kontrollü biaxial test protokolü, (ii) bir deplasman kontrollü biaxial test Protokolü ve (iii) bir biaxial stres rahatlama test Protokolü oluşur. Tüm sınama düzenleri 4,42 N/dak yükleme hızı kullanmak ve stres gerginlik emin olmak için 10 yükleme-boşaltma döngüleri Yinelenebilirlik tarafından 10 (olarak önceki çalışmalarında bulundu) döngüsü23eğri. Tüm iletişim kuralları da kalınlığı etkili örnek uzunlukları az % 10 olması gerekir membran gerginlik varsayım üzerine dayalı inşa edilir.

Sunulan Bu yöntemde kullanılan kuvvet kontrol Protokolü 10 ve mitral kapak (MV) ve Triküspid Kapak (TV), sırasıyla15,17için tepe membran gerginlikler 100 N/m ve 75 N/m ile devir bindirme oluşur. Beş yükleme oranları bu kuvvet kontrollü test iletişim kuralında, yani 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 ve 1:0. 5 olarak kabul edilir. Bu beş yükleme oranları için broşür içinde vivo tüm potansiyel fizyolojik deformasyonlar gerilmeler ve suşların muhabiri tanımlamada faydalı.

Bu yöntemde sunulan deplasman kontrol Protokolü iki deformasyon senaryoları oluşur, yani (i) ve (ii) saf kesme uniaxial germe kısıtlı. Kısıtlı uniaxial germe içinde doku bir yönde diğer yönde tamir ederken yoğun membran gerginlik için yerlerinden olduğunu. Saf kesme kurulumunda doku tek yönde gergin ve doku alan deformasyon altında sabit kalır bu yüzden diğer yönde judiciously kısaltılmış. Her biri bu deplasman kontrollü test prosedürleri her iki doku yön (sirkumferansiyel ve Radyal yönde) için gerçekleştirilir.

Sunulan yönteminde kullanılan stres rahatlama iletişim kuralı için her iki yönde yoğun membran gerginlik doku yükleme ve doku doku'nın stres rahatlama davranışları izlemek 15 dakika muhabir talebiyle, holding elde edilir. Ayrıntılı deneysel yordamlar sonraki ele alınmıştır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tüm yöntem tanımlamak kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC), University of Oklahoma tarafından kabul edildi. Tüm hayvan dokuları tarım USDA onaylı mezbaha (ülke eve et Co., Edmond, Tamam) Amerika Birleşik Devletleri bölümünden satın alınan.

1. doku toplama ve Temizleme

  1. Hayvan katledilmesi gibi aynı gün hayvan kupa almak ve kalpleri doku tazelik sağlamak için çok katmanlı bir buzluğu saklamak. Kalpler laboratuvar alanı için taşıma.
  2. Otele varışta laboratuarındaki bir kova fosfat tamponlu tuz (PBS) çözüm herhangi bir fazla kanı durulama kalbinde daldırın. Al forseps, bir Amerikan Servisi, cerrahi bir bıçak, bir kova PBS çözüm, çamaşır suyu ve bir plastik torba. Amerikan Servisi kan ile ilgili karışıklık daha kolay bir temizlik için izin diseksiyon tezgahın üzerine atarak hazırlayın. Sonra kalp yeterince durulanır, kalp Amerikan Servisi (Şekil 1a) yerleştirin.
  3. Forseps kullanarak, her iki tarafta Kalp kulakçık ve ventrikül arasında ayrılık çizgisine bulun. Bir tıraş bıçağı kullanarak, dikkatle bu ayrılık hattı boyunca bir kesi yapmak ve kalp kapakları ve ventrikül (Şekil 1b) ortaya koyuyor. Kulakçık ve tüm kalp malzeme için ventrikül üstün kaldırılabilir öyle ki tüm dış çevresi boyunca kesi kalp, olun.
  4. Forseps ile dikkatli bir şekilde (şekil 1 c) ventrikül içinde gözlenen herhangi bir kan pıhtısı dışarı çıkarmak. Bir girişimde yaptıysanız bir kan pıhtısı ama kaldırmak için değil taşımak, chordae tendineae sağlamak veya broşür değil yakaladı. Kan pıhtıları atık bertaraf için biohazard torbaya koyun.
  5. Tüm kan pıhtıları ventrikül kaldırıldığında, kalp bir final zaman bir kova PBS çözüm ile durulayın. Temiz kalp plastik torbaya koyun ve bir dondurucuda saklayın.
  6. % 10 çamaşır suyu ve % 90 bir çözüm kullanarak su, çamaşır suyu çözüm ve heyecan yaklaşık 10 dakika süreyle sürekli kanla bak başarılı çamaşır suyu tedavisi için mix kırmızıdan sarıya geçiş çözüm gösterilir. Çamaşır suyu tedavi kan drenaj yoluyla yöneteceğim.
    Dikkat: Çamaşır suyu toksik bir maddedir ve zararlı If yutulur.
    Not: Protokol burada duraklatılmış.

2. kalp diseksiyon ve anatomisi incelenmesi

  1. Daha önce temizlenmiş kalp almak ve bir sıcak su banyosunda çözülme izin verir. Diseksiyon için gerekli malzemeler forseps, cerrahi bıçaklar, placemats, PBS ve küçük depolama kapları içerir. Sonra kalp tamamen çözdürülen kalan kan emmek için bir Amerikan Servisi koymak.
  2. Kalp kapak yapıları en iyi şekilde gözlemlemek yukarıdan aşağıya (üst düzey) görmek için basılı tutun. Kalbin sol tarafında MV ile başlayan, forseps dikkatle broşürler işlemek ve bir komissür veya broşürler arasında ayrılık çizgisine tanımlamak için kullanın.
  3. Bir kesik komissür yapmak ve broşürler zarar vermeyeceğine emin ventrikül duvar dikkatle kesin. Bu işlem sırasında ventrikül tam açık akor ekleri kesmek gerekli olabilir. Tam kesi yapıldıktan sonra ventrikül (şekil 2a) açın.
  4. MV anterior ve posteiror broşürler tanımlamak ve Papiller kaslar akor ekleri koparmaya cerrahi bir bıçak kullanın. Forseps kullanarak, gergin broşürler streç ve broşürler halka ayırmak için kesim yapmak. Eksize broşürler PBS çözüm ile dolu bir uygun şekilde etiketlenmiş kapsayıcı yerleştirin ve yaklaşık olarak 4 ° C'de bir buzdolabında saklayın
  5. Kalp bir yukarıdan aşağı görünüme için tutun ve kalbin sağ tarafta TV tanımlamak. Commissures bulup bir kesi yoluyla bir commissures ve ventrikül duvar (şekil 2b) oluşturun.
  6. TV septal, arka ve ön broşür tanımlamak ve broşür ayıklama adım 2.4 yapılır gibi gerçekleştirin. Tüm elde edilen broşürler PBS çözüm ile dolu bir etiketli kapsayıcı yerleştirin ve kapsayıcı bir buzdolabı yaklaşık olarak 4 ° C'de depolayın
    Not: Protokol burada duraklatılmış. Ancak, doku biyomekanik test ve sonraki Histoloji analizleri kalp diseksiyon 2 gün içinde gerçekleşmelidir.

3. doku diseksiyon

  1. Bir broşür almak buzdolabı, belirtilen parça boyutu, cerrahi bir kalem, forseps, tıraş bıçağı ve bir kesme mat doku kesici.
  2. Forseps kullanarak, numune PBS çözümden kaldırmak ve Y yönü hizalanmış Radyal yönde (R) ve X-yön (şekil 3a) hizalanmış sirkumferansiyel yönü (C) ile düz kesme mindere yatıyordu. Broşür'ın Merkez bölgesi test bölümü olarak tanımlayın.
  3. Böylece istenilen doku test bölge tıraş bıçağı sınırları içinde doku kesici hizalayın. Yatay bir kesim yapmak ve dikey olarak istenilen Boyutlar (şekil 3b) kare bir bölge oluşturmak için başka bir. Cerrahi kalem kullanarak, doku 's Radyal yönde (şekil 3b) etiketleyin.
  4. Tıraş bıçağı, akor eklerinin broşür üzerinden chordae Forseps ile germe ve broşür herhangi bir zarar vermeden dikkatli bir kesim yaparak gelene dek kırpın.
    Not: Protokol burada duraklatılmış. Protokol duraklatılmışsa, etiketli bir kapta PBS çözüm ile dolu kesitli doku depolamak ve konteyner (Adım 2.6 açıklandığı gibi) bir buzdolabı yaklaşık olarak 4 ° C'de depolayın. Ancak, doku test diseksiyon 2 gün içinde gerçekleşmelidir.

4. kalınlık ölçüm ve biaxial tester Kur

  1. Kesitli doku numune, dijital kumpaslar ve küçük bir metal spatula almak. Dijital Çap pergeli, ölçü ve kayıt metal spatula kalınlığı kullanarak.
  2. Forseps kullanarak, doku örnek düz metal spatula üzerinde yatıyordu. Dijital kumpaslar kullanarak, üç farklı broşür yerlerde spatula-doku çifti (şekil 3 c) kalınlığını ölçmek. Spatula'nın kalınlığı her ölçüm dan çıkarmak ve ortalama kalınlık kaydedin.
  3. PBS banyo doku'nın fizyolojik koşullar için karşılık gelen 37 ° c hazırlayın.

5. doku montaj ve indirgeme işareti yerleştirme

  1. Forseps, doku örneği, montaj donanımı, ince uçlu bir alet, cam boncuk (300-500 µm çaplarda) ve süper yapıştırıcı almak.
  2. Dokusu biaxial test sistemi (şekil 3de) ile bağlayın. Montaj sırasında doku'nın sirkumferansiyel ve Radyal yönde makinenin X - ve Y-yön ile hizalandığından emin olun.
  3. İndirgeme marker yerleşim için bir küçük fresnels konteyner ve süper yapıştırıcı başka bir kap içinde küçük bir havuz cam boncuk yerleştirin. İnce uçlu aracını kullanarak, ucu süper yapıştırıcı küçük bir miktar ile kat ve araç ipucu için bireysel bir boncuk sopa.
  4. Dikkatli bir şekilde aracın boncuk doku'nın test bölgesi (3f rakam) orta üçte bir köşesine doğru aktarmak için kullanın. Bu adım gelene kadar dört boncuk kare bir dizi (şekil 3 g) oluşan yineleyin.
    Not: Aşırı tutkal önlenmiş olur ve daha sonra dijital görüntü korelasyon (DIC) teknikleri işe yaramaz izleme sonuçlar üretecek gibi indirgeme işaretleri birlikte hareket değil önemlidir. Kare dizi içinde doku'nın üçüncü orta bölge test gerekir önemlidir.

6. adım ve süre zamanlama preconditioning

  1. Uygun membran gerginlik hesaplamak için doku'nın etkin test kenar uzunluğu elde edilir ve aşağıda ki formül kullanılır.
    Equation 1(1)
    Not: Burada, T ünitesinde membran gerilim gücü/uzunluk, f kuvvet ve L numune'nın etkili test uzunluğu.
  2. Doku 4,42 N/dk, bir önyükleme (şekil 4) maksimum gücünün % 2.5 dahil olmak üzere yükleme hızında tepe membran gerginlik ile ilgili güçleri, 10 yükleme/boşaltma çevrimleri geçirecek preconditioning iletişim kuralı oluşturun.
    1. Gelecekteki hesaplamalar için gerekmediğinden preconditioning verileri geçici olarak saklamak için yeni bir rasgele test dizin oluşturun. Yükleme hızı 4,42 N/dk sonraki test etmek için kurmak.
    2. Parametreleri test yeni bir küme oluşturun ve iletişim kuralı adını Preconditioning0 (şekil 4a) ayarlayın. X - ve y-Axes için güç ve kontrol fonksiyonu adımolması için kontrol modu, Philips ayarlayın. Büyüklüğü yük ile ilgili kuvvet tepe membran gerilim (cf. Adım 6.1) hedef olarak ayarla (şekil 4b). Önyük büyüklüğü için ilk yineleme sadece (şekil 4 c) en fazla gücü % 2.5 olarak ayarlayın. Süre germek ve Kurtarma süresi her iki 25 s. Set tekrarlama sayısı 10 (şekil 4e) birisi olmak için ayarlayın.
  3. Preconditioning adım sona erdiğinde, X - ve Y-yönde doku'nın deformasyon not edin. Numune kaydedilen büyüklük--dan başlayarak maksimum güç taşımak için bir protokol hazırlayın.
    1. Zamanlama amaçları için bir kronometre almak. Maksimum güç iletişim kuralı yükleme başlar ve makine çalıştırma (şekil 5a) başladığında kronometre eşzamanlı olarak başlatılır. Çalıştırma durduğunda Kronometreyi durdurun. Durdurma işitsel ipuçları açık olacak.
    2. Sonrası preconditioning en yüksek doku deformasyon doku'nın en iyi streç saatini (şekil 5b) temsil eden kronometre zaman yanında kaydedin.

7. biaxial mekanik test

  1. Güç kontrol Protokolü 4,42 N/dak yükleme hızında hazırlayın.
    1. Yeni bir test dizinini açın ve test adı. Koymak belgili tanımlık veri daha sonra stres ve gerginlik hesaplamalarda kullanmak için bilinen bir konuma kaydedin. Numune geri orijinal montaj yapılandırmasına geri taşıyın.
    2. FirstImagebaşlıklı bir iletişim kuralı kümesi oluşturun. X ekseni ve y ekseni kontrol modu, Philips zorlamak ve adımiçin denetim işlevi için ayarlayın. Büyüklüğü yük 0 mNiçin ayarlayın. Süre germek ve Kurtarma süresi her 1 saniyeiçin ayarlayın. Tekrarlamaların sayısını 1olarak ayarlayın. Frekans çıkış veri ve görüntü çıkış frekansı her 1 Hzolarak ayarlayın.
    3. PreconditioningAadlı yeni bir sınama kümesi oluşturun. Doku döngüsel yükleme/boşaltma 6.2 adımda tam olarak hazırlanan gibi istenen membran gerginlik için hedeflenen güç için 10 tekrarına geçirecek test parametreleri kurarsınız. Şimdi, streç zaman ve yeniden elde etmek zaman 6.3.2 adımda kaydedilen saat olması unutmayın. Görüntü yok sınama küme'nın A ' yakalanır, ama 15 Hz'de yakalanan verileri.
    4. Başka bir set, adlandırılmış PreconditioningBtest oluşturmak. Tüm sınama parametreleri önceki adımda belirtildiği gibi olanlar için aynı olması gerekir, özel durumla o görüntü çıkış frekansı 15 Hziçin ayarlanır ve hiçbir preload uygulanır.
    5. Doku aşağıdaki Radyal sirkumferansiyel yükleme oranları 4,42 N/dak yükleme hızında tepe membran gerilim yüklü preconditioning Protokolü sonra test protokolleri oluşturun: 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 ve 1:0.5 (şekil 6 ). Her yükleme oranı son iki döngüleri sonraki veri işleme ve 10 bölümünde açıklanan analizleri için veri almak. Tablo 1 ' e kurulacak iletişim kurallarının ayrıntılı açıklamalar için başvurun.
  2. Deplasman kontrollü bir test Protokolü 4,42 N/dak yükleme hızında aşağıdaki gibi hazırlayın. (i) Biaxial germe X-yön ve Y yönü ile en yüksek çevresel ve Radyal uzanıyor, sırasıyla ilişkili talebiyle (şekil 7a) için. (II) saf kesme X-yön boyunca — en yüksek çevresel streç ile ilişkili X yönünde uzanan ve kesikli alan deformasyon (7b rakam) altında sabit tutarken kısalma Y yönünde. (III) X-yön (Şekil 7 c) boyunca kısıtlı uniaxial germe . (IV) Y yönü (Şekil 7 d) boyunca saf kesme . (v) Y yönü (şekil 7e) boyunca kısıtlı uniaxial germe .
    1. Bu adımların her biri arasında bir dinlenme "doku özgün bağlı yapılandırma tutar 1 dk döngüsü" oluşturmak. Her yükleme oranı son iki döngüleri için veri işleme ve analizleri (Bölüm 9) veri almak. Tablo 2 ' ye kurulacak iletişim kurallarının ayrıntılı açıklamalar için başvurun.
  3. Doku 4,42 N/dak, tepe membran gerginlikler (adım 7.2) ile ilişkili ve 15 dk (şekil 8 ve için o çıkarma düzenlenen talebiyle için yükleme hızında her yönde yüklü bir stres rahatlama protokol hazırlıkları Şekil 9). 15 dk sonra protokol için özgün montaj yapılandırmasına doku kurtarmak için ayarlamanız gerekir.
    Not: doku yırtılması durumunda, hemen biaxial test sistemi için herhangi bir potansiyel hasarları önlemek için testi iptal.

8. doku fiksasyon Histoloji analizi için

  1. Doku biaxial test sistemden çıkarın. Doku % 10 formalin ile dolu bir kap içine yerleştirin ve sonra yaklaşık olarak 4 ° C'de soğuk hava ortamında kapsayıcı yerleştirin Doku doku 's kalınlığı bağlı olarak 24-48 h için düzelt.
    Dikkat: Formalin bilinen bir kanserojen olduğu ve nefes Eğer aşırı akciğerler sabit duruma neden olabilir. Formalin ile tüm iş bir duman hood ile yeterli havalandırma yapılmalıdır.
  2. Doku için 24-48 h formalin içinde sabit olmuştur sonra % 80 etanol çözüm sonraki histoloji için doku aktarın. Doku çözüm 4 ° C'de buzdolabında bir ortamda depolanması gereken
    Not: Protokol burada duraklatılmış. Bir kez belgili tanımlık doku sabit, numuneler herhangi bir zamanda analiz edilebilir. Protokol duraklatılmışsa, doku % 80 etanol ile dolu bir etiketli kapsayıcısında depolamak ve konteyner (Adım 8.2 açıklandığı gibi) bir buzdolabı yaklaşık olarak 4 ° C'de depolayın.
  3. Doku ticari Histoloji analiz için satıcının yönergelerini göre hazırlayın. Bir belirli broşür kurucu, kollajen, elastin, glikozaminoglikan, vb, gibi çalışmanın ilgi ise, uygun Histoloji leke istihdam sağlamak.
    Not: İstediğiniz bileşenlerin (şekil 10) gözlemlemek için bir mikroskop kullanarak Histoloji slaytlar görüntülenir.
  4. Görüntü işleme programı ImageJ kullanarak, doku lekeli her kurucu yüzdesini belirlemek için renk deconvolution yöntemleri yerine getirin. Bu yordamları hakkında daha fazla bilgi için lütfen Ruifrok ve Johnston24için bakın.

9. biaxial sınama verileri yordamlar son işlem

  1. DIC tabanlı izleme dört indirgeme işaretleri zamana bağımlı işaretçi konumlarını belirlemek için (Şekil 11) test biaxial mekanik sırasında çekilen görüntüler üzerinden gerçekleştirin.
    Equation 2(2)
    1. Montaj yapılandırması ile ilgili çözümlemeyi gerçekleştirmek isterseniz, biaxial testinin başında devlet undeformed işaretçisi pozisyonlarda olmak Xben izin. Sonrası preconditioning deformasyon ile ilgili çözümlemeyi gerçekleştirmek isterseniz, preconditioning Protokolü sonuna işaret pozisyonlarında olmak Xben izin.
      Not: Sonraki adımlar seçilen referans yapılandırma ne olursa olsun aynı şekilde yapılacaktır.
      Not: Burada,ben Xve xben undeformed ve deforme pozisyonu işaretleri, sırasıyla, ve dben her işaretçisi deplasman vektör.
  2. Dört düğümlü çift doğrusal Sonlu elemanlar2,23,25kullanarak indirgeme işaretleri deformasyon degrade (F) hesaplamak için.
    Equation 3(3)
    Not: BXI' ın ve ByISonlu elemanlar şekil işlevi türevleri içinde X - ve Y-yön düğüm için burada ben, sırasıyla ve uben(t) ve ( vben t) Saat-bağımlı X - ve Y-talebiyle, sırasıyla, daha önce 9,1 adımından tespit bulunmaktadır. Not X ve Y koordinatları için doku'nın sirkumferansiyel ve Radyal yönde hizalanır.
  3. Sağdaki Cauchy-yeşil deformasyon tansör (C) ve (E) yeşil zorlanma tansör hesaplamak.
    Equation 4(4)
    Not: Burada, ben ikinci dereceden kimlik tansör. Karekök Cilke değerleri alarak sirkumferansiyel ve Radyal uzanan belirlemek.
  4. İlk Piola Kirchhoff (1-PK) stres tansör (P) belirlemek.
    Equation 5(5)
    Not: Burada, t numune'nın kalınlığı, ve TC ve TR sirkumferansiyel ve Radyal yönde uygulanan membran gerginlikler sırasıyla vardır.
  5. Ayrıca, Cauchy stres tansör (σ) ve ikinci Piola Kirchoff (2-PK) stres tansör (S) gibi diğer stres tensors hesaplamak.
    Equation 6(6)
    Not: Burada, deformasyon degrade tansör FJacobian J .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kuvvet kontrollü biaxial mekanik test stres-streç veri doğrusal olmayan bir eğri ile üstel eğriyi (şekil 12) bazı benzerlik ortaya koymaktadır. İle ilgili asıl yarıçapının, malzeme davranışı kemiği izotropik, Radyal streç sirkumferansiyel deformasyon büyük yanıttır. Bazı durumlarda, kullanıcısının anisotropy yön, Radyal yönde daha büyük uyum sergileyen sirkumferansiyel yönü ile flip. Bu saygısız yanıt TV daha sık MV görülmektedir.

Deplasman kontrollü test, stres-streç veriler gerilim (saf-makaslama, kısıtlanmış uniaxial gerilim [şekil 13]) geçiren asıl yön için doğrusal olmayan bir yanıt oluşturur. Ne zaman doku asıl diğer yönde kısaltır, bir "negatif (basınç) stres" görülmektedir. Kısıtlı uniaxial gerilim protokolünde, orada da bir artan stres-streç yanıt kısıtlanmış yönde uygulanan diğer asıl yönünde uzanan ve kaplin gösteren sergiler.

Stres rahatlama test, membran gerginlik zamanı veri aşağıdaki doğrusal olmayan bir çürüyen eğrisi (Şekil 14a, b) normalleştirilmiş. MV ve TV broşür dokuların büyük bir stres azaltma sirkumferansiyel yönde kıyasla Radyal yönde sergi.

Mitral kapak anterior Broşürü (MVAL) ve Triküspid Kapak anterior Broşürü (TVAL) doku Masson kullanarak temsilcisi histolojik sonuçlarını trichrome şekil 10' sunulmaktadır. Masson'ın trichrome leke gibi kolajen lifleri (mavi) ile ortaya çıkan Atriyoventriküler kalp kapakları bulunan tipik bileşenlerinin gösterir ve valvular interstisyel hücreleri (kırmızı sitoplazma ve siyah çekirdeklerin). Diğer lekeleri bileşenlerinin elastin (Verhoeff-van Gieson leke) ve glikozaminoglikan (Alcian mavi leke) gibi görselleştirmek için kullanılabilir.

Figure 1
Şekil 1: domuz kalplerin deneysel Fotoğraflar yerel bir mezbaha alındı. Bütün (bir) A kalp kan PBS çözüm ile durulanır. (b) A kesilmiş Kulakçık ve ventrikül arasında mitral ve trikuspit vanaları ortaya çıkarmak için yapılır. (c) kan pıhtıları sonra kalp depolama önce kaldırılır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2: deneysel fotoğraflar ile ortaya çıkan Atriyoventriküler beş açığa açılan domuz kalp kalp Vana broşürler ve diğer bileşenleri Vana cihazları. Triküspid Kapak ile benzer bir diseksiyon anterior Broşürü (MVAL) ve posterior Broşürü (MVPL) ve (b) sağ tarafında gösterilen (bir) ikisi arasında komissür boyunca sol kalp diseksiyon ile mitral kapak broşürler kalp, ön broşür (TVAL), posterior Broşürü (TVPL) ve septal Broşürü (TVSL) açığa. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3: biaxial mekanik test etmek için hazırlıklı olmak eksize broşür deneysel fotoğraflar. Kalp kapak broşürü test (bir) içine (b) 10 mm x 10 mm kesitli test bölgesi (Radyal yönde cerrahi kalem işaretçileri tarafından kaydetti) olmak toplu belgesi gerektirir. (c) broşür kalınlığı ölçülür. Numuneler ile metal dişli olan doku delici (d) biaxial test sistemi (e) tarafından monte edilir. Montaj sonra (f) indirgeme işaretleri (g) batma 37 ° C'de PBS çözümde önce doku yüzeyinin yapıştırılmış Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4: örnek preconditioning mitral kapak bir ön broşür bir 7.5 x 7.5 bölgesi test mm sınama iletişim kuralı parametreleri. Preconditioning Protokolü (bir) iletişim kuralı adı, (b) test kontrol modu, Philips ve x ekseni, (c) önyükleme koşulları, (d) y x ekseni, aynı parametrelerin yürürlükte ayarlama oluşturulur ve (e. ) döngüsü parametreleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5: örnek iletişim kuralı parametreleri için bir 7.5 x 7.5 bölgesi test mm bir mitral kapak anterior broşürü için zamanlama adım. (Bir) zamanlama adım gerektirir doku sonrası preconditioning deformasyon tepe membran gerilim (ve karşılık gelen en yüksek deformasyon) aynı anda streç süreyi kaydetmek için bir kronometre başlatılırken hareket. Hedef kuvvet ulaşıldığında, (b) sonrası preconditioning deformasyon kaydedilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6: test için kuvvet kontrollü biaxial sınama yordamı mitral ve Triküspid Kapak broşürler şematik. Sınama iletişim kuralı doku içinde vivo durumuna çeşitli yükleme oranları en yüksek membran gerginlik doku yarıçapının (Tx:Ty) ardından egzersiz adım Önkoşullanma bir equibiaxial yükleme oluşur: 1:1, 0.75:1, 1:0.75, 0.5:1 ve 1:0. 5. Her alt kuvvet kontrollü test Protokolü'nün 10 yükleme/boşaltma çevrimleri için gerçekleştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 7
Şekil 7: test için deplasman kontrollü biaxial sınama yordamı mitral ve Triküspid Kapak broşürler şematik. (Bir) biaxial talebiyle en yüksek membran gerginlikler, (b) saf kesme X-yönde ile ilişkili test Protokolü oluşur, (c) kısıtlı X-yönde, (d) saf kesme uniaxial yer değiştirme Y yönü ve (e) Y yönünde uniaxial Motor hacmi kısıtlı. Her alt deplasman kontrollü test Protokolü'nün 10 yükleme/boşaltma çevrimleri için gerçekleştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 8
Şekil 8: örnek stres rahatlama test parametreleri mitral kapak anterior broşürü 7.5 mm x 7.5 mm etkili test bölgesi olan. Stres rahatlama hedeflenen deplasman en yüksek doku deformasyon bu doku için belirli nerede bir mitral kapak ön broşür için test için parametreleri belirleme testi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 9
Şekil 9: test etmek için 15 dk stres rahatlama sınama yordamı mitral ve Triküspid Kapak broşürler şematik. Sınama iletişim kuralı biaxial talebiyle tepe membran gerginlikler 15 dakika sonra montaj yapılandırmasına doku döndürülür ilişkili tutan içerir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 10
Şekil 10: Atriyoventriküler kalp kapakları ön broşür örnek histolojik verilerden. (Bir) anterior mitral kapak broşür ve (b) Triküspid Kapak arka broşür temsilcisi Histoloji görüntüleri. Her ikisi ile bir Masson'ın trichrome leke lekeli: kollajen mavi, sitoplazma ve keratin kırmızı ve siyah çekirdekleri. Ölçek çubuğu 200 µm. = Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 11
Şekil 11: korelasyon (DIC) tekniği görüntü temsilcisi görüntüler gösteren bir veri kullanarak biaxial mekanik test sırasında dört indirgeme işaretleri koordinatlarını izlenmesine. (bir) doku montaj yapılandırma. (b) preconditioning adım sonra yapılandırma. (c) doku numune mekanik yükleme altında deforme yapılandırma ilişkili. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 12
Şekil 12: mitral kapak anterior Broşürü (MVAL) kuvvet kontrollü protokolleri temsilcisi verilerden. Malzeme anizotropi ve doğrusal olmayan zorlanma yanıt tepe membran gerginlik doku yarıçapının (Tx:Ty) yükleme oranları değişen, biaxial yükleme altında dokuların temsilcisi veri gösterir: (bir) 1:1, (b) 0.75:1, (c) 1:0.75, (d) 0.5:1 ve (e) 1:0. 5. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 13
Şekil 13: mitral kapak anterior Broşürü (MVAL) deplasman kontrollü protokolleri temsilcisi verilerden. Temsilcisi veri sırasında en yüksek membran gerginlikler, (b) saf kesme X-yönde, (c) ile ilişkili (bir) biaxial talebiyle malzeme anizotropi ve doğrusal olmayan zorlanma yanıt dokuları gösterir yönde X-, Y-yönde, (d) saf kesme uniaxial Motor hacmi kısıtlı ve (e) Y yönünde uniaxial Motor hacmi kısıtlı. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 14
Şekil 14: mitral ve trikuspit stres rahatlama protokollerde temsilcisi verileri valf anterior broşürler. Temsilcisi veri için (bir) MVAL ve (b) Zaman içinde üstel stres azaltma gösteren TVAL. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Küme adı X ekseni Y ekseni Streç (s) (S) tutun Yeniden elde etmek (s) Geri kalan (s) XPreload (mN) YPreload (mN) Reps Veri (Hz) Görüntü (Hz)
FirstImage Adım 0.0 (mN) Adım 0.0 (mN) 1 0 1 0 0.0 (ilk) 0.0 (ilk) 1 1 1
PreconditioningA Adım F (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 0.025*F (ilk) 0.025*F (ilk) 8 15 0
PreconditioningB Adım F (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
1:1A Adım F (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
1:1B Adım F (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
0.75:1A Adım (0.75*F) (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
0.75:1B Adım (0.75*F) (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
1:0.75A Adım F (mN) Adım (0.75*F) (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
1:0.75B Adım F (mN) Adım (0.75*F) (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
0.5:1A Adım (0.5*F) (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
0.5:1B Adım (0.5*F) (mN) Adım F (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
1:0.5A Adım F (mN) Adım (0.5*F) (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
1:0.5B Adım F (mN) Adım (0.5*F) (mN) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15

Tablo 1: tam kuvvet kontrollü test düzeninin tüm iletişim kuralları için parametreleri sınama. Kuvvetlerinde (millinewtons) hedeflenen tepe membran gerginlik ile ilişkili güç göstermek için F olarak yazılır. Streç saat streç süreyi (saniye olarak) belirli test edilen doku temsil etmek için t bulunmakta.

X ekseni Y ekseni Streç (s) (S) tutun Yeniden elde etmek (s) Geri kalan (s) XPreload (mN) YPreload (mN) Reps Veri (Hz) Görüntü (Hz)
Adım 0.0 (mN) Adım 0.0 (mN) 1 0 1 0 0.0 (ilk) 0.0 (ilk) 1 1 1
Rampa dx (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 0.025*F (ilk) 0.025*F (ilk) 10 15 0
Rampa dx (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
Rampa 0.0 (%) Rampa 0.0 (%) 0 0 0 60 Hiçbiri Hiçbiri 1 15 0
Rampa dx (%) Rampa 1 /dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
Rampa dx (%) Rampa 1 /dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
Rampa 0.0 (%) Rampa 0.0 (%) 0 0 0 60 Hiçbiri Hiçbiri 1 15 0
Rampa 1 /dx (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
Rampa 1 /dx (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
Rampa 0.0 (%) Rampa 0.0 (%) 0 0 0 60 Hiçbiri Hiçbiri 1 15 0
Rampa dx (%) Rampa 0.0 (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
Rampa dx (%) Rampa 0.0 (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15
Rampa 0.0 (%) Rampa 0.0 (%) 0 0 0 60 Hiçbiri Hiçbiri 1 15 0
Rampa 0.0 (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 10 15 0
Rampa 0.0 (%) Rampa dy (%) t 0 t 0 Hiçbiri Hiçbiri 2 15 15

Tablo 2: tam test parametreleri deplasman kontrollü test düzeninin tüm iletişim kuralları için. Talebiyle (yüzdelerle) dx ve dy yüzde uzama içinde belgili tanımlık X - ve Y-yön, sırasıyla sonrası Önkoşullanma en yüksek temsil etmek için yazılır. Streç saat streç süreyi (saniye olarak) belirli test edilen doku temsil etmek için t bulunmakta. Kısaltmalar: PS saf kesme; = CU = uniaxial kısıtlı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu biaxial mekanik test etmek için kritik adımlar (i) broşür, (ii) uygun biaxial tester kurulum için önemsiz kesme ve indirgeme işaretleri dikkatli (III) bir uygulama uygun yönlendirmeyi içerir. Broşür yönünü broşür doku elde edilen mekanik karakterizasyonu malzeme doğada Anizotropik olduğu için önemlidir. Böylece, Radyal ve çevresel yön düzgün doku örnekleri ile test X - ve Y-yönde hizalamak için bilinmesi gerekir. Örnek sisteme önemsiz kesme tanıttı stres ile monte edilir böylece biaxial tester düzgün kalibre edilmiş esastır. Giyotin-ihmal edilebilir bir miktar gözlem yapılırsa, sonuçları büyük ölçüde sonraki doku gerginlik ve stres hesaplamalarda etkiye sahip. Özel dikkat işaretleri hiçbiri doku suşlarının yanlış hesaplamalar önlemek için başkalarına sopa emin olmak için dört indirgeme işaretlerinin uygulamaya gerek yoktur. Doku zorlanma hesaplamalar ile ilgili olarak ilgilenen okuyucular yordamlara önceki çalışmalar2,23,25detaylı olarak adlandırılır.

Geçerli protokoller yapılmış olabilir bazı değişiklikler ve test çerçevesi için test sürünme zorlanma oranlı ekleme içerir. Bu testler farklı visko elastik özelliklerini aort kalp kapak (AHV) broşür içgörü için izin ama önceki literatürde zorlanma oranlı ve sürüngen fizyolojik altındaki kalp kapak broşürü dokuları için önemsiz gösterilmiştir işleyen koşulları.

Sınırlamalar bu yöntemin potansiyel kayma giriş için uygun olmayan düzlemsel hizalama örnek durumda dahil ve geçersiz veri olarak anılan indirgeme işaretleri sıkışmış. Örnek sadece beş puan üzerinde tam bir denetim numune kenarları sıkma yerine her kenarı tarafından kontrol edilir gibi diğer sınırlamalar bu yöntemin montaj, numune için dişli olan kullanımını içerir. Öyle ki çatalın dişlerini tine son deplasman rağmen küçük deformasyonlar sabit varlık biaxial test sisteme bağlı izin verebilir çatalın dişlerini sıkma yöntemler üzerinde kullanımı ile uniaxial test protokolleri sorunlarına neden olur. Ancak, bu deformasyon bireysel tine hareketinden ihmal edilebilir tertibatın.

Bu yöntem çünkü diğer yöntemlerine göre sağladığı avantajlar önemlidir protokolleri testi (kuvvet kontrollü, deplasman kontrollü ve stres rahatlama) bir Birleşik doku numune içinde gerçekleştirilir. Alternatifler sunulan metodoloji sadece her doku için bir test Protokolü gerçekleştirebilir yerine üç test protokolleri kombine. Bu doku özellikleri önemli ölçüde farklı hayvan konular dokulardan arasında değişebilir gibi bu alternatifler doku davranışları, kendi açıklamasına doğru olmayabilir bu kapsamaktadır.

Bu yöntem uygulama ile ortaya çıkan Atriyoventriküler kalp kapak broşürler yanı sıra diğer malzemelere genişletilebilir. Örneğin, bu yöntemler diğer yumuşak dokularda veya polimerler/kauçuk türü malzemeler karakterize yararlı olabilir. Sağlanan herhangi bir tür malzemeleri biaxial test aygıtla uyumlu tam karakterizasyonu düzeni sağlayacak bir uygun yük hücreli kapasite ve örnek boyutu gibi yeterli bir kurulum sağlanan.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser Amerikan Kalp Derneği bilim adamı geliştirme Grant 16SDG27760143 tarafından desteklenmiştir. Yazarlar ayrıca University of Oklahoma'nın Office lisans Colton Ross ve Devin Laurence desteklemek için araştırma danışmanlık araştırma bursu kabul etmek istiyorum.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. May-Newman, K., Yin, F. Biaxial mechanical behavior of excised porcine mitral valve leaflets. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 269 (4), H1319-H1327 (1995).
  2. Billiar, K., Sacks, M. A method to quantify the fiber kinematics of planar tissues under biaxial stretch. Journal of Biomechanics. 30 (7), 753-756 (1997).
  3. Grashow, J. S., Sacks, M. S., Liao, J., Yoganathan, A. P. Planar Biaxial Creep and Stress Relaxation of the Mitral Valve Anterior Leaflet. Annals of Biomedical Engineering. 34 (10), 1509-1518 (2006).
  4. Humphrey, J. D., Vawter, D. L., Vito, R. P. Quantification of strains in biaxially tested soft tissues. Journal of Biomechanics. 20 (1), 59-65 (1987).
  5. Sacks, M. A method for planar biaxial mechanical testing that includes in-plane shear. Journal of Biomechanical Engineering. 121 (5), 551-555 (1999).
  6. Sacks, M., Chuong, C. Biaxial mechanical properties of passive right ventricular free wall myocardium. Journal of Biomechanical Engineering. 115 (2), 202-205 (1993).
  7. Stella, J. A., Sacks, M. S. On the biaxial mechanical properties of the layers of the aortic valve leaflet. Journal of Biomechanical Engineering. 129 (5), 757-766 (2007).
  8. Lanir, Y., Fung, Y. Two-dimensional mechanical properties of rabbit skin-II. Experimental results. Journal of Biomechanics. 7 (2), 171-182 (1974).
  9. Sun, W., Sacks, M. S., Sellaro, T. L., Slaughter, W. S., Scott, M. J. Biaxial mechanical response of bioprosthetic heart valve biomaterials to high in-plane shear. Journal of Biomechanical Engineering. 125 (3), 372-380 (2003).
  10. Sommer, G., Regitnig, P., Költringer, L., Holzapfel, G. A. Biaxial mechanical properties of intact and layer-dissected human carotid arteries at physiological and supraphysiological loadings. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 298 (3), H898-H912 (2009).
  11. Tong, J., Cohnert, T., Regitnig, P., Holzapfel, G. A. Effects of age on the elastic properties of the intraluminal thrombus and the thrombus-covered wall in abdominal aortic aneurysms: biaxial extension behaviour and material modelling. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 42 (2), 207-219 (2011).
  12. Billiar, K. L., Sacks, M. S. Biaxial mechanical properties of the natural and glutaraldehyde treated aortic valve cusp-Part I: Experimental results. Transactions-American Society of Mechanical Engineers Journal of Biomechanical Engineering. 122 (1), 23-30 (2000).
  13. Jett, S., et al. Biaxial mechanical data of porcine atrioventricular valve leaflets. Data in Brief. 21, 358-363 (2018).
  14. Pham, T., Sun, W. Material properties of aged human mitral valve leaflets. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 102 (8), 2692-2703 (2014).
  15. Pierlot, C. M., Moeller, A. D., Lee, J. M., Wells, S. M. Biaxial creep resistance and structural remodeling of the aortic and mitral valves in pregnancy. Annals of Biomedical Engineering. 43 (8), 1772-1785 (2015).
  16. Potter, S., et al. A Novel Small-Specimen Planar Biaxial Testing System With Full In-Plane Deformation Control. Journal of Biomechanical Engineering. 140 (5), 051001 (2018).
  17. Khoiy, K. A., Amini, R. On the biaxial mechanical response of porcine tricuspid valve leaflets. Journal of Biomechanical Engineering. 138 (10), 104504 (2016).
  18. Grashow, J. S., Yoganathan, A. P., Sacks, M. S. Biaixal stress-stretch behavior of the mitral valve anterior leaflet at physiologic strain rates. Annals of Biomedical Engineering. 34 (2), 315-325 (2006).
  19. Huang, H. -Y. S., Lu, J. Biaxial mechanical properties of bovine jugular venous valve leaflet tissues. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. , 1-13 (2017).
  20. Stella, J. A., Liao, J., Sacks, M. S. Time-dependent biaxial mechanical behavior of the aortic heart valve leaflet. Journal of Biomechanics. 40 (14), 3169-3177 (2007).
  21. Sacks, M. S., David Merryman, W., Schmidt, D. W. On the biomechanics of heart valve function. Journal of Biomechanics. 42 (12), 1804-1824 (2009).
  22. Sacks, M. S., Yoganathan, A. P. Heart valve function: a biomechanical perspective. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 362 (1484), 1369-1391 (2007).
  23. Jett, S., et al. An investigation of the anisotropic mechanical properties and anatomical structure of porcine atrioventricular heart valves. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 87, 155-171 (2018).
  24. Ruifrok, A. C., Johnston, D. A. Quantification of histochemical staining by color deconvolution. Analytical and Quantitative Cytology and Histology. 23 (4), 291-299 (2001).
  25. Sacks, M. S. Biaxial mechanical evaluation of planar biological materials. Journal of Elasticity. 61 (1), 199 (2000).

Tags

Biyomühendislik sayı: 146 Biaxial mekanik test mitral kapak Triküspid Kapak doku biyomekanik stres ve gerginlik hesaplamalar dijital görüntü korelasyon histolojik analiz stres rahatlama
Atriyoventriküler kalp kapakları biaxial mekanik karakterizasyonu
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ross, C., Laurence, D., Wu, Y., Lee, … More

Ross, C., Laurence, D., Wu, Y., Lee, C. H. Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves. J. Vis. Exp. (146), e59170, doi:10.3791/59170 (2019).

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