该系统可用于将工程心脏组织暴露在各种后负荷方案内,以研究这些刺激对组织力发育、重塑和成熟的影响。我们的技术允许人们精确地将跳动的组织在长时间的培养中接受广泛的可定制后加载程序,甚至无需打开细胞培养板。我们的方法可以修改,以控制其他肌肉组织培养系统的后加载,如骨骼肌,平滑肌肉或切除的皮毛肌。
由于我们的系统方法相当独特,具有许多科学家不熟悉的技术方面,视觉演示可能有助于重新创建我们的设置。为了制造磁响应硅胶机架,获得文本协议中描述的24个井板可以划桨硅胶柱架。使用固定的极性,用水润滑磁铁,并一次插入一个到硅胶架的最外层柱上。
使用一块混合的不锈钢牙线小心地将它们推到空心柱腔的底部。每个柱上最多可以堆叠五块磁铁。使用圆鼻钳将不锈钢牙线弯曲成宽 11.25 毫米、长 15 毫米的支架。
为了确保实现正确的尺寸,可以使用自制夹具来帮助电线弯曲,然后使用钢丝切割机切割大括号和文件来平滑切割表面。用水润滑支架或柱子,并将其插入硅胶架中,在工艺中将第二个和第三个支架固定到最外层的柱子上。开始准备后加载调谐装置,如文本协议所述,使用非磁性材料连接到压电级,这可以使用L形铝片实现。
为了能够对组织进行可视化分析,请安装后加载调谐装置中的光源。这里使用了一系列LED,从下面照亮工程师的心脏组织。要校准后加载调节系统,请使用非磁性材料安装其中一个硅胶机架并垂直安装,以便磁响应硅胶柱水平定向。
现在,将其中一块板磁铁安装在水平行驶的线性舞台上,以便与磁响应柱轴向对齐。使用水平级将校准磁体与磁响应硅胶柱定位为一定距离。将摄像机放在此设置的一侧,以便能够在测试负载的影响下以光学速度记录柱子偏转。
确保柱下方有足够的空间,以便附加的负载自由悬挂。在没有任何权重的情况下拍摄帖子的照片,用作职位中性位置的参考。在不更改相机透视的情况下,将其中一个负载连接到硅胶柱的末尾,然后在重量的影响下拍摄后弯曲的照片。
现在绘制 x 轴上的硅胶柱对 y 轴上每个测试重量的重力的偏转图。这应该产生力和偏转之间的线性关系。绘制通过 00 的线性回归函数和获取数据。
此功能的斜率是受测试磁铁间距下磁响应硅胶柱的刚度 k。在 dmax 和 dmin 之间的几个间距下重复这些步骤。这里对8个不同的磁体位置的偏转进行了分析,从大约31毫米到5毫米不等。
通过这些值实现大量回归函数。例如,在分析软件中使用非线性拟合、一相衰减函数。此回归函数描述磁体间距和后荷载之间的关系。
要准备后加载调谐装置进行实验,请将压电级电机连接到运动控制器,然后将运动控制器连接到计算机。确保运动控制器也连接到电源。然后启动运动控制器平台软件,在安装运动控制软件时选择指定为舞台板的端口,将软件连接到压电级电机,然后单击打开端口按钮。
转到系统面板,在"循环下拉菜单"中选择"开环"。手动将磁板移动到其最高位置,尽可能接近的磁体间距 dmin。磁铁板应与培养板支座接触。
现在转到运动面板,如零按钮,将压电级阶段的当前位置重置为零毫米。手动将磁叶片移动到其最低可能的位置,记下编码器位置以确定压电级电机的运动范围。将系统面板中的行驶限制设置为上一步中确定的运动范围内的值。
这样可以防止磁铁刀片撞到培养片或后加载调谐设备的底部。再次,将磁铁刀片移动到其最高位置,然后单击零按钮。转到系统面板并将反馈循环模式更改为闭环,这样做可确保阶段将纠正其定位中的任何错误。
单击存储参数框中的保存按钮,将这些设置存储在系统中。现在,将包含工程心脏组织的 24 井培养板放在培养板支架上的磁性响应硅胶机架上。要计算实现所需后荷载所需的磁体间距,请求解较早确定的 d 非线性回归函数。
从计算的磁体间距中减去 dmin, d.结果是磁板必须从零位置行驶的距离,以实现所需的后荷载。在"运动"面板中的"目标位置一个输入"字段中键入此值,然后单击"转到"以将工程心脏组织的后加载量调整为计算值。
控制由大鼠心脏产生的 MREHT 在磁后加载的情况下培养,直到达到收缩力的高原。在这一天,MREHTs和受控的 EHTs 具有类似的均值力。在接下来的一周里,对 MREHT 的后载量从点 91 增加到 6 点 8 5 毫米,而控制 EHT 的后载量保持不变。
平均收缩力增加与后载量增加,高达点95毫纽顿,这标志着超过三倍的力增加相比,测量的受控 1,6月。另一方面,与控制组织相比,后偏转减少。在培养的最后一天,MREHTs测量的主要偏转只有点一毫米,而点四八毫米控制EHT。
磁响应硅胶柱上的 Rad EHTs 以最小后负载培养,每毫米 9 点 1 毫微吨,直到达到稳定强度和收缩力。从这一天起,MREHTs经历了7天的后装方案,使EHT暴露在每毫米第9点1和6点8毫米之间交替的后载循环中。在整个培养期间,控制 EHT 的后负载在每毫米 6 点零毫新吨保持不变。
观察到的差异在统计学上没有显著性。结合光学收缩分析,该方法可实时测量对余震波动幅度的短期收缩反应,对研究生理肌肉特性有一定作用。强磁铁可能会突然相互粘附,可能会对用户造成伤害并损坏磁铁本身,以避免这种情况,使磁铁在安全距离内保持分离。