Dieses System kann verwendet werden, um technische Herzgewebe unterschiedlichen Schemata der Nachbelastung auszusetzen, um die Auswirkungen dieser Reize auf die Entwicklung von Gewebekraft, Umbau und Reifung zu untersuchen. Unsere Technik ermöglicht es, Schlaggewebe über längere Zeiträume der Kultur präzise einem breiten Spektrum anpassbarer Nachladeroutinen zu unterwerfen, ohne auch nur die Zellkulturplatte öffnen zu müssen. Unsere Methode könnte modifiziert werden, um Nachbelastung in anderen Muskelgewebe Kultursystem zu kontrollieren, wie Skelettmuskel, glatten Muskel oder zerfänglichen Papillarmuskel.
Da unser Systemansatz ziemlich einzigartig ist und technische Aspekte aufweist, mit denen viele Wissenschaftler nicht vertraut sind, kann visuelle Demonstration bei der Nachbildung unseres Setups helfen. Zur Herstellung der magnetisch reaktionsfähigen Silikon-Racks, erwerben Sie die 24 Well-Platte kann Paddle Racks von Silikonpfosten im Textprotokoll beschrieben. Mit einer festen Polarität die Magnete mit Wasser schmieren und nacheinander in die äußersten Pfosten der Silikonträger einsetzen.
Verwenden Sie ein gemischtes Stück Edelstahl-Zahndraht, um sie vorsichtig auf den Boden der Hohlpfostenhöhle zu schieben. An jedem Pfosten können bis zu fünf Magnete gestapelt werden. Verwenden Sie runde Nasenzange, um Edelstahl-Zahndraht in Zahnspangen zu biegen 11,25 Millimeter breit und 15 Millimeter lang.
Um sicherzustellen, dass die richtigen Abmessungen erreicht werden, kann man eine selbst gemachte Vorrichtung verwenden, um bei der Drahtbiegung zu helfen, und dann Drahtschneider verwenden, um die Klammern und die Datei zu schneiden, um die Schnittfläche zu glätten. Schmieren Sie die Klammern oder Pfosten mit Wasser und legen Sie sie in das Silikon-Rack, fixieren Sie den zweiten und dritten an den äußersten Pfosten in den Prozess. Beginnen Sie mit der Vorbereitung der Nachladung der Tuning-Vorrichtung, wie im Textprotokoll beschrieben, befestigen Sie den Magnethalter an der piezoelektrischen Bühne mit einem nicht magnetischen Material, kann dies mit einem L-förmigen Stück Aluminium erreicht werden.
Um eine visuelle Analyse des Gewebes zu ermöglichen, installieren Sie eine Lichtquelle innerhalb des Nachlade-Tuning-Geräts. Hier wurde eine Reihe von LEDs eingesetzt, um den Ingenieur von unten mit Herzgewebe nanzuleuchten. Um das Afterload-Tuning-System zu kalibrieren, montieren Sie eines der Silikon-Racks und vertikal mit nicht magnetischen Materialien, so dass die magnetisch reagierenden Silikonpfosten horizontal ausgerichtet sind.
Montieren Sie nun einen der Plattenmagneten auf einer horizontal fahrenden linearen Stufe, so dass er axial mit dem magnetisch reagierenden Pfosten ausgerichtet ist. Positionieren Sie den Kalibriermagneten mit hilfe der horizontalen Stufe einen definierten Abstand vom magnetisch reagierenden Silikonpfosten. Platzieren Sie eine Kamera an der Seite dieses Setups, um die Pfostenablenkung unter dem Einfluss der Testlasten optisch aufzeichnen zu können.
Stellen Sie sicher, dass unter dem Pfosten genügend Platz vorhanden ist, damit die angeschlossenen Lasten frei hängen. Nehmen Sie ein Bild des Beitrags in Ermangelung von Gewichtungen als Referenz für die Beiträge neutrale Position zu verwenden. Ohne die Perspektive der Kamera zu ändern, befestigen Sie eine der Lasten am Ende des Silikonpfostens, und machen Sie dann ein Bild von der Postbiegung unter dem Einfluss des Gewichts.
Nun wird die Umlenkung des Silikonpfostens auf der x-Achse gegen die Gravitationskraft jedes Prüfgewichts auf der y-Achse dargestellt. Dies sollte zu einer linearen Beziehung zwischen Kraft und Ablenkung führen. Zeichnen Sie eine lineare Regressionsfunktion, die durch 00 und die Erfassungsdaten geht.
Die Neigung dieser Funktion ist die Steifigkeit, k des magnetisch reagierenden Silikonpfostens am getesteten Magnetabstand. Wiederholen Sie diese Schritte in mehreren Abständen zwischen dmax und einem dmin. Hier wurden Verformungen an acht verschiedenen Magnetpositionen von etwa 31 Millimetern bis etwa fünf Millimeter n. Chr. analysiert.
Viele Regressionsfunktionen durch diese Werte. Verwenden Sie z. B. die nichtlineare Anpassung, eine Phasenzerfallsfunktion in der Analysesoftware. Diese Regressionsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen Magnetabstand und Nachlast.
Um das Nachlast-Tuning-Gerät für Experimente vorzubereiten, schließen Sie den piezoelektrischen Stufenmotor an den Motion Controller an und schließen Sie den Motion Controller an den Computer an. Stellen Sie sicher, dass der Motion Controller auch an eine Stromquelle angeschlossen ist. Starten Sie dann die Motion-Controller-Plattform-Software, verbinden Sie die Software mit dem Piezo-Bühnenmotor, indem Sie den Port auswählen, der während der Installation der Motion Control-Software als Bühnenplatine bezeichnet wird, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Öffnen des Ports".
Gehen Sie zum Systemfenster, wählen Sie Open Loop im Dropdown-Menü der Schleife aus. Bewegen Sie die Magnetplatte manuell in ihre höchste Position, den nächsten möglichen Magnetabstand dmin. Die Magnetplatte sollte mit der Kulturplattenhalterung in Kontakt kommen.
Gehen Sie nun zum Motion Panel, wie die Null-Taste, um die aktuelle Position der Piezo-Stufe auf null Millimeter zurückzusetzen. Bewegen Sie die Magnetklinge manuell in ihre niedrigstmögliche Position, notieren Sie die Geberposition, um den Bewegungsbereich für den piezoelektrischen Stufenmotor zu bestimmen. Legen Sie die Fahrgrenzen im Systembereich auf Werte innerhalb des im vorherigen Schritt festgelegten Bewegungsbereichs fest.
Dadurch wird verhindert, dass die Magnetklinge in die Kulturklinge oder die Unterseite des Nachlade-Tuning-Geräts stößt. Bewegen Sie die Magnetklinge erneut in ihre höchste Position und klicken Sie auf die Null-Taste. Wechseln Sie zum Systemfenster, und ändern Sie den Feedback-Loop-Modus in eine geschlossene Schleife, wodurch sichergestellt wird, dass die Stufe alle Fehler in ihrer Positionierung korrigiert.
Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern im Feld Speicherparameter, um diese Einstellungen im System zu speichern. Legen Sie nun die 24 Brunnenkulturplatte mit künstlichem Herzgewebe auf magnetisch reaktionsfähige Silikonregale auf die Kulturplatte. Um den Magnetabstand zu berechnen, der erforderlich ist, um eine gewünschte Nachlast zu erreichen, lösen Sie die nichtlineare Regressionsfunktion, die zuvor für d bestimmt wurde.
Dmin vom berechneten Magnetabstand d subtrahieren. Das Ergebnis ist der Abstand, den die Magnetplatte von ihrer Nullposition aus zurücklegen muss, um die gewünschte Nachlast zu erreichen. Geben Sie diesen Wert in das Eingabefeld Zielposition ein im Bewegungsbedienfeld ein, und klicken Sie auf Gehe, um die Nachlast des technischen Herzgewebes an den berechneten Wert anzupassen.
Kontrolle eines MREHTs, die aus Rattenherzen hergestellt wurden, wurde in Ermangelung magnetischer Nachladung kultiviert, bis ein Plateau in kontraktiler Kraft erreicht wurde. An diesem Tag hatten MREHTs und kontrollierte EHTs ähnliche mittlere Kräfte. In der nächsten Woche wurde die Nachlast, die auf MREHTs ausgeübt wurde, schrittweise von Punkt neun eins auf sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter erhöht, während die Nachlast zur Steuerung von EHTs konstant blieb.
Die mittlere kontraktile Kraft erhöhte sich mit zunehmender Nachlast bis zu Punkt neun fünf Millinewton, was mehr als eine dreifache Erhöhung der Kraft im Vergleich zum Durchschnittswert für kontrollierte EHTs markiert. Die Post-Ablenkung hingegen verringerte sich im Vergleich zu Kontrollgeweben. Am letzten Kulturtag betrug die für MREHTs gemessene Hauptablenkung nur einen Millimeter, verglichen mit Punkt vier acht Millimetern für die Steuerung von EHT.
Rad-EHTs auf magnetisch reagierenden Silikonpfosten wurden mit einer minimalen Nachlast von Punkt neun ein Millinewton pro Millimeter kultiviert, bis eine Plateau- und Kontraktilkraft erreicht war. Von diesem Tag an unterzog sich MREHTs einem siebentägigen Nachlastschema, das die EHTs Zyklen der Nachlast aussetzt, die sich zwischen Punkt neun eins und sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter abwechseln. Die Nachlast der Steuerung EHt es wurde konstant gehalten an Punkt sechs Null Millinewton pro Millimeter über die gesamte Dauer der Kultur.
Die beobachteten Unterschiede waren statistisch nicht signifikant. In Kombination mit einer optischen Kontraktilitätsanalyse ermöglicht diese Methode die Echtzeitmessung der kurzfristigen kontraktilen Reaktion auf schwankende Größen der Nachlast, die für die Untersuchung physiologischer Muskeleigenschaften nützlich sein könnte. Starke Magnete können sich plötzlich aneinander klammern, was möglicherweise Zuverletzungen für den Benutzer verursacht und die Magnete selbst beschädigt, um dies zu vermeiden, den Magneten in einem sicheren Abstand zu trennen.
