Ce système peut être utilisé pour exposer les tissus cardiaques artificiels à différents régimes de charge après charge, afin d’étudier les effets de ces stimuli sur le développement de la force tissulaire, le remodelage et la maturation. Notre technique permet de soumettre avec précision les tissus battants à un large éventail de routines de recharge personnalisables sur de longues périodes de culture sans même avoir besoin d’ouvrir la plaque de culture cellulaire. Notre méthode pourrait être modifiée pour contrôler le afterload dans d’autres système de culture de tissu musculaire, tels que le muscle squelettique, le muscle lisse ou le muscle papillaire excisé.
Étant donné que notre approche des systèmes est assez unique et comporte des aspects techniques que de nombreux scientifiques ne connaissent pas, la démonstration visuelle peut aider à recréer notre configuration. Pour fabriquer les supports en silicone sensibles magnétiquement, acquérir la plaque de puits 24 peut pagayer racks de poteaux de silicone décrits dans le protocole de texte. À l’aide d’une polarité fixe, lubrifier les aimants avec de l’eau et les insérer un à la fois dans les poteaux les plus externes des supports en silicone.
Utilisez un morceau mélangé de fil dentaire en acier inoxydable pour les pousser soigneusement au fond de la cavité creuse du poteau. Jusqu’à cinq aimants peuvent être empilés dans chaque poteau. Utilisez des pinces nasales rondes pour plier le fil dentaire en acier inoxydable en broches de 11,25 millimètres de large et de 15 millimètres de long.
Pour s’assurer que les dimensions correctes sont atteintes, on peut utiliser un gabarit auto-fait pour faciliter la flexion du fil, puis utiliser des coupe-fils pour couper les broches et le fichier pour lisser la surface de coupe. Lubrifier les broches ou les poteaux avec de l’eau et les insérer dans le support en silicone fixant le deuxième et le troisième au poteau le plus externe dans le processus. Commencez à préparer le dispositif de réglage après charge tel que décrit dans le protocole de texte, attachez-le au support d’aimant au stade piezoélectrique à l’aide d’un matériau non magnétique, ceci peut être réalisé à l’aide d’un morceau d’aluminium en forme de L.
Pour permettre l’analyse visuelle des tissus, installez une source de lumière dans le dispositif de réglage après chargement. Ici, un éventail de LED a été utilisé pour éclairer l’ingénieur aux tissus cardiaques d’en bas. Pour calibrer le système de réglage après chargement, montez l’un des supports en silicone et utilisez verticalement des matériaux non magnétiques, de sorte que les poteaux de silicone sensibles magnétiquement soient orientés horizontalement.
Maintenant monter l’un des aimants de plaque sur une scène linéaire voyageant horizontalement de telle sorte qu’il est axially aligné avec le poteau magnétiquement sensible. Placez l’aimant d’étalonnage à une distance définie du poteau de silicone sensible magnétiquement à l’aide de l’étape horizontale. Placez une caméra sur le côté de cette configuration afin d’être en mesure d’enregistrer optiquement la déflexion des poteaux sous l’influence des charges d’essai.
Assurez-vous qu’il y a suffisamment d’espace sous le poteau pour que les charges attachées pendent librement. Prenez une photo du poste en l’absence de poids à utiliser comme référence pour la position neutre des poteaux. Sans changer la perspective de la caméra, attachez l’une des charges à l’extrémité du poteau de silicone, puis prenez une photo du poteau se penchant sous l’influence du poids.
Maintenant, graphique de la déviation du poteau de silicone sur l’axe x contre la force gravitationnelle de chaque poids d’essai sur l’axe y. Cela devrait donner une relation linéaire entre la force et la déviation. Tracez une fonction de régression linéaire en passant par 00 et les données d’acquisition.
La pente de cette fonction est la rigidité, k du poteau de silicone magnétiquement sensible à l’espacement d’aimant éprouvé. Répétez ces étapes à plusieurs espacements entre dmax et un dmin. Ici, des déviations à huit positions d’aimant différentes, allant d’environ 31 millimètres à environ cinq millimètres ont été analysées.
Beaucoup de fonction de régression à travers ces valeurs. Par exemple, utilisez l’ajustement non ligneux, une fonction de désintégration de phase dans le logiciel d’analyse. Cette fonction de régression décrit la relation entre l’espacement de l’aimant et la charge après charge.
Pour préparer le dispositif de réglage après charge pour les expériences, connectez le moteur de scène piezoélectrique au contrôleur de mouvement et connectez le contrôleur de mouvement à l’ordinateur. Assurez-vous que le contrôleur de mouvement est également connecté à une source d’énergie. Ensuite, démarrez le logiciel de plate-forme de contrôleur de mouvement, connectez le logiciel au moteur de scène piezo en sélectionnant le port désigné comme planche de scène lors de l’installation du logiciel de commande de mouvement, puis cliquez sur le bouton port ouvert.
Allez sur le panneau système, sélectionnez boucle ouverte, dans le menu de drop down de boucle. Déplacez manuellement la plaque magnétique à sa position la plus élevée, le dmin d’espacement d’aimant le plus proche possible. La plaque magnétique doit entrer en contact avec la monture de plaque de culture.
Maintenant, allez au motion panel, comme le bouton zéro pour réinitialiser la position actuelle de l’étape piezo à zéro millimètres. Déplacez manuellement la lame magnétique à sa position la plus basse possible, notez la position de l’encoder pour déterminer la plage de mouvement du moteur de scène piezoélectrique. Définissez les limites de déplacement dans le panneau système en valeurs dans la plage de mouvement déterminée dans l’étape précédente.
Cela empêche la lame magnétique de heurter la lame de culture ou le bas du dispositif de réglage après chargement. Encore une fois, déplacez la lame magnétique à sa position la plus élevée et cliquez sur le bouton zéro. Allez sur le panneau système et changez le mode boucle de rétroaction en boucle fermée, ce qui garantit que l’étape corrigera toutes les erreurs dans son positionnement.
Cliquez sur le bouton enregistrer dans la boîte de paramètres de magasin pour stocker ces paramètres dans le système. Placez maintenant la plaque de culture de puits 24 contenant des tissus cardiaques machinés sur des supports en silicone magnétiquement sensibles sur la monture de plaque de culture. Pour calculer l’espacement de l’aimant nécessaire pour atteindre un afterload désiré, résoudre la fonction de régression non lignear déterminée plus tôt pour d.
Soustraire la dmin de l’espacement d’aimant calculé, d. Le résultat est la distance que la plaque magnétique doit parcourir à partir de sa position nulle pour atteindre l’arrière-charge désirée. Tapez cette valeur dans le champ d’entrée Target Position one dans le panneau Motion et cliquez sur Go pour ajuster le chargeur arrière du tissu cardiaque conçu à la valeur calculée.
Le contrôle d’un MREHT produit à partir de cœurs de rat a été cultivé en l’absence de charge magnétique jusqu’à ce qu’un plateau de force contractile soit atteint. Ce jour-là, les MREHTs et les EHT contrôlés avaient des forces moyennes similaires. Au cours de la semaine suivante, la charge après charge exercée sur les TSMR a été progressivement augmentée, qui est passée du point neuf à six points huit cinq millinewtons par millimètre, tandis que la charge après charge pour le contrôle des EHT est demeurée constante.
La force contractile moyenne a augmenté avec l’augmentation du chargeur jusqu’au point neuf cinq millinewton, ce qui marque plus d’une triple augmentation de la force par rapport à la valeur moyenne mesurée pour les EHT contrôlés. La déflexion de poteau d’autre part a diminué comparée aux tissus de contrôle. Le dernier jour de culture, la déviation principale mesurée pour les MREHTs n’était que d’un point d’un millimètre, comparativement au point quatre huit millimètres pour le contrôle de l’EHT.
Rad EHTs sur les poteaux de silicone magnétiquement sensibles ont été cultivés à un afterload minimal de point neuf un millinewton par millimètre jusqu’à ce qu’un plateau et la force contractile ait été atteint. À partir de ce jour, mrehts a subi un régime de sept jours après charge qui exposent les EHTs à des cycles de afterload alternant entre le point neuf un et six points huit cinq millinewton par millimètre. L’après-chargement de l’EHT de contrôle a été maintenu constant au point six millinewton zéro par millimètre sur toute la durée de la culture.
Les différences observées n’étaient pas statistiquement significatives. Combinée à l’analyse optique de la contractilité, cette méthode permet de mesurer en temps réel la réponse contractile à court terme aux magnitudes fluctuantes de la charge après charge, ce qui pourrait être utile pour étudier les propriétés physiologiques musculaires. Les aimants puissants peuvent soudainement s’accrocher les uns aux autres, causant potentiellement des dommages à l’utilisateur et endommageant les aimants eux-mêmes, pour éviter cela, garder l’aimant séparé à une distance sûre.
