ومن المسلم به بامتنان كلية الطب - منحة البذور من جامعة ولاية فلوريدا. ودعمت الدراسات العليا (مانويل ساليناس) من خلال فرص الأقليات في برامج البحوث الطبية الحيوية - مبادرة بحثية لتعزيز العلمية (MBRS-RISE) الزمالة: المعاهد الوطنية للصحة / NIGMS R25 GM061347. بدعم مالي من مؤسسة الاس ه من خلال جامعة فلوريدا الدولية، كما اعترف قسم الهندسة الطبية الحيوية بامتنان. وأخيرا، فإن الكتاب أشكر الطلاب التالية لمساعدتهم خلال المراحل المختلفة لعملية تجريبية: كاماو بيير، ملاخي ساتل، كيندال ارمسترونغ وإبراهيم ألفونسو.

1. إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصميم وتصنيع وتجميع لاستيعاب الهندسة صمام ثلاثي النشرة. وهذا في الحد الأدنى تشمل حامل صمام للخياطة في منشورات صمام وانبوب لإيواء حامل صمام وإكسسوارات المحيطة بها لتأمين الجمعية على النظام الناسخ النبض. في حالتنا، ونحن تستخدم المتاحة تجاريا نظام الناسخ نبض المتاحة من ViVitro مختبرات شركة (فيكتوريا، قبل الميلاد). صمام تصميم حامل فضلا عن تكوينات ما قبل وما بعد الجمعية وصفت في الشكل 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سوف تحتاج إلى حلقة كاملة إلى أن تستعد قبل الاستخدام. وهذا ينطوي على خطوتين: أنا) تطهير النظام حلقة بأكملها باستخدام محلول الصابون والماء، بما في ذلك استبدال أي أنابيب المتدهورة قبل استخدامها والثاني) معايرة الأدوات متصلا حلقة، وهي المضخة المستخدمة، التحقيق التدفق، و ومحولات الضغط (تقاس عادة في مواقع الأذيني، الأبهر والبطين). يمكن معايرة التهيئةially أن يؤديها باستخدام محلول ملحي 1٪ ويجب أن يتكرر قبل استخدام الدم التناظرية حل الجلسرين. </li></ol> 2. الأم الأبهر صمام تشريح <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على 4 قلوب الخنازير الطازجة مع الشريان الأورطي سليمة من وزارة الزراعة الأميركية المعتمدة للمسالخ (المؤسسات ورعاية الحيوان قد يكون مطلوبا استخدام اللجنة بالموافقة (IACUC)). في حالتنا، وقد وافق بروتوكول تشريح لدينا من قبل IACUC في جامعة فلوريدا الدولية (البروتوكول رقم الموافقة: 11-020). شطف القلب مع الماء منزوع الأيونات ووضعه في وعاء مليئة مضاد فطري / مضاد حيوي ومعقم فوسفات 1٪ مخزنة المالحة (PBS) حل والنقل على الجليد إلى المختبر اختبار الهيدروديناميكية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قلوب في مقلاة تشريح وإزالة بعناية التأمور. ضع القلب مثل أن الجانب البطني باتجاهك. تفقد البصر والتعرف على أربعة غرف القلب وتحديد قوس الأبهر في الشريان الأورطي سليمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فصل القلب في TWس نصفين عن طريق خفض عبر أفقيا وفي حوالي 0.75 في أسفل الحلقة، أي تقاطع بين الشريان الأبهر والبطين الأيسر. عزل بعناية الشريان الأورطي سليمة لا تزال تعلق على الجزء الأنسجة البطين الأيسر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فحص الصمام الأبهري الموجود في جذر الأبهر، المنطقة بين الأبهر الصاعد وانخفاض بالطوق، وضمان أن لا يوجد أي ضرر أو أي علامات تكلس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقسيم الشريان الأورطي في ~ 1 في أعلاه بالطوق وفصل الجزء الأنسجة البطين الأيسر أدناه بالطوق لعزل صمام الأبهر (الشكل 2A). </li></ol> 3. البوليمر والأم عملية التخييط صمام <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع صمام القلب داخل حامل صمام بحيث قاعدة كل صمام ينسجم مع قاعدة حامل آخر. تأمين صمام في مكان في كل وظيفة مؤقتا مع مشبك الورق، لكن يجب الحرص على عدم الاضرار commissures أو الشرفات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج خياطة فيإبرة. يبدأ خياطة في الجزء السفلي من حامل صمام عن طريق تمرير الإبرة من خلال ثقب الأولى، من الخارج إلى الداخل مثل أن الإبرة قد يتم سحبها بسهولة من أسفل. بطريقة التكرار، بدء خياطة صمام عموديا على الوظائف لصاحب صمام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقدم مع خياطة (الشكل 2B) على طول محيط حامل وآمنة مع خياطة إضافية حول نصائح من المشاركات حامل. مشابك الورق (الشكل 2C) يمكن إزالتها عندما يتم تأمين صمام تماما باستخدام الخيوط الجراحية إلى 3 وظائف في ومحيط حامل صمام (أرقام 2D و 2E). </li></ol> 4. التقييم الهيدروديناميكية ملاحظة: سوف بروتوكول الفعلية تختلف تبعا لنظام محدد الناسخ نبض المستخدمة. caontained جميع المعلومات المستخدمة هنا في ViVitro نبض الناسخ سيسيتم (ViVitro مختبرات، وشركة، فانكوفر، كولومبيا البريطانية). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> VA ثنائي النشرةLVE <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط معدل ضربات القلب من نظام الناسخ نبض الى 70 نبضة / دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختر الموجي تدفق لدفع المضخة (في حالة نظام ViVitro تم اختيار الموجي S35 لجميع الاختبارات الهيدروديناميكية). ويتضح الموجي محددة تستخدم في تجاربنا من قبل ليم وآخرون (2001) 17. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على مكبر للصوت ومكبس المضخة. الاحماء لمدة 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان صمام ثنائي نشرة (الشكل 2F) في موضع الأبهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشويه الشحوم فراغ على جميع التقاطعات في الجهاز حيث يمكن أن يحدث تسرب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب الجليسرين / السائل الملحي في المقصورة الأذيني. لاحظ أن نظام الناسخ نابض يعمل على 2 لتر من السائل مع: 35٪ / 0.7 L الجليسرين و 65٪ / 1.3 L من محلول ملحي. يتم إعداد محلول ملحي باستخدام الملح العادي جيدا المذاب في الماء منزوع الأيونات عند تركيز من 9 ملغ / مل (الوزن / الحجم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على محول تدفق التي تم وضعها في موقف الأبهر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معايرة اله المضخة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المضي قدما في معايرة محول تدفق تليها محولات الضغط. وعلى غرار مضخة، ببساطة اتبع التعليمات التي تتلقاها من قبل ViVitest البرمجيات (ViVitro مختبرات شركة) لكل التدفق والضغط تحت علامة التبويب معايرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة معايرة كاملة، تبدأ المضخة في دورة في الدقيقة منخفضة حتى يملأ السائل المقصورة الأبهر. تحقق من وجود تسرب. استخدام الشحوم فراغ إضافية إذا لزم الأمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل اثنين من وقف الديوك (الأبهر ومحولات الطاقة البطين) لفتح موقف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> زيادة دورة في الدقيقة للمضخة حتى تصل إلى حجم السكتة الدماغية 80 مل / فوز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يسمح النظام لتشغيل لمدة 10 دقيقة حتى استقر التدفق. يمكن التحقق من استقرار تدفق من خلال مراقبة التدفق والضغط الطول الموجي عرضها في الشاشة. منخفض مقابل لا شيء الاختلاف بين الدورات هو مؤشر جيد على استقرار النظام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في ViVitest برامج اختر وضع عليه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على جمع 10 دورات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> من وضع تحليل، جلعق على الطاولة وحفظ الملف. أيضا حفظ صورة من الطول الموجي باستخدام الخيار الصورة المفاجئة في ViVitest. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الصمامات الأصلية والبوليمرات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للصمامات البوليمر والحيواني، اتبع نفس الخطوات 3.1.1 - 3.1.3 من تعليمات صمام ثنائي النشرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع حامل صمام مع صمام خياطة داخل أنبوب زجاجي من العرف الجمعية المحرز. شطيرة الأنبوب مع القطع العلوية والسفلية وآمنة في نفس المكان مع مسامير الوحشي والمكسرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان التجميع بين غرفة الأبهر وحامل الصمام الأبهري الأصلي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> متابعة الخطوات 3.1.5 - 3.1.16 من الإرشادات صمام ثنائي النشرة. </li></ol></li></ol> 5. أضف التحميل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق الضغط والطول الموجي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> متوسط ​​البيانات التي تم جمعها لكل من الطول الموجي جمعها، أي ضغط الأبهر (AP)، الضغط البطيني (VP)، ومعدل التدفق (Q). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لكل مجموعة من صمام (البوليمر، الخنزيري نصمام الأبهر اطر النسبية وثنائي النشرة)، رسم AP المقابلة، نائب الرئيس وس مقابل علاقات الوقت على نفس المؤامرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لAP، ركب العادي، صمام الأبهر الأم 18، وثنائية النشرة الاصطناعية صمام 19 المؤامرات من الأدب لأغراض التحقق من الصحة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مقاييس الهيدروديناميكية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لكل صمام اختبار، يجب أن يتم حسابها المقاييس الهيدروديناميكية التالية: أ) انتقل تدفق هبوط الضغط والحد الأقصى لضغط transvalvular (TVP)، ب) جذر الأبهر يعني مربع (RMS) معدل التدفق إلى الأمام، ج) تدفق إلى الأمام الأبهر، الختام، تسرب وبلغ حجم قلسي، د) صمام نهاية منطقة فوهة (EOA)، ه) بطريق الأبهر إلى الأمام تدفق، مكابح والتسرب ومجموع الخسائر الطاقة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم احتساب تدفق إلى الأمام انخفاض الضغط من قراءات TVP ويمكن تصنيفها إلى 3 فترات زمنية، P: الفاصل الزمني الذي يبدأ وينتهي مع 0 TVP، F: فاصل مع تدفق إلى الأمام وH: الفاصل الزمني بدءا 0 TVP وتنتهي مع 0 التدفق. أقصى TVP هو أماهximum التدرج الضغط سجلت عبر الصمام الأبهري من والبطين قراءات ضغط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معدل التدفق إلى الأمام RMS (Q RMS) يوفر متري مفيدة لقياس حجم معدل التدفق إلى الأمام على النحو التالي: <img alt="المعادلة 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq1.jpg" /> حيث &#39;ن&#39; هو العدد الإجمالي من النقاط الزمنية التي تم جمعها، &#39;س ط&#39; هو قياس معدل التدفق الفوري جمعها من أجل &#39;أنا&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم احتساب كميات من الأبهر إلى الأمام، إغلاق والتسرب على أساس فترات الزمنية التالية، إلى الأمام: بداية تدفق إلى الأمام من خلال صمام (ر س)، إلى نهاية تدفق إلى الأمام (ر 1)؛ الإنتهاء: من ر 1 حتى المثيل من إغلاق صمام (ر 2)؛ التسرب: من ر 2 حتى نهاية دورة القلب (T 3). اجمالى حجم قلسي هو ببساطة مجموع كلوسجي وكميات التسرب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وEOA استنادا إلى خصائص الدم يمكن حسابها لل3 فترات، P، F و H من TVP يعني خلال كل هذه الفترات إلى 20: <img alt="المعادلة 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq2.jpg" /></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم تعريف الفاقد من الطاقة على النحو التالي (21): <img alt="المعادلة 1" fo:src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50335/50335eq3.jpg" /></li></ol></li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Rajamannan, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcific+aortic+valve+disease:+not+simply+a+degenerative+process:+A+review+and+agenda+for+research+from+the+National+Heart+and+Lung+and+Blood+Institute+Aortic+Stenosis+Working+Group.+Executive+summary:+Calcific+aortic+valve+disease-2011+update.">Calcific aortic valve disease: not simply a degenerative process: A review and agenda for research from the National Heart and Lung and Blood Institute Aortic Stenosis Working Group. Executive summary: Calcific aortic valve disease-2011 update.</a> Circulation. 124, 1783-1791 (2011).</li><li>Marijon, E., Mirabel, M., Celermajer, D. S., Jouven, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rheumatic+heart+disease.">Rheumatic heart disease.</a> Lancet. 379, 953-964 (2012).</li><li>Karaci, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+treatment+of+infective+valve+endocarditis+in+children+with+congenital+heart+disease.">Surgical treatment of infective valve endocarditis in children with congenital heart disease.</a> J. Card. Surg. 27, 93-98 (2012).</li><li>Knirsch, W., Nadal, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infective+endocarditis+in+congenital+heart+disease.">Infective endocarditis in congenital heart disease.</a> Eur. J. Pediatr. 170, 1111-1127 (2011).</li><li>Korossis, S. A., Fisher, J., Ingham, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+valve+replacement:+a+bioengineering+approach.">Cardiac valve replacement: a bioengineering approach.</a> Biomed. Mater. Eng. 10, 83-124 (2000).</li><li>Ghanbari, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymeric+heart+valves:+new+materials,+emerging+hopes.">Polymeric heart valves: new materials, emerging hopes.</a> Trends Biotechnol. 27, 359-367 (2009).</li><li>Mol, A., Smits, A. I., Bouten, C. V., Baaijens, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+of+heart+valves:+advances+and+current+challenges.">Tissue engineering of heart valves: advances and current challenges.</a> Expert Rev. Med. Devices. 6, 259-275 (2009).</li><li>Ramaswamy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+organ+level+conditioning+on+the+promotion+of+engineered+heart+valve+tissue+development+in+using+mesenchymal+stem+cells.">The role of organ level conditioning on the promotion of engineered heart valve tissue development in using mesenchymal stem cells.</a> Biomaterials. 31, 1114-1125 (2010).</li><li>Sacks, M. S., Schoen, F. J., Mayer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineering+challenges+for+heart+valve+tissue+engineering.">Bioengineering challenges for heart valve tissue engineering.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 11, 289-313 (2009).</li><li>Zamorano, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EAE/ASE+recommendations+for+the+use+of+echocardiography+in+new+transcatheter+interventions+for+valvular+heart+disease.">EAE/ASE recommendations for the use of echocardiography in new transcatheter interventions for valvular heart disease.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 24, 937-965 (2011).</li><li>ANSI/AAMI/ISO. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+Implants+-+Cardiac+Valve+Prostheses.">Cardiovascular Implants - Cardiac Valve Prostheses.</a> Assoc. Adv. Med. Instrum. 71, (2005).</li><li>Gallocher, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Durability Assessment of Polymer Trileaflet Heart Valves PhD thesis. , 313 (2007).</li><li>Carroll, R., Boggs, T., Yamaguchi, H., Al-Mously, F., DeGroff, C., Tran-Son-Tay, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+Cell+Adhesion+on+Polymeric+Heart+Valves.">Blood Cell Adhesion on Polymeric Heart Valves.</a> , (2012).</li><li>Pierre, K. K., Salinas, M., Carroll, R., Landaburo, K., Yamaguchi, H., DeGroff, C., Al-Mousily, F., Bleiweis, M., Ramaswamy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+Evaluation+of+a+Novel+Tri-Leaflet+Silicone+Heart+Valve+Prosthesis.">Hydrodynamic Evaluation of a Novel Tri-Leaflet Silicone Heart Valve Prosthesis.</a> , (2012).</li><li>Cacciola, G., Peters, G. W., Schreurs, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+mechanical+analysis+of+a+stentless+fibre-reinforced+aortic+valve+prosthesis.">A three-dimensional mechanical analysis of a stentless fibre-reinforced aortic valve prosthesis.</a> J. Biomech. 33, 521-530 (2000).</li><li>De Hart, J., Cacciola, G., Schreurs, P. J., Peters, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+analysis+of+a+fibre-reinforced+aortic+valve+prosthesis.">A three-dimensional analysis of a fibre-reinforced aortic valve prosthesis.</a> J. Biomech. 31, 629-638 (1998).</li><li>Lim, W. L., Chew, Y. T., Chew, T. C., Low, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsatile+flow+studies+of+a+porcine+bioprosthetic+aortic+valve+in+vitro:+PIV+measurements+and+shear-induced+blood+damage.">Pulsatile flow studies of a porcine bioprosthetic aortic valve in vitro: PIV measurements and shear-induced blood damage.</a> J. Biomech. 34, 1417-1427 (2001).</li><li>Gutierrez, C., Blanchard, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diastolic+heart+failure:+challenges+of+diagnosis+and+treatment.">Diastolic heart failure: challenges of diagnosis and treatment.</a> Am. Fam. Physician. 69, 2609-2616 (2004).</li><li>Shi, Y., Yeo, T. J., Zhao, Y., Hwang, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+image+velocimetry+study+of+pulsatile+flow+in+bi-leaflet+mechanical+heart+valves+with+image+compensation+method.">Particle image velocimetry study of pulsatile flow in bi-leaflet mechanical heart valves with image compensation method.</a> J. Biol. Phys. 32, 531-551 (2006).</li><li>Chandran, K. B., Yoganathan, A. P., Rittgers, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biofluid Mechanics: The Human Circulation. , 277-314 (2007).</li><li>Akins, C. W., Travis, B., Yoganathan, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+loss+for+evaluating+heart+valve+performance.">Energy loss for evaluating heart valve performance.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 136, 820-833 (2008).</li><li>Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biomechanics: Circulation. , (1997).</li><li>Keener, J., Sneyd, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mathematical Physiology, II: Systems Physiology. , (1998).</li><li>Quick, C. M., Berger, D. S., Noordergraaf, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apparent+arterial+compliance.">Apparent arterial compliance.</a> Am. J. Physiol. 274, H1393-H1403 (1998).</li><li>Wang, Q., Jaramillo, F., Kato, Y., Pinchuk, L., Schoephoerster, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+Evaluation+of+a+Minimally+Invasive+Heart+Valve+in+an+Isolated+Aortic+Root+Using+a+Modified+In+Vitro+Model.">Hydrodynamic Evaluation of a Minimally Invasive Heart Valve in an Isolated Aortic Root Using a Modified In Vitro Model.</a> J. Med. Devices. 3, 011002.1-011002.6 (2009).</li><li>Baldwin, J. T., Campbell, A., Luck, C., Ogilvie, W., Sauter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+dynamics+of+the+CarboMedics+kinetic+bileaflet+prosthetic+heart+valve.">Fluid dynamics of the CarboMedics kinetic bileaflet prosthetic heart valve.</a> Eur. J. Cardiothorac. Surg. 11, 287-292 (1997).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

في هذه الدراسة، وقد أثبتنا فائدة تعديل وحدة الناسخ نابض المتاحة تجاريا لاستيعاب هندستها صمام ثلاثي النشرة بحيث يمكن أن يؤديها أن التجارب الهيدروديناميكية من البوليمر وصمامات الخنازير الأم. وتحديدا في حالتنا، كان النظام المعدل قلب اليسار ViVitro ونظام محاكاة النظامية ...

مرض صمام القلب غالبا ما ينتج عن التنكسية تكلس صمام 1، 2 الحمى الروماتيزمية، التهاب الشغاف 3،4 أو العيوب الخلقية الخلقية. عندما يحدث تلف صمام، مما تسبب تضيق و / أو هبوط صمام قلس ولا يمكن إصلاحه جراحيا، يتم استبدال صمام الأم عادة عن طريق صمام الاصطناعية. وتشمل الخيارات المتاحة حاليا الصمامات الميكانيكية (الصمامات القفص، الكرة الصمامات القرص إمالة، الخ.)، طعم مثلي، والصمامات bioprosthetic (الخنزيري والصمامات البقري). وغالبا ما أوصى الصمامات الميكانيكية للمرضى الأصغر يعتمد على ديمومتها، ولكن مطلوب من المريض أن يبقى على العلاج المضاد للتخثر لمنع مضاعفات الجلطات 5. كانت الصمامات البديلة طعم مثلي والبيولوجية خيارات فعالة لتجنب تجلط الدم العلاج، ولكن هذه الصمامات لها مخاطر مرتفعة للكشف عن التليف، تكلس، انحطاط، والمضاعفات المناعية مما يؤدي إلى فشل صمام 6. ويجري التحقيق الصمامات الأنسجة المهندسة وتكنولوجيا ناشئة 7-9، ولكن ما زال هناك الكثير ليتم الكشف عنها. وهناك حاجة دائمة حيويا، والصمامات البديلة، الأطراف الصناعية لتحسين نوعية حياة المرضى الذين يعانون أمراض صمام القلب. مرة أخرى، يمكن لهذا التصميم صمام استبدال bioprosthesis المستخدمة في تكنولوجيا صمام عبر القسطرة، مع النهج عبر القسطرة تظهر إمكانات لتحويل العلاج من المرضى المختارين مع مرض القلب صمام 10. كما جاء وفقا للمعايير الحالية، ينبغي أن يكون صمام قلب ناجحة بديلا خصائص الأداء التالية: &quot;1) يسمح تدفق إلى الأمام مع الضغط صغير مقبول يعني انخفاض الفرق؛ 2) يمنع تدفق الوراء مع قلس صغيرة مقبول؛ 3) يقاوم الانصمام، 4) يقاوم انحلال الدم؛ 5) يقاوم تشكيل خثرة؛ 6) هو حيويا؛ 7) متوافق مع تقنيات التشخيص في الجسم الحي؛ 8) هو التسليم وزرع في الهدفالسكان؛ 9) تبقى ثابتة ضعت مرة واحدة، و 10) لديه مستوى الضوضاء مقبولا؛ 11) لديه وظيفة استنساخه؛ 12) يحافظ على وظائفه لمدى الحياة معقولة، بما يتفق مع فئتها عامة؛ 13) يحافظ على وظائفه والعقم لرف معقول الحياة قبل الزرع. &quot;11. يحتمل أن التغلب على بعض أوجه القصور في الأطراف الاصطناعية صمام قائم بواسطة صمام البوليمر. وقد نظرت البوليمرات حيويا كبار المرشحين على أساس biostability، ومكافحة التحلل، المضادة للأكسدة، والخواص الميكانيكية مثل المفيد قوة عالية وزوجة مطاطية. على وجه الخصوص، قد البوليمرات المرنة توفر تشويه المادة تشبه ديناميات صمام الأصلي. اللدائن يمكن أن تكون مصممة لتقليد خصائص الأنسجة اللينة، وأنها قد تكون المواد الاصطناعية الوحيدة المتاحة التي هي الحيوي تسامحا والتي يمكن أن تصمد أمام مزدوجة، في الجسم الحي، تؤكد السوائل التي يسببها، العاطفة والشد، حتى الآن، تتحرك بطريقة تشبه صحية،حركة صمام الأصلي. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تكون اللدائن ذات الإنتاج الضخم في مجموعة متنوعة من الأحجام وتخزينها بكل سهولة، ومن المتوقع أن تكون الأجهزة فعالة من حيث التكلفة ويمكن زيادة هيكليا مع التعزيز ليفية. مفهوم استخدام مواد البوليمر لتجميع صمام ثلاثي النشرة ليست جديدة، وكانت موضوع العديد من التحقيقات البحوث على مدى السنوات ال 50 الماضية 12، التي هجرت إلى حد كبير نظرا لمتانة صمام محدودة. ومع ذلك، مع ظهور منهجيات التصنيع رواية 13،14، وتعزيز مواد البوليمر 15،16 والتكامل السلس يحتمل أن تكون بدائل صمام البوليمر مع التكنولوجيا صمام عبر القسطرة، كان هناك في الآونة الأخيرة تجدد الاهتمام والنشاط في تطوير الصمامات البوليمر كما يحتمل بديلا صالحا للصمامات التجارية المتاحة حاليا. في ضوء ذلك، على بروتوكول لتمكين اختبار هذه الصمامات لتقييم وظائف الهيدروديناميكية هي الخطوة الأولىفي عملية التقييم، ومع أنظمة محاكاة نبض المتاحة تجاريا عموما لا تأتي مجهزة لاستيعاب التصاميم صمام ثلاثي نشرة وتحتوي على تباعد الحلقي لإدراج صمامات القلب المتاحة تجاريا (مثل قرص إمالة، ثنائي النشرة صمامات القلب الميكانيكية). ثانيا، والصمامات البوليمر هي التكنولوجيا الناشئة التي لا يمكن إلا أن تقييمها في سياق نسبي الهيدروناميكا. على الرغم من قلب الأم ضغط صمام وتدفق البيانات متوفرا، فمن المهم إجراء اختبار صمامات الأبهر الخنازير الأم، التي تشبه من الناحية البيولوجية لصمامات البشرية، وذلك باستخدام نفس محاكاة نابض التي يتم استخدامها لتقييم صمامات البوليمر وذلك لحساب الاختلافات القياس التي قد يكون نظام يعتمد. وهكذا، كان الهدف من هذه الدراسة هو إظهار كيف يمكن تركيبها على جهاز محاكاة نبض المتاحة تجاريا مع الجمعية لاستيعاب بنيات صمام ثلاثي نشرة وتقييم منهجي البوليمر صمام المقاييس الهيدروديناميكية في المقاولات النسبيةتحويلة بالمقارنة مع الخنازير قلب نظرائهم الميكانيكية والأم صمام. في حالتنا، رواية ثلاثي الصمامات النشرة سيليكون البوليمر المتقدمة سابقا في جامعة فلوريدا ان المجموعة مكونة من 13 صمام البوليمر.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump</td>
			<td>ViVitro Labs</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://vivitrolabs.com/products/superpump/" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/superpump/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow Meter and Probe</td>
			<td>Carolina Medical</td>
			<td>Model 501D</td>
			<td><a href="http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf" target="_blank">http://www.carolinamedicalelectronics.com/documents/FM501.pdf</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Transducer</td>
			<td>ViVitro Labs</td>
			<td>HCM018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ViVitro Pressure Measuring Assembly</td>
			<td>ViVitro Labs</td>
			<td>6186</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valve holder</td>
			<td>WB Engineering</td>
			<td></td>
			<td>Designed by Florida International University. Manufactured by WB Engineering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Duplicator</td>
			<td>ViVitro Labs</td>
			<td>PD2010</td>
			<td><a href="http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf" target="_blank">http://vivitrolabs.com/wp-content/uploads/Pulse-Duplicator-Accessories1.pdf</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Duplicator Data Acquisition and Control System, including ViViTest Software</td>
			<td>ViVitro Labs</td>
			<td>PDA2010</td>
			<td><a href="http://vivitrolabs.com/products/software-daq" target="_blank">http://vivitrolabs.com/products/software-daq</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcine Hearts and Native Aortic Valves</td>
			<td>Mary&#39;s Ranch Inc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bi-leaflet Mechanical Valves</td>
			<td>Saint Jude Medical</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.sjm.com/" target="_blank">http://www.sjm.com/</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Vacuum Grease</td>
			<td>Dow Corning Corporation</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf" target="_blank">http://www1.dowcorning.com/DataFiles/090007b281afed0e.pdf</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerin</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>3190K293</td>
			<td>99% Natural 5 gal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT21031CV</td>
			<td>100 ml/heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antimycotic/Antibiotic Solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SV3007901</td>
			<td>1 ml in 100 ml of PBS/heart; 20 ml for ViVitro System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S3014-500G</td>
			<td>9 g/L of deionized water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized Water</td>
			<td>EMD Millipore Chemicals</td>
			<td></td>
			<td>Millipore Deionized Purification System. 1.3 L for ViVitro System, 200 ml for heart valve dissection process</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocol for relative hydrodynamic assessment of tri-leaflet polymer valves

وقد دفعت القيود من المتاحة حاليا الصمامات البديلة، xenografts، وhomografts تجدد مؤخرا من تطورات في مجال ثلاثي النشرة البوليمر صمام الأطراف الاصطناعية. ومع ذلك، وتحديد بروتوكول للتقييم الأولي من البوليمر وظائف الهيدروديناميكية صمام أمر بالغ الأهمية خلال المراحل المبكرة من عملية التصميم. التقليدية في نظم الناسخ نبض المختبر لم يتم تكوين لاستيعاب المواد ثلاثي النشرة مرنة؛ بالإضافة إلى ذلك، تقييم وظيفة صمام البوليمر يجب ان يتم في سياق النسبي لصمامات القلب الاصطناعية المحلية وتحت ظروف الاختبار متطابقة بحيث تقلب في قياسات مختلفة من ويمكن تجنب الصكوك. وفقا لذلك، أجرت نحن تقييم الهيدروديناميكية من أنا) اللغة الأم (ن = 4، يعني قطر، D = 20 مم)، والثاني) ثنائي النشرة الميكانيكية (ن = 2، D = 23 مم) والثالث) البوليمر الصمامات (ن = 5، D = 22 ملم) من خلال استخدام نظام الناسخ نبض المتاحة تجاريا (ViVitro مختبراتالمؤتمر الوطني العراقي، فيكتوريا، قبل الميلاد) التي تم تعديلها لاستيعاب هندستها صمام ثلاثي النشرة. صمامات السيليكون ثلاثي النشرة المتقدمة في جامعة فلوريدا ان المجموعة مكونة من صمام البوليمر. تم استخدام الخليط في نسبة من الجلسرين 35:65 إلى الماء لتقليد الخصائص الفيزيائية الدم. وقد تم قياس معدل التدفق الفوري في واجهة البطين الأيسر والشريان الأبهر وحدة في حين تم تسجيل الضغط على المواقف البطين والشريان الأبهر. تم استخدام ثنائي النشرة والبيانات صمام الأصلي من الأدب للتحقق من صحة وتدفق قراءات ضغط. وذكرت والمقاييس الهيدروديناميكية التالية: إلى الأمام تدفق انخفاض الضغط، وجذر الأبهر يعني مربع معدل التدفق إلى الأمام، إغلاق الأبهر والتسرب وحجم قلسي، مكابح بطريق الأبهر، والتسرب، ومجموع الخسائر الطاقة. وأشار ممثل النتائج أن مقاييس الهيدروديناميكية من المجموعات الثلاث صمام يمكن الحصول عليها بنجاح من خلال دمج الجمعية مبنية خصيصا في نظام الناسخ نبض المتاحة تجاريا وsubsequentlY، مقارنة موضوعية لتقديم رؤى في الجوانب الوظيفية من البوليمر تصميم صمام.

وتظهر تدفق ممثل والطول الموجي الضغط في أرقام 3 و 4 و 5. وبلغ متوسط ​​المؤامرات على حجم عينة من الصمامات اختبار لكل مجموعة، والذي كان، ن = 5، 4، و 2 صمامات للبوليمر، الخنزيري الأصلية والجماعات ثنائي النشرة، على التوالي. يتم عرض المقاييس الهيدر?...

Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves at JoVE.com

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

لقد كان هناك اهتمام متجدد في تطوير الصمامات البوليمر. هنا، تتمثل الأهداف في إثبات جدوى تعديل الناسخ نبض التجارية لاستيعاب هندستها ثلاثي نشرة وتحديد بروتوكول لتقديم البوليمر البيانات الهيدروديناميكية صمام مقارنة البيانات صمام المحلية والأطراف الصناعية التي تم جمعها تحت ظروف شبه متطابقة.

بروتوكول لتقييم هيدرودينامي النسبية للثلاثي النشرة بوليمر صمامات

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

protocol-for-relative-hydrodynamic-assessment-tri-leaflet-polymer

Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.7K Views.  Florida International University. لقد كان هناك اهتمام متجدد في تطوير الصمامات البوليمر. هنا، تتمثل الأهداف في إثبات جدوى تعديل الناسخ نبض التجارية لاستيعاب هندستها ثلاثي نشرة وتحديد بروتوكول لتقديم البوليمر البيانات الهيدروديناميكية صمام مقارنة البيانات صمام المحلية والأطراف الصناعية التي ت...

Video: Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

A Microfluidic-based Hydrodynamic Trap for Single Particles

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science. Methods for particle trapping based on optical, magnetic, electrokinetic, and acoustic techniques have led to major advancements in physics and biology ranging from the molecular to cellular level. In this article, we introduce a new microfluidic-based technique for particle trapping and manipulation based solely on hydrodynamic fluid flow. Using this method, we demonstrate trapping of micro- and nano-scale particles in aqueous solutions for long time scales. The hydrodynamic trap consists of an integrated microfluidic device with a cross-slot channel geometry where two opposing laminar streams converge, thereby generating a planar extensional flow with a fluid stagnation point (zero-velocity point). In this device, particles are confined at the trap center by active control of the flow field to maintain particle position at the fluid stagnation point. In this manner, particles are effectively trapped in free solution using a feedback control algorithm implemented with a custom-built LabVIEW code. The control algorithm consists of image acquisition for a particle in the microfluidic device, followed by particle tracking, determination of particle centroid position, and active adjustment of fluid flow by regulating the pressure applied to an on-chip pneumatic valve using a pressure regulator. In this way, the on-chip dynamic metering valve functions to regulate the relative flow rates in the outlet channels, thereby enabling fine-scale control of stagnation point position and particle trapping. The microfluidic-based hydrodynamic trap exhibits several advantages as a method for particle trapping. Hydrodynamic trapping is possible for any arbitrary particle without specific requirements on the physical or chemical properties of the trapped object. In addition, hydrodynamic trapping enables confinement of a "single" target object in concentrated or crowded particle suspensions, which is difficult using alternative force field-based trapping methods. The hydrodynamic trap is user-friendly, straightforward to implement and may be added to existing microfluidic devices to facilitate trapping and long-time analysis of particles. Overall, the hydrodynamic trap is a new platform for confinement, micromanipulation, and observation of particles without surface immobilization and eliminates the need for potentially perturbative optical, magnetic, and electric fields in the free-solution trapping of small particles.

In this article, we present a microfluidic-based method for particle confinement based on hydrodynamic flow. We demonstrate stable particle trapping at a fluid stagnation point using a feedback control mechanism, thereby enabling confinement and micromanipulation of arbitrary particles in an integrated microdevice.

A فخ هيدرودينامي ميكروفلويديك المستندة للجسيمات واحدة

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science.  Methods for ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, 'SurgiLux': Preparation and Demonstration

Sutures are a 4,000 year old technology that remain the 'gold-standard' for wound closure by virtue of their repair strength (~100 KPa). However, sutures can act as a nidus for infection and in many procedures are unable to effect wound repair or interfere with functional tissue regeneration.1 Surgical glues and adhesives, such as those based on fibrin and cyanoacrylates, have been developed as alternatives to sutures for the repair of such wounds. However, current commercial adhesives also have significant disadvantages, ranging from viral and prion transfer and a lack of repair strength as with the fibrin glues, to tissue toxicity and a lack of biocompatibility for the cyanoacrylate based adhesives. Furthermore, currently available surgical adhesives tend to be gel-based and can have extended curing times which limit their application.2 Similarly, the use of UV lasers to facilitate cross-linking mechanisms in protein-based or albumin 'solders' can lead to DNA damage while laser tissue welding (LTW) predisposes thermal damage to tissues.3 Despite their disadvantages, adhesives and LTW have captured approximately 30% of the wound closure market reported to be in excess of US $5 billion per annum, a significant testament to the need for sutureless technology.4
In the pursuit of sutureless technology we have utilized chitosan as a biomaterial for the development of a flexible, thin film, laser-activated surgical adhesive termed 'SurgiLux'. This novel bioadhesive uses a unique combination of biomaterials and photonics that are FDA approved and successfully used in a variety of biomedical applications and products. SurgiLux overcomes all the disadvantages associated with sutures and current surgical adhesives (see Table 1).
In this presentation we report the relatively simple protocol for the fabrication of SurgiLux and demonstrate its laser activation and tissue weld strength. SurgiLux films adhere to collagenous tissue without chemical modification such as cross-linking and through irradiation using a comparatively low-powered (120 mW) infrared laser instead of UV light. Chitosan films have a natural but weak adhesive attraction to collagen (~3 KPa), laser activation of the chitosan based SurgiLux films emphasizes the strength of this adhesion through polymer chain interactions as a consequence of transient thermal expansion.5 Without this 'activation' process, SurgiLux films are readily removed.6-9 SurgiLux has been tested both in vitro and in vivo on a variety of tissues including nerve, intestine, dura mater and cornea. In all cases it demonstrated good biocompatibility and negligible thermal damage as a consequence of irradiation.6-10

A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, &#039;SurgiLux&#039;: Preparation and Demonstration

The fabrication of a novel, flexible thin film surgical adhesive from FDA approved ingredients, chitosan and indocyanine green is described. Bonding of this adhesive to collagenous tissue through a simple activation process with a low-powered infra-red laser is demonstrated.

(أ) استنادا الشيتوزان، ليزر المنشط لاصق رقيقة الجراحية، &#39;SurgiLux&#39;: إعداد ومظاهرات

Sutures are a 4,000 year old technology that remain the 'gold-standard' for wound closure by virtue of their repair strength (~100 KPa). However, sutures ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a combinatorial library of materials to be screened in a parallel, high throughput format1. Herein is described the formation and characterization of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique 2. This involves mixing monomers at varied ratios to produce a library of monomer solutions, transferring the solution to a glass slide format using a robotic printing device and curing with UV irradiation. This format is readily amenable to many biological assays, including stem cell attachment and proliferation, cell sorting and low bacterial adhesion, allowing the ready identification of 'hit' materials that fulfill a specific biological criterion3-5. Furthermore, the use of high throughput surface characterization (HTSC) allows the biological performance to be correlated with physio-chemical properties, hence elucidating the biological-material interaction6. HTSC makes use of water contact angle (WCA) measurements, atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). In particular, ToF-SIMS provides a chemically rich analysis of the sample that can be used to correlate the cell response with a molecular moiety. In some cases, the biological performance can be predicted from the ToF-SIMS spectra, demonstrating the chemical dependence of a biological-material interaction, and informing the development of hit materials5,3.

A description of the formation of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique. The high throughput surface characterization using atomic force microscopy, water contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectrometry and a cell attachment assay is also described.

[ميكروأرس] البوليمر لاكتشاف إنتاجية عالية من المواد الحيوية

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, each offering its own advantages and shortcomings5,6. Most prominently, due to the microscale device dimensions, a high modulus is required to facilitate implantation into living tissue. Conversely, the stiffness of the device should match the surrounding tissue to minimize induced local strain7-9. Therefore, we recently developed a new class of bio-inspired materials to meet these requirements by responding to environmental stimuli with a change in mechanical properties10-14. Specifically, our poly(vinyl acetate)-based nanocomposite (PVAc-NC) displays a reduction in stiffness when exposed to water and elevated temperatures (e.g. body temperature). Unfortunately, few methods exist to quantify the stiffness of materials in vivo15, and mechanical testing outside of the physiological environment often requires large samples inappropriate for implantation. Further, stimuli-responsive materials may quickly recover their initial stiffness after explantation. Therefore, we have developed a method by which the mechanical properties of implanted microsamples can be measured ex vivo, with simulated physiological conditions maintained using moisture and temperature control13,16,17. 
To this end, a custom microtensile tester was designed to accommodate microscale samples13,17 with widely-varying Young's moduli (range of 10 MPa to 5 GPa). As our interests are in the application of PVAc-NC as a biologically-adaptable neural probe substrate, a tool capable of mechanical characterization of samples at the microscale was necessary. This tool was adapted to provide humidity and temperature control, which minimized sample drying and cooling17. As a result, the mechanical characteristics of the explanted sample closely reflect those of the sample just prior to explantation.
The overall goal of this method is to quantitatively assess the in vivo mechanical properties, specifically the Young's modulus, of stimuli-responsive, mechanically-adaptive polymer-based materials. This is accomplished by first establishing the environmental conditions that will minimize a change in sample mechanical properties after explantation without contributing to a reduction in stiffness independent of that resulting from implantation. Samples are then prepared for implantation, handling, and testing (Figure 1A). Each sample is implanted into the cerebral cortex of rats, which is represented here as an explanted rat brain, for a specified duration (Figure 1B). At this point, the sample is explanted and immediately loaded into the microtensile tester, and then subjected to tensile testing (Figure 1C). Subsequent data analysis provides insight into the mechanical behavior of these innovative materials in the environment of the cerebral cortex.

Environmentally-controlled Microtensile Testing of Mechanically-adaptive Polymer Nanocomposites for ex vivo Characterization

A method is discussed by which the in vivo mechanical behavior of stimuli-responsive materials is monitored as a function of time. Samples are tested ex vivo using a microtensile tester with environmental controls to simulate the physiological environment. This work further promotes understanding the in vivo behavior of our material.

اختبار Microtensile التي تسيطر عليها بيئيا للميكانيكيا على التكيف nanocomposites والبوليمرات لل<em&gt; خارج الحي</em&gt; توصيف

Implantable microdevices are gaining significant attention for several biomedical applications1-4. Such devices have been made from a range of materials, ...

Intra-lymph Node Injection of Biodegradable Polymer Particles

Generation of adaptive immune response relies on efficient drainage or trafficking of antigen to lymph nodes for processing and presentation of these foreign molecules to T and B lymphocytes. Lymph nodes have thus become critical targets for new vaccines and immunotherapies. A recent strategy for targeting these tissues is direct lymph node injection of soluble vaccine components, and clinical trials involving this technique have been promising. Several biomaterial strategies have also been investigated to improve lymph node targeting, for example, tuning particle size for optimal drainage of biomaterial vaccine particles. In this paper we present a new method that combines direct lymph node injection with biodegradable polymer particles that can be laden with antigen, adjuvant, or other vaccine components. In this method polymeric microparticles or nanoparticles are synthesized by a modified double emulsion protocol incorporating lipid stabilizers. Particle properties (e.g.&#160;size, cargo loading) are confirmed by laser diffraction and fluorescent microscopy, respectively. Mouse lymph nodes are then identified by peripheral injection of a nontoxic tracer dye that allows visualization of the target injection site and subsequent deposition of polymer particles in lymph nodes. This technique allows direct control over the doses and combinations of biomaterials and vaccine components delivered to lymph nodes and could be harnessed in the development of new biomaterial-based vaccines.

Lymph nodes are the immunological tissues that orchestrate immune response and are a critical target for vaccines. Biomaterials have been employed to better target lymph nodes and to control delivery of antigens or adjuvants. This paper describes a technique combining these ideas to inject biocompatible polymer particles into lymph nodes.

حقن العقدة داخل الليمفاوية من جزيئات البوليمر القابلة للتحلل الحيوي

Generation of adaptive immune response relies on efficient drainage or trafficking of antigen to lymph nodes for processing and presentation of these ...

Manufacturing Of Robust Natural Fiber Preforms Utilizing Bacterial Cellulose as Binder

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose and short sisal fibers are dispersed into a water suspension containing bacterial cellulose. The fiber and nanocellulose suspension is then filtered (using vacuum or gravity) and the wet filter cake pressed to squeeze out any excess water, followed by a drying step. This will result in the hornification of the bacterial cellulose network, holding the loose natural fibers together.
Our method is specially suited for the manufacturing of rigid and robust preforms of hydrophilic fibers. The porous and hydrophilic nature of such fibers results in significant water uptake, drawing in the bacterial cellulose dispersed in the suspension. The bacterial cellulose will then be filtered against the surface of these fibers, forming a bacterial cellulose coating. When the loose fiber-bacterial cellulose suspension is filtered and dried, the adjacent bacterial cellulose forms a network and hornified to hold the otherwise loose fibers together.
The introduction of bacterial cellulose into the preform resulted in a significant increase of the mechanical properties of the fiber preforms. This can be attributed to the high stiffness and strength of the bacterial cellulose network. With this preform, renewable high performance hierarchical composites can also be manufactured by using conventional composite production methods, such as resin film infusion (RFI) or resin transfer molding (RTM). Here, we also describe the manufacturing of renewable hierarchical composites using double bag vacuum assisted resin infusion.

We present a novel method of manufacturing rigid and robust short natural fiber preforms using a papermaking process. Bacterial cellulose acts simultaneously as the binder for the loose fibers and provides rigidity to the fiber preforms. These preforms can be infused with a resin to produce truly green hierarchical composites.

صناعة قوية التشكيل الاستفادة من الألياف الطبيعية السليلوز البكتيرية كما بيندر

A novel method of manufacturing rigid and robust natural fiber preforms is presented here. This method is based on a papermaking process, whereby loose ...

Culturing Mouse Cardiac Valves in the Miniature Tissue Culture System

Heart valve disease is a major burden in the Western world and no effective treatment is available. This is mainly due to a lack of knowledge of the molecular, cellular and mechanical mechanisms underlying the maintenance and/or loss of the valvular structure. 
Current models used to study valvular biology include in vitro cultures of valvular endothelial and interstitial cells. Although, in vitro culturing models provide both cellular and molecular mechanisms, the mechanisms involved in the 3D-organization of the valve remain unclear. While in vivo models have provided insight into the molecular mechanisms underlying valvular development, insight into adult valvular biology is still elusive. 
In order to be able to study the regulation of the valvular 3D-organization on tissue, cellular and molecular levels, we have developed the Miniature Tissue Culture System. In this ex vivo flow model the mitral or the aortic valve is cultured in its natural position in the heart. The natural configuration and composition of the leaflet are maintained allowing the most natural response of the valvular cells to stimuli. The valves remain viable and are responsive to changing environmental conditions. This MTCS may provide advantages on studying questions including but not limited to, how does the 3D organization affect valvular biology, what factors affect 3D organization of the valve, and which network of signaling pathways regulates the 3D organization of the valve.

Here, we present an ex vivo flow model in which murine cardiac valves can be cultured allowing the study of the biology of the valve.

زراعة ماوس القلب صمامات في مصغرة نظام زراعة الأنسجة

Heart valve disease is a major burden in the Western world and no effective treatment is available. This is mainly due to a lack of knowledge of the ...

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a high-protein crambe meal that has limited value, as it is not fit for food or feed use. However, it contains proteins that could potentially make it a suitable raw material for higher-value products. The purpose of this study was to find methods of making this side stream into extruded films, showing that products with a higher value can be produced. The study mainly considered the development of material compositions and methods of preparing and extruding the material. Wheat gluten was added as a supportive protein matrix material, together with glycerol as a plasticizer and urea as a denaturant. The extrudate was evaluated with respect to mechanical (tensile testing) and oxygen barrier properties, and the extrudate structure was revealed visually and by scanning electron microscopy. A denser, more homogeneous material had a lower oxygen transmission rate, higher strength, and higher extensibility. The most homogeneous films were made at an extruder die temperature of 125-130 &#176;C. It is shown here that a film can be extruded with promising mechanical and oxygen barrier properties, the latter especially after a final compression molding step.

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

The side stream from plant oil production of Crambe abyssinica has limited value. The purpose of this study was to find methods for extruding materials based on this side stream, demonstrating that products with a higher value can be produced. The extrudates were found to have promising properties.

فيلم بثق<em&gt; كرنب abyssinica</em&gt; / القمح الغلوتين الأخلاط

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a ...

Synthesis of Functionalized 10-nm Polymer-coated Gold Particles for Endothelium Targeting and Drug Delivery

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting and drug delivery are some of the applications of these AuNPs, but endothelial extracellular matrices&#39; defensive properties hamper particle uptake. To address this issue, we describe a synthesis method for ultrasmall gold nanoparticles to improve vascular delivery, with customizable functional groups and polymer lengths for further adjustments. The protocol yields 2.5 nm AuNPs that are capped with tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC). The replacement of THPC with hetero-functional polyethylene glycol (PEG) on the surface of the AuNP increases the hydrodynamic radius to 10.5 nm while providing various functional groups on the surface. The last part of the protocol includes an optional addition of a fluorophore to allow the AuNPs to be visualized under fluorescence to track nanoparticle uptake. Dialysis and lyophilization were used to purify and isolate the AuNPs. These fluorescent nanoparticles can be visualized in both in vitro and in vivo experiments due to the biocompatible PEG coating and fluorescent probes. Additionally, the size range of these nanoparticles render them an ideal candidate for probing the glycocalyx without disrupting normal vasculature function, which may lead to improved delivery and therapeutics.

We describe a method of synthesizing biocompatible 10-nm gold nanoparticles, functionalized by coating poly-ethylene glycol onto the surface. These particles can be used in vitro and in vivo for delivering therapeutics to nanoscale cellular and extracellular spaces that are difficult to access with conventional nanoparticle sizes.

تركيب 10 نانومتر فونكتيوناليزيد المغلفة البوليمر جزيئات الذهب لاستهداف البطانة وإيصال الأدوية

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting ...