Este método puede proporcionar una mejor comprensión de la biomecánica de la válvula cardíaca que puede ser extremadamente útil en el modelado computacional y en el refinamiento de los métodos de tratamiento para la enfermedad de las válvulas cardíacas. Este protocolo es ventajoso en comparación con otros protocolos de prueba establecidos porque se puede utilizar para realizar caracterizaciones mecánicas de los tejidos de las válvulas cardíacas mediante un esquema de prueba unificado. Este protocolo de prueba biaxial con el esquema de prueba unificado será beneficioso para la investigación biomecánica de tejidos blandos de cuantificaciones mecánicas como la caracterización completa de los vasos arteriales y el tejido de la piel.
Comience utilizando fórceps para retirar la muestra de prospecto de interés del almacenamiento pbS. Poner el prospecto plano sobre una estera de corte con la dirección radial alineada con la dirección Y y la dirección circunferencial alineada a la dirección X. Identifique la región central del prospecto como la sección de prueba y alinee un cortador de tejido para que la región de análisis de tejido deseada esté dentro de los límites de las cuchillas de afeitar.
Haga un corte horizontal y uno vertical para formar una región cuadrada de las dimensiones deseadas y utilice una pluma quirúrgica para etiquetar la orientación radial del tejido. A continuación, utilice los fórceps para estirar los acordes del folleto y utilice una cuchilla de afeitar para recortar cualquier accesorio de acordes, teniendo cuidado de no dañar el prospecto. Usando fórceps, poner la muestra de tejido plana sobre una espátula y utilizar una pinza digital para medir el grosor del par de espátula-tejido en tres lugares diferentes del foliolo.
A continuación, monte el tejido en el sistema de pruebas biaxiales, asegurándose de que las direcciones circunferenciales y radiales de la muestra estén alineadas con las direcciones X e Y de la máquina. Para la colocación del marcador fiduciario, coloque las perlas de vidrio en un pequeño recipiente de cara abierta y agregue una pequeña piscina de superpegamento a otro recipiente. Recubrir la punta de una herramienta de punta fina con una pequeña cantidad de superpegamento y pegar un cordón individual en la punta de la herramienta.
A continuación, utilice cuidadosamente la herramienta para transferir el cordón a una esquina del tercio medio de la región de prueba de tejido, repitiendo esta colocación hasta que se forme una matriz cuadrada de cuatro cuentas. En el ordenador conectado al sistema de pruebas biaxiales, cree un protocolo de preacondicionamiento para que el tejido se someta a 10 ciclos de carga/descarga a las fuerzas asociadas con la tensión máxima de la membrana y una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto, incluida una precarga del 2,5% de la fuerza máxima. Cree un nuevo directorio de pruebas arbitrarias para almacenar temporalmente los datos de preacondicionamiento y establezca una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto para las pruebas posteriores.
Cree un nuevo conjunto de parámetros de prueba y establezca el nombre del protocolo como Preacondicionamiento0. Para los ejes X e Y, establezca el Modo de control en Forzar y la Función de control en Paso. Establezca la Magnitud de carga como la fuerza asociada con la tensión de membrana máxima objetivo y la Magnitud de precarga como 2,5% de la fuerza máxima solo para la primera repetición.
Establezca la Duración de estiramiento y la Duración de recuperación en 25 segundos y establezca el número de repeticiones en 10. Cuando finalice el paso de preacondicionamiento, tome nota de la deformación del tejido en las direcciones X e Y y prepare un protocolo para mover la muestra a la fuerza máxima, comenzando desde el tamaño registrado. A continuación, comience el protocolo de carga de fuerza máxima, comenzando desde la deformación posterior al preacondicionamiento mientras inicia simultáneamente un cronómetro cuando la máquina comienza a accionar.
Detenga el cronómetro cuando el accionamiento se detenga como se indica mediante señales auditivas. A continuación, registre la deformación del tejido pico posterior al acondicionamiento previo, junto con el tiempo del cronómetro que representa el tiempo óptimo de estiramiento del tejido. Para pruebas mecánicas biaxiales, prepare un protocolo controlado por fuerza a una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto como se ha demostrado y abra un nuevo directorio de pruebas.
Asigne un nombre a la prueba y establezca los datos que desea guardar en una ubicación conocida para su uso en cálculos posteriores de tensión y deformación unitaria. Mueva la muestra de nuevo a la configuración de montaje original y cree un conjunto de protocolos titulado Primera imagen. Establezca el Modo de control de los ejes X e Y en Forzar y la Función de control en Paso.
Establezca la Magnitud de carga en cero mililitro y establezca la Duración de estiramiento y La Duración de recuperación en un segundo. Establezca el número de repeticiones en uno y la Frecuencia de salida de datos y Frecuencia de salida de imagen en un hercio. Instruir a un nuevo conjunto de pruebas y así nombrarlo Preacondicionamiento A, estableciendo los parámetros de prueba de tal manera que el tejido se someta a 10 repeticiones de carga/descarga cíclica a la fuerza objetivo para la tensión de membrana deseada como se ha demostrado.
Instruir a otro conjunto de pruebas denominado Preacondicionamiento B con parámetros de prueba idénticos al conjunto de pruebas De preacondicionamiento A, pero con la Frecuencia de salida de imagen establecida en 15 hercios y sin precarga aplicada. Después de los protocolos de preacondicionamiento, cree los protocolos de prueba para que el tejido se cargue a la tensión de membrana máxima en las relaciones de carga circunferenciales a radiales indicadas a una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto. Recuperar los datos de los dos últimos ciclos de cada relación de carga para el procesamiento de datos posterior y los análisis descritos.
Preparar un protocolo de prueba de estiramiento biaxial controlado por desplazamiento a una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto en las direcciones X e Y para los desplazamientos asociados con los tramos circunferenciales y radiales de pico respectivamente. Preparar un protocolo de prueba de cizallamiento puro a lo largo de la dirección X, estirando en la dirección X asociada con el estiramiento circunferencial pico y acortando en la dirección Y mientras mantiene el área discontinua constante bajo deformación. Prepare un protocolo de prueba de estiramiento noxial restringido a lo largo de la dirección X.
A continuación, prepare un protocolo de prueba de cizallamiento puro a lo largo de la dirección Y y un protocolo de prueba de estiramiento noxial restringido a lo largo de la dirección Y. Entre cada uno de estos protocolos, construya un ciclo de descanso de un minuto que mantenga el tejido en la configuración montada original y recupere los datos de los dos últimos ciclos de cada relación de carga para el procesamiento y análisis de datos. A continuación, prepare un protocolo de relajación del estrés para que el tejido se cargue en cada dirección a una velocidad de carga de 4,42 newtons por minuto a los desplazamientos asociados con las tensiones máximas de la membrana y se mantiene en ese desplazamiento durante 15 minutos.
Después de 15 minutos, el protocolo debe ajustarse para recuperar el tejido a su configuración de montaje original. Los datos de estiramiento de tensión de una prueba mecánica biaxial controlada por fuerza representativa revelan una curva no lineal con cierta semejanza con una curva exponencial, con las curvas de comportamiento del material transversalmente isotrópicas y el estiramiento radial mayor que la deformación circunferencial. En algunos casos, la dirección de la anisotropía puede voltear, con la dirección circunferencial exhibiendo un mayor cumplimiento que la dirección radial.
De las pruebas controladas por desplazamiento, los datos de estiramiento de tensión siguen una respuesta no lineal para la dirección principal que experimenta tensión. En el protocolo de tensión noxial restringida, se muestra una respuesta de estiramiento de tensión creciente en la dirección restringida, lo que demuestra el acoplamiento del estiramiento aplicado en la otra dirección principal. A partir de las pruebas de relajación de tensión, los datos de tiempo de tensión de membrana normalizados siguen una curva en descomposición no lineal.
Tanto los tejidos del foliolo de la válvula mitral como el tricúspide presentan una mayor reducción de la tensión en la dirección radial en comparación con la dirección circunferencial. El análisis histológico representativo de las secciones de tejido del prospecto anterior de la válvula mitral y tricúspide utilizando la tinción tricroma de Masson demuestra los componentes típicos que se encuentran en las válvulas cardíacas auriculoventriculares, como las fibras de colágeno y las células intersticiales valvulares. Es importante que las perlas de vidrio no se peguen accidentalmente para evitar errores significativos en el cálculo de la deformación del tejido durante el paso de postprocesamiento.
Los datos adquiridos se pueden utilizar más adelante en el modelado computacional de la válvula cardíaca que puede informar mejor cómo funciona la válvula y para mejoras en los procedimientos quirúrgicos para el tratamiento de enfermedades cardíacas valvulares. Este protocolo abre puertas en el campo de la biomecánica de tejidos blandos para comparar los comportamientos mecánicos entre tejidos sanos y enfermos, así como para el diseño de materiales biomiméticos.
