Este sistema se puede utilizar para exponer los tejidos cardíacos diseñados a diferentes regímenes de poscarga, con el fin de estudiar los efectos de estos estímulos en el desarrollo de la fuerza tisular, la remodelación y la maduración. Nuestra técnica permite sujetar con precisión los tejidos batidos a una amplia gama de rutinas de carga posterior personalizables durante períodos prolongados de cultivo sin necesidad de abrir la placa de cultivo celular. Nuestro método podría ser modificado para controlar la carga posterior en otro sistema de cultivo de tejido muscular, como el músculo esquelético, el músculo liso o el músculo papilar extirpado.
Dado que nuestro enfoque de sistemas es bastante único y cuenta con aspectos técnicos con los que muchos científicos no están familiarizados, la demostración visual puede ayudar a recrear nuestra configuración. Para fabricar los bastidores de silicona con capacidad magnética, adquiera los bastidores de 24 cajas de lata de pozo de los postes de silicona descritos en el protocolo de texto. Usando una polaridad fija, lubricar los imanes con agua e insertarlos uno a la vez en los postes más exteriores de los bastidores de silicona.
Utilice una pieza mezclada de alambre dental de acero inoxidable para empujarlos cuidadosamente a la parte inferior de la cavidad del poste hueco. Se pueden apilar hasta cinco imanes en cada poste. Utilice alicates de punta redonda para doblar el alambre dental de acero inoxidable en aparatos de 11,25 milímetros de ancho y 15 milímetros de largo.
Para asegurarse de que se alcanzan las dimensiones correctas, se puede utilizar una plantilla hecha a sí mismo para ayudar en la flexión del alambre, a continuación, utilizar cortadores de alambre para cortar las llaves y el archivo para suavizar la superficie de corte. Lubricar los frenos o postes con agua e insertarlos en el estante de silicona que fija el segundo y el tercero al poste más exterior del proceso. Comience a preparar la carga posterior del dispositivo de afinación como se describe en el protocolo de texto, se adhiere al soporte del imán a la etapa piezoeléctrica utilizando un material no magnético, esto se puede lograr utilizando una pieza en forma de L de aluminio.
Para habilitar el análisis visual de los tejidos, instale una fuente de luz dentro del dispositivo de ajuste de carga posterior. Aquí se empleó una serie de LEDs para iluminar al ingeniero a los tejidos cardíacos desde abajo. Para calibrar el sistema de ajuste de carga posterior, monte uno de los bastidores de silicona y verticalmente utilizando materiales no magnéticos, de modo que los postes de silicona con capacidad magnética estén orientados horizontalmente.
Ahora monte uno de los imanes de la placa en una etapa lineal que viaja horizontalmente de tal manera que esté alineado axialmente con el poste sensible magnéticamente. Coloque el imán de calibración a una distancia definida desde el poste de silicona con capacidad magnética utilizando la etapa horizontal. Coloque una cámara a un lado de esta configuración para poder grabar ópticamente los postes de desviación bajo la influencia de las cargas de prueba.
Asegúrese de que hay suficiente espacio debajo del poste para que las cargas conectadas cuelguen libremente. Tome una foto del poste en ausencia de cualquier peso para utilizar como referencia para la posición neutral de los postes. Sin cambiar la perspectiva de la cámara, conecte una de las cargas al final del poste de silicona y, a continuación, tome una foto del poste doblando bajo la influencia del peso.
Ahora graficar la desviación del poste de silicona en el eje X contra la fuerza gravitacional de cada peso de prueba en el eje Y. Esto debería producir una relación lineal entre la fuerza y la desviación. Trazar una función de regresión lineal que pasa a través de 00 y los datos de adquisición.
La pendiente de esta función es la rigidez, k del poste de silicona con capacidad magnética en el espaciado del imán probado. Repita estos pasos en varios espaciados entre dmax y un dmin. Aquí se analizaron deflexiones en ocho posiciones de imán diferentes, que van desde unos 31 milímetros hasta unos cinco milímetros.
Una gran cantidad de función de regresión a través de estos valores. Por ejemplo, utilice el ajuste no lineal, una función de decaimiento de fase en el software de análisis. Esta función de regresión describe la relación entre el espaciado del imán y la carga posterior.
Para preparar el dispositivo de afinación de carga posterior para experimentos, conecte el motor de etapa piezoeléctrica al controlador de movimiento y conecte el controlador de movimiento al ordenador. Asegúrese de que el controlador de movimiento también esté conectado a una fuente de alimentación. A continuación, inicie el software de la plataforma del controlador de movimiento, conecte el software al motor piezo stage seleccionando el puerto designado como la placa de escenario durante la instalación del software de control de movimiento y, a continuación, haga clic en el botón de puerto abierto.
Vaya al panel del sistema, seleccione el bucle abierto, en el menú desplegable del bucle. Mueva manualmente la placa del imán a su posición más alta, el dmin de espaciado de imán más cercano posible. La placa de imán debe hacer contacto con el soporte de la placa de cultivo.
Ahora ve al Panel de Movimiento, como el botón cero para restablecer la posición actual de la etapa piezoeléctrica a cero milímetros. Mueva manualmente la hoja del imán a su posición más baja posible, anote la posición del codificador para determinar el rango de movimiento para el motor de etapa piezoeléctrico. Establezca los límites de viaje en el panel del sistema en valores dentro del rango de movimiento determinado en el paso anterior.
Esto evita que la hoja del imán se tope con la hoja de cultivo o en la parte inferior del dispositivo de afinación de la carga posterior. Una vez más, mueva la hoja del imán a su posición más alta y haga clic en el botón cero. Vaya al panel del sistema y cambie el modo de bucle de retroalimentación a bucle cerrado, lo que garantiza que la etapa corregirá cualquier error en su posicionamiento.
Haga clic en el botón Guardar en el cuadro De parámetros de tienda para almacenar estos ajustes en el sistema. Ahora coloque la placa de cultivo de 24 pozos que contiene tejidos cardíacos de ingeniería en bastidores de silicona con respuesta magnética en el soporte de la placa de cultivo. Para calcular el espaciado del imán necesario para lograr una carga posterior deseada, resuelva la función de regresión no lineal determinada anteriormente para d.
Restar dmin del espaciado del imán calculado, d. El resultado es la distancia que la placa de imán tiene que viajar desde su posición cero para lograr la carga posterior deseada. Escriba este valor en el campo de entrada Posición de destino y una entrada en el panel Movimiento y haga clic en Ir para ajustar la carga posterior del tejido cardíaco de ingeniería al valor calculado.
El control de los MREHT producidos a partir de corazones de ratas se cultivaba en ausencia de carga magnética hasta que se alcanzó una meseta en fuerza contráctil. En este día, los MREHT y los EHT controlados tenían fuerzas medias similares. Durante la semana siguiente, la carga posterior ejercida sobre los MREHT se incrementó progresivamente del punto nueve al seis punto ocho cinco mililitros por milímetro, mientras que la carga posterior para controlar los EHT se mantuvo constante.
La fuerza contráctil media aumentó con el aumento de la carga posterior hasta el punto nueve cinco mililitros, lo que marca más de un aumento de tres veces en vigor en comparación con el valor medio medido para los EHT controlados. La desviación posterior, por otro lado, disminuyó en comparación con los tejidos de control. En el último día de cultivo, la desviación principal medida para los MREHTs era sólo el punto uno milímetros, en comparación con el punto cuatro ocho milímetros para el control de EHT.
Los EHT rad en postes de silicona con respuesta magnética se cultivaron a un volumen mínimo de punto nueve un milinewton por milímetro hasta que se alcanzó una meseta y una fuerza contráctil. A partir de este día, los MREHTs se sometieron a un régimen de siete días después de la carga que expone a los EHT a ciclos de carga posterior alternando entre el punto nueve uno y seis puntos ocho cinco mililitros por milímetro. La carga posterior de EHT de control se mantuvo constante en el punto seis milinewton cero por milímetro durante toda la duración del cultivo.
Las diferencias observadas no fueron estadísticamente significativas. Combinado con el análisis de contractilidad óptica, este método permite la medición en tiempo real de la respuesta contráctil a corto plazo a magnitudes fluctuantes de la carga posterior, que podrían ser útiles para investigar las propiedades fisiológicas musculares. Los imanes fuertes pueden aferrarse repentinamente entre sí, potencialmente causando lesiones al usuario y dañando los propios imanes, para evitar esto, mantener el imán separado a una distancia segura.
