Subventions du NIH R01 HL085369, HL067322, HL082729, EB008999

1. Préparation <ol><li> Préparer fraîchement solution Tyrodes fait »(en mm, 128,2 NaCl, CaCl 2 1,3, 4,7 KCl, 1,19 NaH 2 PO 4, 1,05 MgCl 2, 20,0 NaHCO 3, et 11,1 glucose). Afin d&#39;accélérer la préparation quotidienne des solutions, préparer deux solutions de stock à l&#39;avance et les conserver à +4 ° C Réfrigérateur: (1) Stock I (en g/2L, 374,6 NaCl, CaCl 2 9,56, 17,52 KCl, 8,21 NaH 2 PO 4 , 10,67 MgCl 2) et (2) Stock II (en g/2L, 84,01 NaHCO 3). Pour faire 2L de solution suffisante pour une expérience de prendre Tyrodes &#39;1840mL d&#39;eau déminéralisée et mélanger en elle 80 ml de stock I, 80 ml de Stock II, et 4g de glucose. </li><li> Préparer des solutions étalons de colorants et de découpleurs: (1) excitation-contraction solution stock découplant blebbistatin (Tocris Bioscience, 2mg/ml Solution dans le DMSO), (2) sensibles au voltage stock de solution de colorant di-4-ANEPPS (Invitrogen, 1mg/mL solution dans le DMSO), (3) la tension colorant sensible RH solution stock 237 (Invitrogen, solution 1.25mg/ml dans le DMSO); indicateur de calcium (4) Rhod-deux heures solution stock (Invitrogen, solution de 1mg/ml dans le DMSO). Une expérience lapin seul nécessite environ 30 uL de la solution stock di-4-ANEPPS, 30 ul de la solution RH237 stock, et 200 ul de la Rhod-deux heures solution stock. Pour éviter la congélation et décongélation répétées, nous stockons 100 aliquotes de di-4-ANEPPS à -20 ° C. D&#39;autres colorants sont également stockés à -20 ° C. Stocker le blebbistatin dissous dans 4 ° C réfrigérateur. </li><li> Avant la récolte du cœur, la solution de Tyrodes transfert »dans la bouteille 2L et le placer dans un bain d&#39;eau (Fisher Scientific) qui maintient la température de la solution à 37 ° C. La solution est oxygénée à 95% d&#39;O 2 - 5% de CO 2. Le pH est maintenu à 7,35 ± 0,05 en ajustant le niveau d&#39;oxygénation. La solution est distribuée dans le système de perfusion de Langendorff et est filtré par un filtre en nylon net (taille des pores: 11μm, Millipore) placé dans la ligne de perfusion avant la canule. </li><li> Préparer le matériel de surveillance avant la récolte du coeur. Un capteur de pression (WPI) est utilisé pour surveiller la pression aortique pendant l&#39;expérience. De base du capteur de pression est ajustée à zéro mmHg lorsque le cœur n&#39;est pas attaché au système de perfusion. Les pseudo-ECG électrodes sont placées dans la chambre à plomb approximative I, II et III de l&#39;ECG Einthoven triangle. </li></ol> 2. La récolte et la perfusion de cœurs de lapin <ol><li> Fixer le lapin dans le dispositif de contention lapin. Euthanasier le lapin par une injection intraveineuse de pentobarbital sodique (50 mg / kg) avec 2000 U d&#39;héparine. Quand le lapin est complètement euthanasiés, qui est déterminée par le manque de réflexe de la douleur, la cavité thoracique est rapidement ouvert et le cœur et les poumons sont excisées. </li><li> Faites une entaille à l&#39;extrémité supérieure de l&#39;aorte ascendante, avant toutes les branches de l&#39;arc aortique. Rincer l&#39;air de l&#39;aorte ascendante, puis rapidement cathétériser le cœur à une canule de calibre 16, qui a déjà été attaché à un trappeur bulle qui est très important pour garder l&#39;air hors des coronaires. Une fois que le coeur est perfusé par voie rétrograde dans un système non-recirculation perfusion de Langendorff, faire une coupe à ouvrir le péricarde rapidement. </li><li> Retirez le poumon, la trachée, des graisses et des tissus conjonctifs, tandis que le sang est évacué par la perfusion. </li><li> Très important! Un tube en silicone (~ 3cm de long et 2 mm de diamètre) est inséré dans une veine pulmonaire et la valve mitrale dans le ventricule gauche (VG) et gardé là toute l&#39;expérience. Ce tube libère la solution qui est piégé dans le LV. Sans circulation pendant des heures pendant l&#39;expérience Langedorff-perfusion dans un cœur mécanique immobilisé, il est susceptible de provoquer une ischémie sévère dans la cavité du VG et de produire des arythmies. </li><li> Déplacez le cœur avec la canule à la recirculation de Langendorff perfusion du système avec l&#39;appareil de cartographie optique. </li></ol> 3. Mener des expériences en utilisant le système de cartographie panoramique optique <ol><li> Placez le coeur dans une chambre à six pans sur-mesure et connecter la canule pour le système de perfusion. Maintenir la pression aortique à 60 ± 5 mmHg en ajustant le débit de la pompe à perfusion. Moniteur conduisent j&#39;ai pseudo-ECG. Maintenir le pH à environ 7,35 ± 0,05. </li><li> Eteignez la lumière ambiante, parce blebbistatin est photoinactivated fin UV et faible (450-490 nm) 17 de la partie visible du spectre. Injecter lentement la solution mère blebbistatin par le port d&#39;injection dans le trappeur bulle d&#39;air situé au-dessus de la canule. Injecter lentement blebbistatin 0.1ml pour chaque injection bolus. Attendez que la pression de se stabiliser avant la prochaine injection. </li><li> Placez délicatement l&#39;électrode sur le rythme emplacement spécifique à votre design expérimental. </li><li> Mettez l&#39;image du cœur dans le verre dépoli situé sur le plan image de chaque tableau photodiode (PDA) à partir de troisespacés angles entourant le cœur. Ajustez la position de la canule et les distances entre chaque PDA et le cœur afin de s&#39;adapter au coeur du champ de vue de chacun des trois PDA. Prenez une photo de chaque image focalisée dans le verre dépoli. </li><li> Lentement injecter 10 ~ 20 pi solution stock de di-4-ANEPPS par le port d&#39;injection dans le piège à bulles d&#39;air dans la solution de perfusion. Attendre 1 ~ 3 minutes avant de prendre enregistrements optiques. </li><li> Pour le premier enregistrement, allumer la lumière LED verte (pas de filtre d&#39;excitation, INONDATIONS LED, LUMILEDS), prenez enregistrements optiques simultanément de trois PDA connecté avec le système de sur-mesure d&#39;acquisition de données, 5 et éteindre la lumière LED. Vérifier la qualité des signaux des différents pixels de chacun des trois PDA. Ajouter 0,1 ~ 0,2 ml solution stock blebbistatin si les artefacts de mouvement dans le potentiel d&#39;action optiques sont remarqués. Ajouter une autre solution à 5 uL d&#39;actions di-4-ANEPPS s&#39;il signal-bruit est faible. </li><li> Terminer le protocole conçu expérimental pour l&#39;étude fonctionnelle. Re-tacher le coeur avec une solution 5uL stock supplémentaire di-4-ANEPPS si le signal se dégrade au cours des expérimentations en raison de photoblanchiment ou de lavage. </li><li> Allumez la lumière ambiante après l&#39;achèvement de l&#39;étude fonctionnelle. Prenez des photos de cœur de 36 angles régulièrement espacés. Ce résultat est obtenu en tournant le cœur à une étape de 10 ° avec un appareil numérique fixé à l&#39;emplacement d&#39;un PDA. </li><li> Prenez le cœur hors de la chambre. Égoutter l&#39;ensemble des solutions. Lavez le système de perfusion dans la séquence de l&#39;eau déminéralisée, alcool réactif à 70%, et encore de l&#39;eau DI. </li><li> L&#39;analyse des données comprend la reconstruction de la géométrie du cœur du 36 photographies numériques, l&#39;enregistrement du signal optique sur la surface de la géométrie reconstruite, et la quantification de la durée du potentiel d&#39;action (DPA), la vitesse de conduction (CV), phase, etc 6 </li></ol> 4. Mener des expériences en utilisant le système de cartographie double <ol><li> (Continuer après partie 2) Placez le coeur canule dans une chambre de verre (Radnoti) et de connecter la canule pour le système de perfusion. Cerner le coeur au fond de la chambre de silicium à l&#39;apex du ventricule et oreillette. </li><li> Eteignez la lumière ambiante. Injecter lentement la solution mère blebbistatin (15 ~ 20 min pour atteindre 10 uM) par le port d&#39;injection avant de la canule de perfusion afin d&#39;immobiliser le cœur. </li><li> Mettez un plat en plastique de Pétri, ou d&#39;autres couvrent fenêtre en verre, au-dessus de la surface épicardique de réduire le mouvement de la surface de solution. </li><li> Discussion de deux caméras CMOS dans le système de cartographie double (Ultima-L, SciMedia) au même champ de vision. Fluorescence émise est séparé par un miroir dichroïque (635nm coupure, Omega Optical), et filtré par un filtre 700nm longpass (Thorlabs) pour les signaux de tension et par un passe-bande 590 / 30 nm filtre (Omega Optical) pour les signaux de calcium. </li><li> But des guides de lumière de deux lampes halogènes (Newport Oriel Instruments, Stratford, CT; SciMedia, Costa Mesa, Californie) vers le domaine de la cartographie de vue de réaliser un éclairage uniforme. Filtres d&#39;excitation (531/40 nm, SemRock) sont utilisés. </li><li> Tache le cœur avec la solution de tension colorant sensible des stocks HR 237 (10 ~ 30 uL) par le port d&#39;injection. </li><li> Mélanger les Rhod-deux heures (0.2ml) solution mère avec Pluronic F-127 (Invitrogen, mélange 1:1). Soniquer pendant 1min dans un sonicateur bain-marie. Injecter le mélange à travers le port du trappeur bulle. Attendez environ 20 minutes pour permettre à la dé-estérification des Rhod-deux heures avant le début de la cartographie. </li><li> Pour un enregistrement, éteindre la pompe pour éviter le mouvement surfusion à la surface de la solution, tourner sur la source lumineuse d&#39;excitation (les lampes halogènes); prendre enregistrements optiques utilisant deux caméras connectées au système d&#39;acquisition de données (Ultima-L, SciMedia) ; éteindre la lumière d&#39;excitation, et mettez la pompe surfusion. Vérifier la qualité des signaux optiques. Re-tacher les tissus, si nécessaire. </li><li> Terminer le reste du protocole conçu pour une étude expérimentale. </li><li> Allumez la lumière ambiante et de prendre une photographie du cœur contenant le champ de vision. Prenez le cœur hors de la chambre. Égoutter l&#39;ensemble des solutions. Lavez le système de perfusion dans la séquence de l&#39;eau déminéralisée, alcool réactif à 70% (Fisher Scientific), et de l&#39;eau DI. </li><li> L&#39;analyse des données contient des mesures d&#39;APD, CV, la durée de calcium transitoire (CATD), le délai entre la course ascendante AP et de l&#39;élévation de chat, le temps de montée du calcium transitoire, et la constante de temps un ajustement monoexponentielle de la désintégration de cat. </li></ol> Les résultats représentatifs: <img src="/files/ftp_upload/3160/3160fig1.jpg" alt="Figure 1"/> Figure 1. Les résultats représentatifs d&#39;une expérience de lapin perfusé de Langendorff en utilisant le système de cartographie panoramique optique. (A) La vue antérieure du cœur de lapin et la géométrie de lapin reconstruite cœur sous la forme d&#39;un treillis à trois dimensions-grille de surface. (B) TIl défit surface épicardique couleur par la phase (obtenu à partir de l&#39;analyse plan de phase 18) en indiquant le front d&#39;onde en rouge pendant un épisode de tachyarythmie. (C) Les enregistrements optiques potentiel d&#39;action à partir de cinq endroits autour de la singularité phase marquée par 1-5 dans la partie B. (D) Huit des instantanés de front d&#39;onde d&#39;activation (couleur rouge) pendant un cycle de propagation d&#39;une arythmie stables réentrant. Les cercles de front d&#39;onde dans le sens horaire autour d&#39;une singularité de phase, qui est visible à la surface antérieure du cœur. La couleur de la repolarisation (bleu) est réglé pour être partiellement transparente, de sorte que le front d&#39;onde postérieur est visible (par exemple, à 80ms, 100ms, 120ms et). Un film de cette arythmie réentrante est fournie dans la vidéo d&#39;appoint 1. Les méthodes de reconstruction géométrique, l&#39;enregistrement du signal, le calcul de carte de phase, et le déballage de surface sont décrites en détail ailleurs 6. <img src="/files/ftp_upload/3160/3160fig2.jpg" alt="Figure 2"/> Figure 2. Les résultats représentatifs d&#39;une expérience de Langendorff perfusé de lapin cardiaque en utilisant le système de cartographie double (cartographie simultanée du potentiel d&#39;action et de calcium transitoire). (A) la surface antérieure du cœur avec le champ de la cartographie de vue couvert par des points noirs. (B) Une vue rapprochée d&#39;enregistrements à partir d&#39;un site. (C) des traces exemples du potentiel d&#39;action (en bleu) et le calcium transitoire (rouge) à partir d&#39;un ensemble de positions espacées uniformément marqué par les points noirs dans le panneau A. Notez que tous les enregistrements de pixels sont affichés et la résolution spatiale est 200μm.

<ol>
	<li>Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+of+the+heart.">Optical imaging of the heart.</a> Circ Res. 95, 21-33 (2004).</li><li>Panfilov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+heart+size+a+factor+in+ventricular+fibrillation?+Or+how+close+are+rabbit+and+human+hearts?.">Is heart size a factor in ventricular fibrillation? Or how close are rabbit and human hearts?.</a> Heart Rhythm. 3, 862-864 (2006).</li><li>Maier, L. S., Bers, D. M., Pieske, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+Ca(2+)-handling+and+sarcoplasmic+reticulum+Ca(2+)-content+in+isolated+rat+and+rabbit+myocardium.">Differences in Ca(2+)-handling and sarcoplasmic reticulum Ca(2+)-content in isolated rat and rabbit myocardium.</a> J Mol Cell Cardiol. 32, 2249-2258 (2000).</li><li>Bray, M. A., Lin, S. F., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+surface+reconstruction+and+fluorescent+visualization+of+cardiac+activation.">Three-dimensional surface reconstruction and fluorescent visualization of cardiac activation.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 47, 1382-1391 (2000).</li><li>Qu, F., Ripplinger, C. M., Nikolski, V. P., Grimm, C., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+panoramic+imaging+of+cardiac+arrhythmias+in+rabbit+heart.">Three-dimensional panoramic imaging of cardiac arrhythmias in rabbit heart.</a> J Biomed Opt. 12, 044019-044019 (2007).</li><li>Lou, Q., Ripplinger, C. M., Bayly, P. V., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+panoramic+imaging+of+epicardial+electrical+activity.">Quantitative panoramic imaging of epicardial electrical activity.</a> Ann Biomed Eng. 36, 1649-1658 (2008).</li><li>Kay, M. W., Amison, P. M., Rogers, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+surface+reconstruction+and+panoramic+optical+mapping+of+large+hearts.">Three-dimensional surface reconstruction and panoramic optical mapping of large hearts.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 51, 1219-1229 (2004).</li><li>Li, W., Ripplinger, C. M., Lou, Q., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+monophasic+shocks+improve+electrotherapy+of+ventricular+tachycardia+in+a+rabbit+model+of+chronic+infarction.">Multiple monophasic shocks improve electrotherapy of ventricular tachycardia in a rabbit model of chronic infarction.</a> Heart Rhythm. 6, 1020-1027 (2009).</li><li>Ripplinger, C. M., Lou, Q., Li, W., Hadley, J., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Panoramic+imaging+reveals+basic+mechanisms+of+induction+and+termination+of+ventricular+tachycardia+in+rabbit+heart+with+chronic+infarction:+implications+for+low-voltage+cardioversion.">Panoramic imaging reveals basic mechanisms of induction and termination of ventricular tachycardia in rabbit heart with chronic infarction: implications for low-voltage cardioversion.</a> Heart Rhythm. 6, 87-97 (2009).</li><li>Efimov, I. R., Rendt, J. M., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+maps+of+intracellular+[Ca2+]i+transients+and+action-potentials+from+the+surface+of+perfused+guinea-pig+hearts+(abstract).">Optical maps of intracellular [Ca2+]i transients and action-potentials from the surface of perfused guinea-pig hearts (abstract).</a> Circulation. 90, 632-632 (1994).</li><li>Choi, B. R., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+maps+of+optical+action+potentials+and+calcium+transients+in+guinea-pig+hearts:+mechanisms+underlying+concordant+alternans.">Simultaneous maps of optical action potentials and calcium transients in guinea-pig hearts: mechanisms underlying concordant alternans.</a> J Physiol. 529, 171-188 (2000).</li><li>Fast, V. G., Ideker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+optical+mapping+of+transmembrane+potential+and+intracellular+calcium+in+myocyte+cultures.">Simultaneous optical mapping of transmembrane potential and intracellular calcium in myocyte cultures.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 11, 547-556 (2000).</li><li>Laurita, K. R., Singal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+action+potentials+and+calcium+transients+simultaneously+from+the+intact+heart.">Mapping action potentials and calcium transients simultaneously from the intact heart.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 280, 2053-2060 (2001).</li><li>Choi, B. R., Burton, F., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytosolic+Ca2++triggers+early+afterdepolarizations+and+Torsade+de+Pointes+in+rabbit+hearts+with+type+2+long+QT+syndrome.">Cytosolic Ca2+ triggers early afterdepolarizations and Torsade de Pointes in rabbit hearts with type 2 long QT syndrome.</a> J Physiol. 543, 615-631 (2002).</li><li>Hwang, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+and+vulnerability+to+fibrillation+and+defibrillation+in+Langendorff-perfused+rabbit+ventricles.">Intracellular calcium and vulnerability to fibrillation and defibrillation in Langendorff-perfused rabbit ventricles.</a> Circulation. 114, 2595-2603 (2006).</li><li>Lou, Q., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+susceptibility+to+alternans+in+a+rabbit+model+of+chronic+myocardial+infarction.">Enhanced susceptibility to alternans in a rabbit model of chronic myocardial infarction.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 4527-4530 (2009).</li><li>Kolega, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phototoxicity+and+photoinactivation+of+blebbistatin+in+UV+and+visible+light.">Phototoxicity and photoinactivation of blebbistatin in UV and visible light.</a> Biochem Biophys Res Commun. 320, 1020-1025 (2004).</li><li>Bray, M. A., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Considerations+in+phase+plane+analysis+for+nonstationary+reentrant+cardiac+behavior.">Considerations in phase plane analysis for nonstationary reentrant cardiac behavior.</a> Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 65, 051902-05 (2002).</li><li>Fast, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+action+potentials+using+voltage-sensitive+dyes.">Recording action potentials using voltage-sensitive dyes.</a> Practical methods in cardiovascular research. , 233-255 (2005).</li><li>Knisley, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmembrane+voltage+changes+during+unipolar+stimulation+of+rabbit+ventricle.">Transmembrane voltage changes during unipolar stimulation of rabbit ventricle.</a> Circ Res. 77, 1229-1239 (1995).</li><li>Bishop, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+photon+scattering+in+optical+signal+distortion+during+arrhythmia+and+defibrillation.">The role of photon scattering in optical signal distortion during arrhythmia and defibrillation.</a> Biophys J. 93, 3714-3726 (2007).</li><li>Efimov, I. R., Fedorov, V. V., Joung, B., Lin, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+cardiac+pacemaker+circuits:+methodological+puzzles+of+the+sinoatrial+node+optical+mapping.">Mapping cardiac pacemaker circuits: methodological puzzles of the sinoatrial node optical mapping.</a> Circ Res. 106, 255-271 (2010).</li><li>Fedorov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+blebbistatin+as+an+excitation-contraction+uncoupler+for+electrophysiologic+study+of+rat+and+rabbit+hearts.">Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts.</a> Heart Rhythm. 4, 619-626 (2007).</li></ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Basé sur notre expérience, les clés d&#39;un succès de Langendorff perfusé expérimentation coeur de lapin comprennent une solution bien préparé Tyrodes, récolte rapide du cœur, bien entretenu la pression de perfusion, et le pH de la solution appropriée oxygéné dans le système de perfusion. Afin d&#39;enregistrer le signal à plus haute possible, rapport signal-bruit, nous devons tenir compte de facteurs y compris la source de lumière, des filtres optiques, une optique de focalisation, photodétecteurs, etc 19. Les détails de ces aspects sont abordés ailleurs 19. Lapins jeunes (âge: 4-5 mois, poids: 7-9 kilos) pourrait être utilisé pour éviter la graisse épicardique, ce qui diminue le rapport signal sur bruit des signaux optiques. Le signal enregistré par chaque pixel est une intégration pondérée de la lumière émise à partir d&#39;un volume de tissu. La profondeur de ce volume tissulaire dépend de la longueur d&#39;onde d&#39;excitation et d&#39;émission du colorant utilisé. Pour di-4-ANEPPS, comme exemple, la profondeur de pénétration est estimé à 300 um dans le coeur de lapin 20. Ainsi, l&#39;interprétation du signal optique doit être faite avec prudence lorsque l&#39;hétérogénéité locale de la fonction électrique sont présents dans le noeud sinusal, noeud auriculo-ventriculaire, et pendant 1,21,22 arythmie ventriculaire. Une limitation de la technique de cartographie optique comparée avec l&#39;enregistrement de l&#39;électrode est que la phase de repolarisation du potentiel d&#39;action est souvent distored optiques par artefacts de mouvement provoqué par la contraction cardiaque. Contrainte mécanique peut être utilisé pour réduire l&#39;artefact, mais ne peut pas les éliminer complètement. En comparaison, pharmacologiques excitation-contraction découpleurs sont efficaces pour éliminer les artefacts de mouvement. Cependant, ces découpleurs (par exemple 2,3-Butanedione monoxime) pourrait avoir d&#39;importants effets secondaires électrophysiologiques. Blebbistatin a été démontré ne pas avoir de néfastes effets secondaires sur l&#39;électrophysiologie cardiaque dans le coeur normal 23, et est donc un découplant prometteuse pour la cartographie optique. Il faut noter que l&#39;accélération de l&#39;œdème dû à l&#39;abolition de la contraction pourrait également affecter l&#39;électrophysiologie.

<table border="1"><tbody><tr><td> Réactifs </td><td> Société </td><td> Numéro de catalogue </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S271-1 </td></tr><tr><td> CaCl 2 (2H 2 O) </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> C79-500 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S217-500 </td></tr><tr><td> MgCl 2 (6H 2 O) </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> M33-500 </td></tr><tr><td> NaH 2 PO 4 (H 2 O) </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S369-500 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> S233-3 </td></tr><tr><td> D-glucose </td><td> Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ </td><td> D16-1 </td></tr><tr><td> Blebbistatin </td><td> Bioscience Tocris, Ellisville, MO </td><td> 1760 </td></tr><tr><td> Di-4-ANEPPS </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> D1199 </td></tr><tr><td> RH237 </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> S1109 </td></tr><tr><td> Rhod-deux heures </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> R1244 </td></tr><tr><td> Pluronic F127 </td><td> Invitrogen, Carlsbad, CA </td><td> P3000MP </td></tr><tr><td> Diméthylsulfoxyde (DMSO) </td><td> Sigma, St. Louis, MO </td><td> D2650 </td></tr></tbody></table>

multiparametric optical mapping of the langendorff-perfused rabbit heart

L&#39;imagerie optique et de sondes fluorescentes ont une méthodologie de recherche considérablement progressé dans le domaine de l&#39;électrophysiologie cardiaque d&#39;une manière qui n&#39;aurait pas été accomplie par d&#39;autres approches 1. Avec l&#39;utilisation du calcium et de colorants sensibles au voltage, cartographie optique permet la mesure des potentiels d&#39;action transmembranaires et les transitoires de calcium à haute résolution spatiale sans le contact physique avec le tissu. Cela rend les mesures de l&#39;activité électrique cardiaque possible sous plusieurs conditions où l&#39;utilisation d&#39;électrodes est difficile ou impossible 1. Par exemple, les enregistrements optiques fournir des informations précises des changements morphologiques du potentiel de membrane pendant et immédiatement après la stimulation et de défibrillation, tandis que les techniques conventionnelles d&#39;électrode souffrent de relance induite par des artefacts pendant et après les stimuli en raison d&#39;une polarisation de l&#39;électrode. Le coeur de lapin perfusé de Langendorff est l&#39;un des modèles les plus étudiés de la physiologie du cœur humain et la physiopathologie. De nombreux types d&#39;arythmies observées cliniquement pourrait être récapitulée dans le modèle de coeur de lapin. Il a été démontré que les ondes dans le coeur de lapin au cours des arythmies ventriculaires, déterminée par la taille effective du coeur et de la longueur d&#39;onde de la rentrée, sont très similaires à celle du cœur humain 2. Il a également été montré que les aspects critiques de l&#39;excitation-contraction (EC) couplage de lapin myocarde, tels que la contribution relative du réticulum sarcoplasmique (RS), est très similaire à la CE de couplage de l&#39;homme 3. Nous présentons ici les procédures de base d&#39;expériences de cartographie optique dans les cœurs de lapin perfusé de Langendorff, y compris la configuration système de perfusion de Langendorff, la cartographie optique de configuration des systèmes, l&#39;isolement et la canulation du cœur, de perfusion et de colorant coloration du cœur, excitation-contraction découplage, et la collecte des signaux optiques. Ces méthodes pourraient être également appliquées au cœur d&#39;autres espèces que le lapin avec des ajustements de taux de débit, optique, solutions, etc Deux systèmes de cartographie optique sont décrits. Le système de cartographie panoramique est utilisé pour cartographier l&#39;ensemble de l&#39;épicarde coeur de lapin 4-7. Ce système fournit une vue globale de l&#39;évolution des circuits réentrants cours arythmogenèse et la défibrillation, et a été utilisé pour étudier les mécanismes des arythmies et des antiarrhythmia thérapie 8,9. Le système de cartographie double est utilisée pour cartographier le potentiel d&#39;action (PA) et le calcium transitoire (CAT) simultanément à partir du même champ de vision 10-13. Cette approche a permis d&#39;améliorer notre compréhension de l&#39;importance du rôle du calcium dans l&#39;alternance de l&#39;électrique et l&#39;induction d&#39;une arythmie 14-16.

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Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Cet article décrit les procédures de base pour mener des expériences de cartographie optique dans le coeur de lapin perfusé de Langendorff en utilisant le système d&#39;imagerie panoramique, et la modalité d&#39;imagerie double (de tension et de calcium).

Multiparamétrique cartographie optique du Cœur lapin perfusé de Langendorff

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not ...

multiparametric-optical-mapping-langendorff-perfused-rabbit

Research

JoVE Journal

Bioengineering

22.4K vues.  Washington University in St. Louis. Cet article décrit les procédures de base pour mener des expériences de cartographie optique dans le coeur de lapin perfusé de Langendorff en utilisant le système d'imagerie panoramique, et la modalité d'imagerie double (de tension et de calcium).

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Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. Cardiovascular physiological phenotyping of the mouse heart can be easily done using fluorescence imaging employing various probes for transmembrane potential (Vm), calcium transients (CaT), and other parameters. Excitation-contraction coupling is characterized by action potential and intracellular calcium dynamics; therefore, it is critically important to map both Vm and CaT simultaneously from the same location on the heart1-4. Simultaneous optical mapping from Langendorff perfused mouse hearts has the potential to elucidate mechanisms underlying heart failure, arrhythmias, metabolic disease, and other heart diseases. Visualization of activation, conduction velocity, action potential duration, and other parameters at a myriad of sites cannot be achieved from cellular level investigation but is well solved by optical mapping1,5,6. In this paper we present the instrumentation setup and experimental conditions for simultaneous optical mapping of Vm and CaT in mouse hearts with high spatio-temporal resolution using state-of-the-art CMOS imaging technology. Consistent optical recordings obtained with this method illustrate that simultaneous optical mapping of Langendorff perfused mouse hearts is both feasible and reliable.

This paper details the dissection procedure, instrumental setup, and experimental conditions during optical mapping of transmembrane potential (Vm) and intracellular calcium transient (CaT) in intact isolated Langendorff perfused mouse hearts.

Cartographie optique de potentiels d&#39;action et les transitoires de calcium dans le cœur de la souris

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

Recherche

Bio-ingénierie

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including skeletal muscle, bone and placenta. Contemporary studies demonstrate fusion of cells of the same type confers enhanced function. For example, when the trophoblast cells of the placenta fuse to form the syncytiotrophoblast, the syncytiotrophoblast is better able to transport nutrients and hormones across the maternal-fetal barrier than unfused trophoblasts1-4. More recent studies demonstrate fusion of cells of different types can direct cell fate. The "reversion" or modification of cell fate by fusion was once thought to be limited to cell culture systems. But the advent of stem cell transplantation led to the discovery by us and others that stem cells can fuse with somatic cells in vivo and that fusion facilitates stem cell differentiation5-7. Thus, cell fusion is a regulated process capable of promoting cell survival and differentiation and thus could be of central importance for development, repair of tissues and even the pathogenesis of disease.
Limiting the study of cell fusion, is lack of appropriate technology to 1) accurately identify fusion products and to 2) track fusion products over time. Here we present a novel approach to address both limitations via induction of bioluminescence upon fusion (Figure 1); bioluminescence can be detected with high sensitivity in vivo8-15. We utilize a construct encoding the firefly luciferase (Photinus pyralis) gene placed adjacent to a stop codon flanked by LoxP sequences. When cells expressing this gene fuse with cells expressing the Cre recombinase protein, the LoxP sites are cleaved and the stop signal is excised allowing transcription of luciferase. Because the signal is inducible, the incidence of false-positive signals is very low. Unlike existing methods which utilize the Cre/LoxP system16, 17, we have incorporated a "living" detection signal and thereby afford for the first time the opportunity to track the kinetics of cell fusion in vivo.
To demonstrate the approach, mice ubiquitously expressing Cre recombinase served as recipients of stem cells transfected with a construct to express luciferase downstream of a floxed stop codon. Stem cells were transplanted via intramyocardial injection and after transplantation intravital image analysis was conducted to track the presence of fusion products in the heart and surrounding tissues over time. This approach could be adapted to analyze cell fusion in any tissue type at any stage of development, disease or adult tissue repair.

A Cre-Lox P Recombination Approach for the Detection of Cell Fusion In Vivo

A method to track cell fusion in living organisms over time is described. The approach utilizes Cre-LoxP recombination to induce luciferase expression upon cell fusion. The luminescent signal generated can be detected in living organisms using biophotonic imaging systems with a sensitivity of detection of &tilde;1,000 cells in peripheral tissues.

Une approche recombinaison Cre-Lox P pour la détection de la fusion cellulaire In Vivo</em

The ability of two or more cells of the same type to fuse has been utilized in metazoans throughout evolution to form many complex organs, including ...

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

Collagen fibrils are present in the extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and mechanical strength. These native collagen fibrils have a characteristic banding periodicity of ~67 nm and are formed in vivo through the hierarchical assembly of Type I collagen monomers, which are 300 nm in length and 1.4 nm in diameter. In vitro, by varying the conditions to which the monomer building blocks are exposed, unique structures ranging in length scales up to 50 microns can be constructed, including not only native type fibrils, but also fibrous long spacing and segmental long spacing collagen. Herein, we present procedures for forming the three different collagen structures from a common commercially available collagen monomer. Using the protocols that we and others have published in the past to make these three types typically lead to mixtures of structures. In particular, unbanded fibrils were commonly found when making native collagen, and native fibrils were often present when making fibrous long spacing collagen. These new procedures have the advantage of producing the desired collagen fibril type almost exclusively. The formation of the desired structures is verified by imaging using an atomic force microscope.

In vitro Synthesis of Native, Fibrous Long Spacing and Segmental Long Spacing Collagen

Simple and reproducible procedures are described for making three structurally distinct collagen assemblies from a common commercially available Type I collagen monomer. Native type, fibrous long spacing or segmental long spacing collagen can be constructed by varying the conditions to which the 300 nm long and 1.4 nm diameter monomer building block is exposed.

En synthèse in vitro de la maternelle, de l&#39;espacement de longue fibreux et segmentaire collagène Espacement long

Collagen fibrils are present in the  extracellular matrix of animal tissue to provide structural scaffolding and  mechanical strength. These native ...

Patient-specific Modeling of the Heart: Estimation of Ventricular Fiber Orientations

Patient-specific simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered by the absence of in vivo imaging technology for clinically acquiring myocardial fiber orientations. The objective of this project was to develop a methodology to estimate cardiac fiber orientations from in vivo images of patient heart geometries. An accurate representation of ventricular geometry and fiber orientations was reconstructed, respectively, from high-resolution ex vivo structural magnetic resonance (MR) and diffusion tensor (DT) MR images of a normal human heart, referred to as the atlas. Ventricular geometry of a patient heart was extracted, via semiautomatic segmentation, from an in vivo computed tomography (CT) image. Using image transformation algorithms, the atlas ventricular geometry was deformed to match that of the patient. Finally, the deformation field was applied to the atlas fiber orientations to obtain an estimate of patient fiber orientations. The accuracy of the fiber estimates was assessed using six normal and three failing canine hearts. The mean absolute difference between inclination angles of acquired and estimated fiber orientations was 15.4 &deg;. Computational simulations of ventricular activation maps and pseudo-ECGs in sinus rhythm and ventricular tachycardia indicated that there are no significant differences between estimated and acquired fiber orientations at a clinically observable level.The new insights obtained from the project will pave the way for the development of patient-specific models of the heart that can aid physicians in personalized diagnosis and decisions regarding electrophysiological interventions.

A methodology to estimate ventricular fiber orientations from in vivo images of patient heart geometries for personalized modeling is described. Validation of the methodology performed using normal and failing canine hearts demonstrate that that there are no significant differences between estimated and acquired fiber orientations at a clinically observable level.

Spécifique au patient Modeling of the Heart: Estimation des orientations des fibres ventriculaires

Patient-specific  simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered  by the absence of in vivo imaging technology for ...

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a model microorganism. The biosensor relies on direct binding of the target bacteria cells onto its surface, while no pretreatment (e.g.&#160;by cell lysis) of the studied sample is required. A mesoporous Si thin film is used as the optical transducer element of the biosensor. Under white light illumination, the porous layer displays well-resolved Fabry-P&#233;rot fringe patterns in its reflectivity spectrum. Applying a fast Fourier transform (FFT) to reflectivity data results in a single peak. Changes in the intensity of the FFT peak are monitored. Thus, target bacteria capture onto the biosensor surface, through antibody-antigen interactions, induces measurable changes in the intensity of the FFT peaks, allowing for a &#39;real time&#39; observation of bacteria attachment.
The mesoporous Si film, fabricated by an electrochemical anodization process, is conjugated with monoclonal antibodies, specific to the target bacteria. The immobilization, immunoactivity and specificity of the antibodies are confirmed by fluorescent labeling experiments. Once the biosensor is exposed to the target bacteria, the cells are directly captured onto the antibody-modified porous Si surface. These specific capturing events result in intensity changes in the thin-film optical interference spectrum of the biosensor. We demonstrate that these biosensors can detect relatively low bacteria concentrations (detection limit of 104 cells/ml) in less than an hour.

Optical Detection of E. coli Bacteria by Mesoporous Silicon Biosensors

A label-free optical biosensor for rapid bacteria detection is introduced. The biosensor is based on a nanostructured porous Si, which is designed to directly capture the target bacteria cells onto its surface. We use monoclonal antibodies, immobilized onto the porous transducer, as the capture probes. Our studies demonstrate the applicability of these biosensors for the detection of low bacterial concentrations within minutes with no prior sample processing (such as cell lysis).

Détection optique de<em&gt; E. coli</em&gt; Bactérie par mésoporeux Silicon biocapteurs

A label-free optical biosensor based on a nanostructured porous Si is designed for rapid capture and detection of Escherichia coli K12 bacteria, as a ...

Nanomanipulation of Single RNA Molecules by Optical Tweezers

A large portion of the human genome is transcribed but not translated. In this post genomic era, regulatory functions of RNA have been shown to be increasingly important. As RNA function often depends on its ability to adopt alternative structures, it is difficult to predict RNA three-dimensional structures directly from sequence. Single-molecule approaches show potentials to solve the problem of RNA structural polymorphism by monitoring molecular structures one molecule at a time. This work presents a method to precisely manipulate the folding and structure of single RNA molecules using optical tweezers. First, methods to synthesize molecules suitable for single-molecule mechanical work are described. Next, various calibration procedures to ensure the proper operations of the optical tweezers are discussed. Next, various experiments are explained. To demonstrate the utility of the technique, results of mechanically unfolding RNA hairpins and a single RNA kissing complex are used as evidence. In these examples, the nanomanipulation technique was used to study folding of each structural domain, including secondary and tertiary, independently. Lastly, the limitations and future applications of the method are discussed.

Optical tweezers have been used to study RNA folding by stretching individual molecules from their 5&#8217; and 3&#8217; ends. Here common procedures are described to synthesize RNA molecules for tweezing, calibration of the instrument, and methods to manipulate single molecules.

Nanomanipulation de molécules d&#39;ARN simple par pinces optiques

A large portion of the human genome is transcribed but not translated. In this post genomic era, regulatory functions of RNA have been shown to be ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances (EPS). The EPS serves as a physical and protective scaffold that houses the bacterial cells and consists of a variety of materials that includes proteins, exopolysaccharides and DNA. The composition of the EPS may change, which remodels the mechanic properties of the biofilm to further develop or support alternative biofilm structures, such as streamers, as a response to environmental cues. Despite this, there are little quantitative descriptions on how EPS components contribute to the mechanical properties and function of biofilms. Rheology, the study of the flow of matter, is of particular relevance to biofilms as many biofilms grow in flow conditions and are constantly exposed to shear stress. It also provides measurement and insight on the spreading of the biofilm on a surface. Here, particle-tracking microrheology is used to examine the viscoelasticity and effective crosslinking roles of different matrix components in various parts of the biofilm during development. This approach allows researchers to measure mechanic properties of biofilms at the micro-scale, which might provide useful information for controlling and engineering biofilms.

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Particle-tracking microrheology investigates the viscoelasticity of materials. Here, the technique is used to determine the viscoelasticity, creep compliance and effective crosslinking roles of different matrix components of a bacterial biofilm. The matrix consists of polymeric substances secreted by the bacteria and its components determine biofilm structure and mechanical properties.

En cartographie in situ des propriétés mécaniques des biofilms par Microrhéologie de particules de suivi

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Intraductal Delivery to the Rabbit Mammary Gland

Localized intraductal treatments for breast cancer offer potential advantages, including efficient delivery to the tumor and reduced systemic toxicity and adverse effects1,2,3,4,5,6,7. However, several challenges remain before these treatments can be applied more widely. The development and validation of intraductal therapeutics in an appropriate animal model facilitate the development of intraductal therapeutic strategies for patients. While the mouse mammary gland has been widely used as a model system of mammary development and tumorigenesis, the anatomy is distinct from the human gland. A larger animal model, such as the rabbit, may serve as a better model for mammary gland structure and intraductal therapeutic development. In contrast to mice, in which ten ductal trees are spatially distributed along the body axis, each terminating in a separate teat, the rabbit mammary gland more closely resembles the human gland, with multiple overlapping ductal systems that exit through separate openings in one teat. Here, we present minimally invasive methods for the delivery of reagents directly into the rabbit mammary duct and for visualization of the delivery itself with high-resolution ultrasound imaging.

Here, we describe a technique for the localized delivery of reagents to the rabbit mammary gland via an intraductal injection. In addition, we describe a protocol for visualization and the confirmation of delivery by high-resolution ultrasound imaging of contrast agents.

Livraison Intracanalaire le lapin glande mammaire

Localized intraductal treatments for breast cancer offer potential advantages, including efficient delivery to the tumor and reduced systemic toxicity and ...

Light-sheet Fluorescence Microscopy for the Study of the Murine Heart

Light-sheet fluorescence microscopy has been widely used for rapid image acquisition with a high axial resolution from micrometer to millimeter scale. Traditional light-sheet techniques involve the use of a single illumination beam directed orthogonally at sample tissue. Images of large samples that are produced using a single illumination beam contain stripes or artifacts and suffer from a reduced resolution due to the scattering and absorption of light by the tissue. This study uses a dual-sided illumination beam and a simplified CLARITY optical clearing technique for the murine heart. These techniques allow for deeper imaging by removing lipids from the heart and produce a large field of imaging, greater than 10 x 10 x 10 mm3. As a result, this strategy enables us to quantify the ventricular dimensions, track the cardiac lineage, and localize the spatial distribution of cardiac-specific proteins and ion-channels from the post-natal to adult mouse hearts with sufficient contrast and resolution.

This study uses a dual-sided illumination light-sheet fluorescence microscopy (LSFM) technique combined with optical clearing to study the murine heart.

Microscopie de Fluorescence lumière-feuille pour l’étude du coeur murin

Light-sheet fluorescence microscopy has been widely used for rapid image acquisition with a high axial resolution from micrometer to millimeter scale. ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive models, which provide a mathematical representation of the mechanical function of those structures. This presented biaxial mechanical testing protocol involves (i) tissue acquisition, (ii) the preparation of tissue specimens, (iii) biaxial mechanical testing, and (iv) postprocessing of the acquired data. First, tissue acquisition requires obtaining porcine or ovine hearts from a local Food and Drug Administration-approved abattoir for later dissection to retrieve the valve leaflets. Second, tissue preparation requires using tissue specimen cutters on the leaflet tissue to extract a clear zone for testing. Third, biaxial mechanical testing of the leaflet specimen requires the use of a commercial biaxial mechanical tester, which consists of force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation testing protocols to characterize the leaflet tissue&#39;s mechanical properties. Finally, post-processing requires the use of data image correlation techniques and force and displacement readings to summarize the tissue&#39;s mechanical behaviors in response to external loading. In general, results from biaxial testing demonstrate that the leaflet tissues yield a nonlinear, anisotropic mechanical response. The presented biaxial testing procedure is advantageous to other methods since the method presented here allows for a more comprehensive characterization of the valve leaflet tissue under one unified testing scheme, as opposed to separate testing protocols on different tissue specimens. The proposed testing method has its limitations in that shear stress is potentially present in the tissue sample. However, any potential shear is presumed negligible.

This protocol involves characterizations of atrioventricular valve leaflets with force-controlled, displacement-controlled, and stress-relaxation biaxial mechanical testing procedures. Results acquired with this protocol can be used for constitutive model development to simulate the mechanical behavior of functioning valves under a finite element simulation framework.

Biaxiales caractérisations mécaniques des valvules auriculo-ventriculaire

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...