Login processing...

JoVE Journal
Bioengineering

This content is Open Access.

JoVE Journal Bioengineering

Endelig elementmodellering av et cellulært elektrisk mikromiljø

Gel-seq: A Method for Simultaneous Sequencing Library Preparation of DNA and RNA Using Hydrogel Matrices

Journal (Bioengineering)

Gel-seq: A Method for Simultaneous Sequencing Library Preparation of DNA and RNA Using Hydrogel Matrices

Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging

Journal (Bioengineering)

Hand-held Clinical Photoacoustic Imaging System for Real-time Non-invasive Small Animal Imaging

Click here for the English version

Endelig elementmodellering av et cellulært elektrisk mikromiljø

Article DOI: 10.3791/61928-v

May 18th, 2021 •

Miruna Verdes¹, Catherine Disney¹, Chinnawich Phamornnak¹, Lee Margetts², Sarah Cartmell^1,3

¹Department of Materials, Faculty of Science and Engineering, The University of Manchester, ²Department of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, Faculty of Science and Engineering, The University of Manchester, ³The Henry Royce Institute, Royce Hub Building, The University of Manchester

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

May 18th, 2021

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Dette dokumentet presenterer en strategi for å bygge endelige elementmodeller av fibrøse ledende materialer utsatt for et elektrisk felt (EF). Modellene kan brukes til å estimere den elektriske inngangen som celler frø i slike materialer mottar og vurdere virkningen av å endre stillasets bestanddeler materialegenskaper, struktur eller orientering.

Transcript

Denne metoden bidrar til å forutsi det elektriske mikromiljøet til en celle som sitter på et fiberstillas, for eksempel den ekstracellulære matrisen. Det er to hovedfordeler som oppstår fra insilico modellering. Prediksjonen av eksperimentelle forhold er 3D, mens optimalisering er aktivert av enkel parameterendring.

Elektrisk stimulering hjelper regenerering av flere vev. Denne modellen i lignende insilicomodeller vil hjelpe optimalisering av stimuleringsparametrene. For å begynne, åpne COMSOL-programvaren og velg tom modell.

I modellbygger høyreklikker du på globale definisjoner, velger parametere og legger til parametere i henhold til tabell én i tekstmanuskriptet. Du kan legge dem til én etter én, eller laste dem inn fra en tekstfil. Høyreklikk materiale i modellbyggeren under globale definisjoner, og velg tomt materiale for å legge til materialer.

For å legge til materialegenskaper, gå til innstillingene til det nylig tilsatte materialet, utvid deretter materialegenskaper og velg elektrisk ledningsevne fra grunnleggende egenskaper. Trykk plusssymbolet for å legge til egenskap. Gjenta denne prosessen for relativ tillatelse.

Fyll ut gjeldende materialegenskaper, i henhold til tabell to fra tekstmanuskriptet. Deretter venstreklikker du på legg til komponent fra hjemfanen og velger 3D for å legge til en ny komponentnode i modellbyggeren. Igjen, høyreklikk på geometri, venstreklikk på innsettingssekvens.

Dobbeltklikk deretter på hele modellen og velg riktig sekvens. Høyreklikk materialer under gjeldende komponentnode i modellbyggeren, og velg materialkobling. Tilknytt materialer for hver komponent i denne rekkefølgen, omkringliggende substans, strøk og kjerner.

Utvid valglisten i kategorien Innstillinger for det omkringliggende stoffet for å velge medievalg. Utvid koblingsinnstillingene og velg riktig materiale, for eksempel kulturmedier, fra rullegardinlisten. Hvis du vil se domenene i kulturmedieblokken, aktiverer du gjennomsiktighetsknappen i grafikkfanen.

Konfigurer de andre materialkoblingene på samme måte. I modellbyggeren, venstreklikk gjeldende komponent, velg legg til fysikk, utvid deretter AC / DC-modulen for å velge den elektriske strømmodulen og klikk legg til i komponenten. Hvis du vil definere grensebetingelser, velger du XY-visningen i grafikkfanen.

Gå til modellbyggeren igjen, høyreklikk på den elektriske strømnoden og velg bakken. Deretter holder du valgbryteren for grensevalget aktiv. Venstreklikk på det høyeste omkringliggende stoffet parallelt med XZ-planet og legg til grense fem i grensevalgboksen.

I modellbyggeren høyreklikker du på den elektriske strømnoden og velger terminal. Hold grensevalget aktivt, venstreklikk på det laveste omkringliggende stoffet parallelt med XZ-planet og legg til grense også i grensevalgboksen. Deretter velger du en spenning i rullegardinlisten terminaltype ved å utvide terminalvalget og fylle ut V null for spenning.

Under globale definisjoner i modellbygger, venstreklikk parametere og endre parameteren theta til fiber orientering vinkel ønsket for simulering. Utvid komponentnoden for hver komponent i modellbyggeren, høyreklikk deretter på geometri og velg bygg alle. Venstreklikk på modellrotnoden i modellbyggeren, og åpne fanen Legg til undersøkelse.

Velg stasjonær studie, og høyreklikk legg til studie. Under studien som nylig er lagt til, venstreklikk på trinn én, utvid studieutvidelser, sjekk den adaptive nettforbedringsboksen og klikk på beregn for å få det raffinerte nettet. Venstreklikk på modellrotnoden i modellbyggeren og åpne fanen legg til studie, velg stasjonær studie og høyreklikk legg til studie.

Under studien som nylig er lagt til, venstreklikk på trinn én, utvid maskevalg og velg nettet som genereres i den adaptive maskeforbedringsstudien. Fortsett ved å høyreklikke på beregningsknappen. Høyreklikk på resultatnoden i modellbyggeren, og velg 3D-tegnegruppe for å redigere innstillinger.

Endre etiketten for å lade tettheten, og velg det parametriske studiedatasettet ved å utvide datasettet fra rullegardinlisten. Merk deretter av for Vis forklaringer i fargeforklaringen, og vis maksimums- og minimumsverdier. Høyreklikk ladet tetthet under resultatnoden for å velge volum og fortsette med å redigere innstillingsfanen.

Utvid datafanen, velg deretter fra overordnet og fyll ut EC. RHOQ i uttrykksboksen. Merk av for det manuelle fargeområdet fra områdekategorien, og sett henholdsvis minimum og maksimum til minus 0,3 og 0,3. Utvid fargelegging og stil, og angi fargelegging til fargetabell og fargetabell for å bølge.

Merk av i fargeforklaringsboksen og fargeområdet for symmetrier. Høyreklikk volum og modellbygger, og velg filter. Gå til innstillingsfanen, og fyll ut det logiske uttrykket for inkludering.

Venstreklikk på tegneknappen for å visualisere resultatene i grafikkvinduet. I denne analysen vises fem forskjellige geometriske kompleksitetsstadier som påvirket simuleringsresultatet. Et nett som er for grovt, kan skjule relevant informasjon.

Ved hjelp av adaptiv maskeforbedring oppnås et nett med mindre elementer, da det kreves for nøyaktige resultater. På ulike nivåer av kompleksitet for den fibrøse matte modellen ble styrken til det elektriske feltet påvirket av justeringen av fibrene med hensyn til den potensielle gradienten. I tillegg påvirker fiberjusteringen vinklet til elektrisk potensiell gradient den plassladede tettheten i omkringliggende cellekulturmedier.

I stillas fiber orientering studien, studien tilstand RNC modell spådommer ble illustrert når fibre var parallelle eller vinkelrett på det elektriske feltet. Ladetettheten og den nåværende tettheten ble påvirket av stillasfiberjustering i forhold til det elektriske feltet. Denne protokollen kan brukes til å undersøke virkningen av parameterendringer på ladetettheten rundt et fiber stillassegment.

Det er viktig å huske at ved å endre modellparametere, for eksempel data eller materialegenskaper, kan det resulterende ladetetthetsområdet endres betydelig. For best visualisering må området optimaliseres slik at maksimal variasjon i den ladede tettheten kan observeres.

X

Simple Hit Counter