Denne protokollen bestemmer strekkspenningsavslapping og sviktegenskaper til svinetrakeer. Resultater fra slike metoder kan bidra til å forbedre forståelsen av luftrørets viskoelastiske og sviktgrenser og bidra til å fremme evnen til beregningsmodeller av lungesystemet.
De biomekaniske egenskapene til luftrøret påvirker luftstrømmen direkte og bidrar til åndedrettssystemets biologiske funksjon. Å forstå disse egenskapene er avgjørende for å forstå skademekanismen i dette vevet. Denne protokollen beskriver en eksperimentell tilnærming for å studere stressavslappingsadferden til svine-luftrør som ble pre-strukket til 0% eller 10% belastning for 300 s, etterfulgt av mekanisk strekkbelastning til feil. Denne studien gir detaljer om eksperimentell design, datainnsamling, analyser og foreløpige resultater fra biomekanisk testing av svinetrakeer. Ved hjelp av de detaljerte trinnene i denne protokollen og dataanalysen MATLAB-kode, kan fremtidige studier undersøke den tidsavhengige viskoelastiske oppførselen til luftrørvev, noe som er avgjørende for å forstå dets biomekaniske responser under fysiologiske, patologiske og traumatiske forhold. Videre vil grundige studier av den biomekaniske oppførselen til luftrøret kritisk hjelpe til med å forbedre utformingen av relatert medisinsk utstyr som endotrakealimplantater som er mye brukt under operasjoner.
Til tross for sin kritiske rolle i lungesykdom, har den største luftveisstrukturen, luftrøret, begrensede studier som beskriver dens viskoelastiske egenskaper1. En grundig forståelse av den tidsavhengige, viskoelastiske oppførselen til luftrøret er avgjørende for lungemekanikkforskning, siden forståelse av luftveisspesifikke materialegenskaper kan bidra til å fremme vitenskapen om skadeforebygging, diagnose og klinisk inngrep for lungesykdommer, som er den tredje ledende dødsårsaken i USA 2,3,4.
Tilgjengelige vevskarakteriseringsstudier har rapportert stivhetsegenskapene til luftrøret 5,6,7,8. De tidsavhengige mekaniske responsene har blitt minimalt undersøkt til tross for deres betydning i vevsremodellering, som også endres av patologi 9,10. Videre begrenser mangelen på tidsavhengige responsdata også de prediktive egenskapene til lungemekaniske beregningsmodeller som for tiden tyr til bruk av generiske konstitutive lover. Det er behov for å løse dette gapet ved å utføre stressavslappingsstudier som kan gi de nødvendige materielle egenskapene for å informere biofysiske studier av luftrøret. Den nåværende studien gir detaljer om testmetoder, datainnsamling og dataanalyser for å undersøke stressavslappingsadferden til svine-luftrøret.
Svært få studier har rapportert stressavslappingsegenskapene til luftrøret21,23. Studier er nødvendig for å ytterligere styrke vår forståelse av de tidsavhengige responsene i trakealvevet. Denne studien tilbyr detaljerte trinn for å utføre slike undersøkelser; Imidlertid må følgende kritiske trinn i protokollen sikres for pålitelig testing: (1) riktig vevhydrering, (2) lignende vevstype (antall bruskringer og muskler) distribusjon i omkrets- og langs…
The authors have nothing to disclose.
Forskning rapportert i denne publikasjonen ble støttet av Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development of the National Institutes of Health under Award Number R15HD093024 og National Science Foundation CAREER Award Number 1752513.
Disposable safety scalpels | Fine Science Tools Inc | 10000-10 | |
eXpert 7600 | ADMET Inc. | N/A | Norwood, MA |
Forceps | Fine Science Tools Inc | 11006-12 and 11027-12 or 11506-12 | |
Gauge Safe | ADMET Inc. | N/A | Free Download |
Image J | NIH | N/A | Open Source |
Proramming Software – MATLAB | Mathworks | N/A | version 2018A |
Scissors | Fine Science Tools Inc | 14094-11 or 14060-09 | |
Sterile phosphate buffer solution | Millipore, Thomas Scientific | MFCD00131855 |