Diese Methode kann ein besseres Verständnis der Herzklappenbiomechanik bieten, die bei der Berechnungsmodellierung und bei der Verfeinerung von Behandlungsmethoden für Herzklappenerkrankungen äußerst nützlich sein kann. Dieses Protokoll ist im Vergleich zu anderen etablierten Prüfprotokollen von Vorteil, da es verwendet werden kann, um mechanische Charakterisierungen von Herzklappengeweben mit einem einheitlichen Testschema durchzuführen. Dieses biaxiale Testprotokoll mit dem einheitlichen Testschema wird für die Biomechanik der Weichteilbiomechanik von mechanischen Quantifizierungen wie der vollständigen Charakterisierung von arteriellen Gefäßen und Hautgewebe von Vorteil sein.
Beginnen Sie mit Zangen, um die Vonsamkeitsprobe der Packungsbeilage aus der PBS-Lagerung zu entfernen. Legen Sie das Blattblatt flach auf eine Schneidmatte mit der radialen Richtung, die an der Y-Richtung ausgerichtet ist, und der Umfangsrichtung, die an der X-Richtung ausgerichtet ist. Identifizieren Sie den zentralen Bereich der Packungsbeilage als Testabschnitt und richten Sie einen Gewebeschneider so aus, dass der gewünschte Gewebetestbereich innerhalb der Grenzen der Rasierklingen liegt.
Machen Sie einen horizontalen und einen vertikalen Schnitt, um einen quadratischen Bereich der gewünschten Abmessungen zu bilden, und verwenden Sie einen chirurgischen Stift, um die radiale Ausrichtung des Gewebes zu beschriften. Dann verwenden Sie die Zange, um die Chordae von der Packungsbeilage zu dehnen und verwenden Sie eine Rasierklinge, um alle Chordal-Anhänge zu trimmen, wobei darauf zu achten ist, dass die Packungsbeilage nicht beschädigt wird. Mit Zangen legen Sie die Gewebeprobe flach auf einen Spachtel und verwenden Sie einen digitalen Bremssattel, um die Dicke des Spachtel-Gewebe-Paares an drei verschiedenen Packungsbeilagen zu messen.
Als nächstes montieren Sie das Gewebe an das biaxiale Prüfsystem, um sicherzustellen, dass die umlaufenden und radialen Richtungen der Probe an den X- und Y-Richtungen der Maschine ausgerichtet sind. Für die treuer Markerplatzierung glasperlen in einen kleinen offenen Behälter geben und einen kleinen Pool Superkleber in einen anderen Behälter geben. Beschichten Sie die Spitze eines feingekippten Werkzeugs mit einer kleinen Menge Superkleber und kleben Sie eine einzelne Perle an die Spitze des Werkzeugs.
Verwenden Sie dann vorsichtig das Werkzeug, um die Perle in eine Ecke des mittleren Drittels des Gewebetestbereichs zu übertragen, und wiederholen Sie diese Platzierung, bis sich ein quadratisches Array von vier Perlen bildet. Erstellen Sie auf dem computer, der an das biaxiale Prüfsystem angeschlossen ist, ein Vorkonditionierungsprotokoll, sodass das Gewebe 10 Be- und Entladezyklen an den mit der Spitzenmembranspannung verbundenen Kräften und einer Laderate von 4,42 Newton pro Minute einschließlich einer Vorspannung von 2,5 % der maximalen Kraft durchlaufen kann. Erstellen Sie ein neues beliebiges Testverzeichnis, um die Vorkonditionierungsdaten vorübergehend zu speichern, und legen Sie eine Laderate von 4,42 Newton pro Minute für nachfolgende Tests fest.
Erstellen Sie einen neuen Satz von Testparametern, und legen Sie den Namen des Protokolls als Vorbedingung0 fest. Legen Sie für die X- und Y-Achsen den Steuermodus auf "Kraft" und die Steuerungsfunktion auf Schritt fest. Legen Sie die Lastgröße als Kraft fest, die mit der angestrebten Spitzenmembranspannung verbunden ist, und die Vorspannungsgröße als 2,5 % der maximalen Kraft nur für die erste Wiederholung.
Legen Sie sowohl die Dehnungsdauer als auch die Wiederherstellungsdauer auf 25 Sekunden fest, und legen Sie die Anzahl der Wiederholungen auf 10 fest. Wenn der Vorbedingungsschritt abgeschlossen ist, notieren Sie sich die Verformung des Gewebes in X- und Y-Richtung und bereiten Sie ein Protokoll vor, um die Probe ab der aufgezeichneten Größe auf die maximale Kraft zu bewegen. Als Nächstes beginnen Sie das maximale Kraftladeprotokoll, beginnend mit der Verformung nach der Vorkonditionierung, während gleichzeitig eine Stoppuhr gestartet wird, wenn die Maschine mit der Betätigung beginnt.
Stoppen Sie die Stoppuhr, wenn die Betätigung stoppt, wie durch akustische Hinweise angegeben. Zeichnen Sie dann die nachvorkonditionierende Spitzengewebeverformung auf, zusammen mit der Zeit von der Stoppuhr, die die optimale Gewebedehnungszeit darstellt. Bereiten Sie für biaxiale mechanische Tests ein kraftgesteuertes Protokoll mit einer Laderate von 4,42 Newton pro Minute vor, wie gezeigt, und öffnen Sie ein neues Prüfverzeichnis.
Benennen Sie den Test, und legen Sie die Zuspeichern an einem bekannten Speicherort fest, um sie für spätere Spannungs- und Dehnungsberechnungen zu verwenden. Verschieben Sie das Exemplar zurück in die ursprüngliche Montagekonfiguration, und erstellen Sie einen Protokollsatz mit dem Titel First Image. Legen Sie den Steuerungsmodus X und Y-Achse auf Kraft und die Steuerungsfunktion auf Schritt fest.
Legen Sie die Lastgröße auf Null Millinewton fest, und legen Sie sowohl die Dehnungsdauer als auch die Wiederherstellungsdauer auf eine Sekunde fest. Legen Sie die Anzahl der Wiederholungen auf ein san und sowohl die Datenausgangsfrequenz als auch die Bildausgangsfrequenz auf einen Hertz fest. Instruieren Sie einen neuen Prüfsatz und nennen Sie ihn Vorbedingung A, indem Sie die Prüfparameter so festlegen, dass das Gewebe 10 Wiederholungen des zyklischen Be- und Entladens auf die Zielkraft für die gewünschte Membranspannung, wie gezeigt, durchläuft.
Weisen Sie einen anderen Testsatz namens Vorbedingung B mit Testparametern an, die mit dem Testsatz Vorbedingung A identisch sind, jedoch mit der Bildausgangsfrequenz auf 15 Hertz und ohne angewendete Vorspannung. Erstellen Sie nach den Vorkonditionierungsprotokollen die Prüfprotokolle, so dass das Gewebe in den angegebenen Umfangs- und Radialbelastungsverhältnissen mit einer Laderate von 4,42 Newton pro Minute auf die spitzen Membranspannung geladen wird. Rufen Sie die Daten aus den letzten beiden Zyklen jedes Ladeverhältnisses für die nachfolgende Datenverarbeitung und Analyse ab.
Bereiten Sie ein verschiebungsgesteuertes biaxiales Dehnungsprüfprotokoll mit einer Laderate von 4,42 Newton pro Minute in X- und Y-Richtung für die Verschiebungen vor, die mit den Spitzenumrundungen bzw. Radialstrecken verbunden sind. Bereiten Sie ein reines Schertestprotokoll entlang der X-Richtung vor, das sich in X-Richtung erstreckt, die mit der Spitzenumrunddehnung verbunden ist, und verkürzen Sie in Y-Richtung, während die gestrichelte Fläche unter Verformung konstant bleibt. Bereiten Sie ein eingeschränktes uniaxiales Dehnungstestprotokoll entlang der X-Richtung vor.
Bereiten Sie dann ein reines Schertestprotokoll entlang der Y-Richtung und ein eingeschränktes uniaxiales Dehnungstestprotokoll entlang der Y-Richtung vor. Erstellen Sie zwischen jedem dieser Protokolle einen Ruhezyklus von einer Minute, der das Gewebe bei der ursprünglichen montierten Konfiguration hält, und rufen Sie die Daten aus den letzten beiden Zyklen jedes Ladeverhältnisses für die Datenverarbeitung und -analyse ab. Bereiten Sie dann ein Stressentspannungsprotokoll vor, so dass das Gewebe in jede Richtung mit einer Laderate von 4,42 Newton pro Minute auf die Verschiebungen geladen wird, die mit den Spitzenmembranspannungen verbunden sind und bei dieser Verschiebung 15 Minuten lang gehalten werden.
Nach 15 Minuten sollte das Protokoll so eingestellt werden, dass das Gewebe auf seine ursprüngliche Montagekonfiguration zurückgesetzt wird. Spannungsdehnungsdaten aus einer repräsentativen kraftgesteuerten biaxialen mechanischen Prüfung zeigen eine nichtlineare Kurve mit einer gewissen Ähnlichkeit mit einer exponentiellen Kurve, wobei die Materialverhaltenskurven quer isotrop und die radiale Dehnung größer als die Umrandungsverformung ist. In einigen Fällen kann sich die Richtung der Anisotropie umdrehen, wobei die Umfangsrichtung eine größere Übereinstimmung aufweist als die radiale Richtung.
Aus verschiebungsgesteuerten Tests folgen Spannungsdehnungsdaten einer nichtlinearen Reaktion für die Hauptrichtung, die sich einer Spannung unterzieht. Im eingeschränkten uniaxialen Spannungsprotokoll wird eine zunehmende Spannungsdehnungsreaktion in eingeschränkter Richtung gezeigt, die die Kopplung der angewandten Dehnung in die andere Hauptrichtung demonstriert. Aus den Spannungsentspannungstests folgen normalisierte Membranspannungszeitdaten einer nichtlinear enden den Zerfallskurve.
Sowohl das Mitral- als auch das Trikuspidalklappen-Faltblattgewebe weisen eine größere Spannungsreduktion in radialer Richtung auf als in Umfangsrichtung. Repräsentative histologische Analysen von Mitralklappen und Trikuspidalklappen-Vorderbroschürengewebeabschnitten mit Massons trichromer Färbung zeigen typische Bestandteile, die in atrioventrikulären Herzklappen wie Kollagenfasern und valvulären interstitiellen Zellen gefunden werden. Es ist wichtig, dass die Glasperlen nicht versehentlich zusammengeklebt werden, um signifikante Fehler in der Gewebeverformungsberechnung während des Nachbearbeitungsschritts zu vermeiden.
Die erfassten Daten können später in der Herzklappen-Berechnungsmodellierung verwendet werden, die besser informieren kann, wie die Klappe funktioniert und um die chirurgischen Verfahren zur Behandlung von herzförmigen Herzerkrankungen zu verbessern. Dieses Protokoll öffnet Türen im Bereich der Weichteilbiomechanik für den Vergleich des mechanischen Verhaltens zwischen gesundem und krankem Gewebe sowie für die Gestaltung biomimetischer Materialien.
