NIH מענקים R01 HL085369.

1. הכנה מתקדמים של פתרונות מניות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן שני פתרונות המניות של הפתרון של Tyrode (16x) מראש במים deionized ולאחסן אותם ב 4 ° C: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במלאי אני (119.872 g / L NaCl, 3.056 גרם / L CaCl 2 (2H 2 O), 5.6 גרם / L KCl, 2.6274 גרם / L לאא 2 PO 4, 3.408 גרם / L MgCl 2 (6 שעות 2 O), (פישר מדעי הדשא, היריד, NJ)); </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במלאי II (26.88 g / L NaHCO3 (פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי)). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכינו פתרונות המניות של צבעי ניאון. כדי למנוע קפיאה חוזרות הפשרה, אנו מאחסנים aliquots 30 μl של שני צבעים ב -20 ° C, שהיא די בניסוי אחד: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתח רגיש לצבוע RH237 (Invitrogen, בקרלסבד, קליפורניה) פתרון מניות, 1.25 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​פתרון sulfoxide דימתיל (DMSO, Sigma, סנט לואיס, מיזורי); </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אינדיקטור סידן Rhod-02:00 (Invitrogen, בקרלסבד, קליפורניה) פתרון המניות, 1 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​פתרון DMSO. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן עירור-התכווצות blebbistatin uncoupler פתרון מניות (Tocris Bioscience, סנט לואיס, מיזורי, 2 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​פתרון DMSO) מראש ולאחסן את blebbistatin מומס ב 4 ° C. </li></ol> 2. הכינו פתרונות זלוף וההתקנה ניסיוני 7 <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרי להכין פתרון Tyrode של 2L (128.2mM NaCl, 1.3mM CaCl 2 (2H 2 O), 4.7mM KCl, 1.05mM MgCl 2 (6 שעות 2 O), 1.19mM לאא 2 PO 4, NaHCO 3 20mm, 11.1mM D-גלוקוז ב-pH deionized מים = 7.35 ± 0.05). אם הפתרון המניות נמצא בשימוש כדי להפוך 2L של הפתרון של Tyrode (די בניסוי אחד) לקחת 1750 מ&quot;ל מים ומערבבים deionized ו 125 מ&quot;ל של צילומים אני, 125 מ&quot;ל של מלאי השנייה, 4 גרם של גלוקוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את שתי משאבות של מערכות טפטוף. הגדר את המשאבה peristaltic (Peri-Star, WPI, Sarasota, ארה&quot;ב) המשמש זלוף מדרדר עד 40 mL / min. הגדר את המשאבה peristaltic אחרים (קול, בן הזוג Masterflex Peristalic L / S, משאבת קול, בן הזוג Instrument החברה, ורנון הילס, אילינוי) המשמש superfusion וכדי להחזיר את perfusate חזרה המאגר מחזיק עד 80 mL / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את מערכת זלוף עם אתנול 70% למשך 30 דקות ולאחר מכן עם מים deionized 2L. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכל המים deionized הוא פונה מהאולם, להפיץ פתרון של Tyrode ולהעביר אותו דרך פילטר של 5 מיקרומטר (Millipore, Billerica, מסצ&#39;וסטס, ארה&quot;ב). חם perfusate כדי 37 מעלות צלזיוס עם ז&#39;קט מים circulator (ThermoNESLAB EX7, ניוטאון, ארה&quot;ב) perfusate חמצן על ידי מבעבע O 2 / CO 2 (95% / 5%) גז לתוך התמיסה. צג ה-pH של התמיסה עם מד pH (Oakton מכשירים, ורנון הילס, IL) ולהתאים את שיעור O 2 / CO 2 מבעבע כדי לשמור על pH על 7.35 ± 0.05. המשך ניטור pH וטמפרטורה במהלך הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנגנון כפול מיפוי אופטי מורכב משני MiCAM Ultima-L-CMOS מצלמות (SciMedia, בקוסטה מסה, קליפורניה), כי יש מרחבית גבוהה (100x100 פיקסלים, 230 ± 20 מיקרומטר לפיקסל) ואת הפתרון הזמני (1,000-3,000 מסגרות / sec). תקן להקת עוברים סינון (590 ± 15 ננומטר, Thorlabs, ניוטון, NJ) מול המצלמה מיועדת הדמיה סידן, בעוד, ארוך לעבור סינון (&gt; 700 ננומטר, Thorlabs, ניוטון, NJ) צריך להיות ממוקם מול המצלמה מיועדת הדמיה מתח. מצלמות מסודרים בניצב אחד לשני על ידי בעל, אשר מכיל מראה dichroic (635 הפסקת ננומטר, אומגה אופטי, Brattleboro, VT). מיד מתחת מחזיק את המצלמה כפול יש עדשה (ניקון עדשת 55 מ&quot;מ 1:1.4 235,052), אשר מתמקדת את האור פליטה מגיע מלב אל המראה dichroic. המרחק העבודה היא 3 ס&quot;מ בערך. האור מופק על ידי עירור מנורת הלוגן (Newport אוריאל מכשירים, סטרטפורד, CT, SciMedia, בקוסטה מסה, קליפורניה), והוא עבר דרך פילטר חום, תריס, ואת הלהקה לעבור סינון (520 ± 45 ננומטר). מדריך אור גמיש שמכוון את האור הלהקה לעבור סינון על הכנה, ואת תריס משמש כדי להבטיח הכנה הוא נחשף לאור רק במהלך רכישת התמונה להימנע photobleaching של צבעים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן Ag / AgCl 2 אלקטרודות עבור לצעוד חישה מראש ולהתקין אותם בחדר לפני הצבת לב. ודא מגברים ומסננים מותאמים לרמות המתאימות. </li></ol> 3. קציר הלב העכבר, cannulate, ולהקים זלוף Langendorff <ol start="10" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכבר עם קטמין / xylazine (ketamin, 80mg/kg משקל גוף; xylazine, 10 מ&quot;ג / ק&quot;ג משקל גוף) וכן הפרין (100 יחידות) על ידי הזרקת intraperitoneal. להבטיח רמה נאותה של הרדמה על ידי היעדר רפלקס הכאב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חתך באמצע sternal, להסיר במהירות את הלב לשטוף אותו מחומצן (95% O 2, 5% CO 2), טמפרטורה קבועה, (37 ± 1 ° C) הפתרון של Tyrode. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מיקרוסקופ לנתח, לזהות במהירות את אבי העורקים, לגרום חתך נקי לאורך האאורטה עולה מתחת העורק subclavian הנכון. קטע קצר של האאורטה מחוברת אז מנהג עשה 21-מד צינורית עם טיפ מתרחבים. תפר 4-0 שחור קלוע משי (תאגיד Specialties כירורגי, קריאה, הרשות הפלסטינית) משמש כדי לתקן את הלב על הצינורית. לאחר cannulation, הלב perfused retrogradely ו superfused עם הפתרון של Tyrode. שיעור זלוף מדרדר מותאם בטווח של 2-5 mL / min כדי לשמור על הלחץ אאורטלי בין 60 ל 80 מ&quot;מ כספית (מתמר לחץ, העולם דיוק מכשירים Inc (WPI), Sarasota, ארה&quot;ב; גשר מגבר TBM4M, WPI, סרסוטה, ארה&quot;ב). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר cannulated הלב, הריאות, בלוטת התימוס, ורקמת השומן גזור אז הוסרו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלב מבודד הוא ניצח (כלים המדע פיין) בפסגת לחלק התחתון של החדר זלוף (מצופה Sylgard) כדי למנוע הזרם המושרה התנועה. הנספחים פרוזדורים ימין ועל שמאל נמתחים גם והצמיד (כלים המדע פיין, Inc, פוסטר סיטי, קליפורניה) לחלק התחתון של החדר, אשר מספק שטח מקסימלי עבור מדידות אופטיות של אטריה. חשוב מאוד! צינורית סיליקון קטנה מוכנס לתוך החדר השמאלי דרך הוורידים ריאתי קבוע על ידי תפר משי ורקמות החיבור הסמוך. זה מונע גודש פתרון החמצה של perfusate לכודים החדר השמאלי, אשר חשוב במיוחד לאחר דיכוי של התכווצויות חדרית עם uncoupler עירור, התכווצות (ראה שלב 4 חלק 19). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אלקטרודה בהתאמה אישית ממוקם על פני השטח של הלב לנהל את הגירויים צעדה, אשר מופק על ידי Master-8 (AMP מכשירים בע&quot;מ, ירושלים) או PowerLab 26T (AD מכשירים, סידני, אוסטרליה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זכוכית לכסות קטן הוא קבוע על פני השטח של הפתרון על הלב כדי להפחית חפץ תנועה מפתרון רוטט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פוקוס אור עירור על הלב. בנוסף, להתאים את המרחק בין מנגנון המצלמה כפול ואת הלב, כך הרזולוציה המקסימלית יושג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבו כל האורות בחדר להתחיל הקלטות חשמל באמצעות PowerLab 26T. </li></ol> 4. טען מתח צבעים סידן רגיש עירור-התכווצות uncoupler <ol start="19" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחממות של 0.6 מ&quot;ל blebbistatin. מערבבים 0.5 מ&quot;ל של blebbistatin עם perfusate במאגר מחזיק. לדלל את הנותרים 0.1 מ&quot;ל של blebbistatin ב 1 מ&quot;ל של הפתרון של Tyrode לאט להזריק אותו (במשך 20 דקות) דרך יציאת תרופה ממוקם ליד הצינורית. שימו לב כמו blebbistatin בהדרגה מפחיתה את חפץ בתנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדולל 30 μL של מתח פתרון המניות רגיש RH237 צבע בתמיסה של 1 מ&quot;ל Tyrode לאט להזריק מעל 5-7 דקות ליציאת זריקה כמו blebbistatin. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 30 μL אינדיקטור סידן Rhod-02:00 היא 01:01 מעורבב עם Pluronic F127 (Invitrogen, Carlsbad, CA, פתרון של 20% DMSO) ולאחר מכן בתמיסה מדוללת 1 מ&quot;ל של Tyrode ויישומי לאט דרך נמל הזרקה אותו במשך 5-10 דקות . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המתן 5-10 דקות עבור blebbistatin וצבעים להגיע קרום התא cytosol. המשך הפרוטוקול כאשר תנועה מדוכאת לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפקח באופן רציף הקלטות א.ק.ג. על ההליך כולו כדי להבטיח תפקוד תקין חשמלית של הלב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחיל הקלטות אות ניאון באמצעות אישית SciMedia תוכנה (SciMedia, בקוסטה מסה, קליפורניה). </li></ol> 5. נציג התוצאות: <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3275/3275fig1.jpg" /> באיור 1. התקנה ניסיונית עבור זלוף, הקלטות חשמל מיפוי אופטי. EM = פליטת; Lp = longpass <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3275/3275fig2.jpg" /> איור 2. הכנה ניסויית דוגמאות אות שנרשמו במהלך צעדה חדרית. משמאל: אותות א.ק.ג. נאספים Ag / AgCl 2 אלקטרודות דיסק (למעלה) ו דוגמה פרוטוקול S1S1 גירוי מוצג (התחתונה). במרכז: לב Langendorff הכנה העכבר. מימין: נציגת פוטנציאל פעולה אותות אופטיים סידן חולפת מן הפרוזדורים (למעלה) ואת החדרים (התחתון) מוצגים. חץ צהוב (למעלה) מצביע על פיזור האות ניאון בא החדרים, אשר ראו את הקלטות פרוזדורים. LV = החדר השמאלי, RV = החדר הימני; LA = שמאל אטריום; RA = ימין אטריום <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3275/3275fig3.jpg" /> איור 3. הקלטות אופטי נציג V מ &#39;החתול החדרים של הלב סוג בר העכבר. א הכנה ניסיוני עם מערך של מיקומים מחולקת באופן שווה מסומן על ידי נקודות שחורות אשר הקלטות אופטי ניתן לראות (C). דוגמה ב &#39;מעקב של V מ&#39; חתול ממיקום מרכזי במערך (ראו מסגרת in (ג)). ג V מ &#39;(כחול) CAT (אדום) של מערך של מיקומים מחולקת באופן שווה. איתותי היו זרקת לפח 3x3. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3275/3275fig4.jpg" /> איור 4. המפה הפעלה הולכה. א ההפעלה למשל מפה לב פראי סוג עכבר עם רוחבי (T) ו אורכית (L) הכיוונים מסומנים על ידי חצים לבנים. ב V אותות מ &#39;(למעלה) ו DV / dt (התחתון) המתאים שלוש נקודות לראות (T1, T2, T3, L1, L2, L3). <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/3275/3275fig5.jpg" /> איור 5. פוטנציאל פעולה וניתוח חולף משך סידן. א משך פעולה פוטנציאליים repolarization 80% (APD80) ומשך סידן חולפת על רגיעה 80% (CaD80) המפות מוצגות מלב בתנאים השליטה (משמאל) לאחר יישום 30 nM isoproterenol (מימין). צבע צהוב / ירוק החדרים (ימין) מציין isoproterenol מקוצר APD80 ו CaD80. דוגמה ב &#39;העתקים של APD80 ו CaD80 מהעכבר החדרים בר סוג (למעלה) ו - אטריה (התחתונה).

<ol>
	<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.">Optical maps of intracellular [Ca2+]i transients and action-potentials from the surface of perfused guinea-pig hearts.</a> Circulation. 90, 1-1 (1994).</li><li>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=Optical+mapping+of+repolarization+and+refractoriness+from+intact+hearts.">Optical mapping of repolarization and refractoriness from intact hearts.</a> Circulation. 90, 1469-1480 (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>Pruvot, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+calcium+cycling+versus+restitution+in+the+mechanism+of+repolarization+alternans.">Role of calcium cycling versus restitution in the mechanism of repolarization alternans.</a> Circ Res. 94, 1083-1090 (2004).</li><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>Fast, V. G., Dhein, S., Delmoar, M. <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+potential+using+voltage+sensitive+dyes.">Recording action potential using voltage sensitive dyes.</a> Practical methods in cardiovascular research. , 233-255 (2005).</li><li>Glukhov, 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=Differential+K(ATP)+channel+pharmacology+in+intact+mouse+heart.">Differential K(ATP) channel pharmacology in intact mouse heart.</a> J Mol Cell Cardiol. , (2009).</li><li>Baker, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+dispersion+of+repolarization+and+refractoriness+in+transgenic+mouse+hearts+promotes+reentrant+ventricular+tachycardia.">Enhanced dispersion of repolarization and refractoriness in transgenic mouse hearts promotes reentrant ventricular tachycardia.</a> Circ Res. 86, 396-407 (2000).</li><li>Sutherland, F. J., Hearse, D. 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+isolated+blood+and+perfusion+fluid+perfused+heart.">The isolated blood and perfusion fluid perfused heart.</a> Pharmacol Res. 41, 613-627 (2000).</li><li>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=Virtual+electrode+polarization+in+the+far+field:+implications+for+external+defibrillation.">Virtual electrode polarization in the far field: implications for external defibrillation.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 279, 1055-1070 (2000).</li><li>Hammouda, M., Kinosita, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+coronary+circulation+in+the+isolated+heart.">The coronary circulation in the isolated heart.</a> J Physiol. 61, 615-628 (1926).</li><li>Salama, G., Hwang, S. M. <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+intracellular+free+calcium+and+action+potentials+from+Langendorff+perfused+hearts.">Simultaneous optical mapping of intracellular free calcium and action potentials from Langendorff perfused hearts.</a> Curr Protoc Cytom. 12, 17-17 (2009).</li><li>Lou, Q. <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>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=Properties+of+new,+long-wavelength,+voltage-sensitive+dyes+in+the+heart.">Properties of new, long-wavelength, voltage-sensitive dyes in the heart.</a> J Membr Biol. 208, 125-140 (2005).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

בניסוי זה שינינו את שיטת זלוף Langendorff ידי הוספת צינורית סיליקון קטנה, אשר הוא חיוני במיוחד לאחר דיכוי התכווצויות חדרית עם uncoupler עירור-התכווצות. צינורית סיליקון משמש כדי למנוע גודש פתרון, החמצה של הפתרון זלוף, ופיתוח של איסכמיה של החדר השמאלי. הלב העכבר רגיש מאוד היפותרמיה, ולכן וריאציות הטמפרטורה על פני הלב תגרום הבדלים מלאכותיים משך פוטנציאל פעולה. כתוצאה מכך, מערכת חימום בוצע בתא זלוף על מנת לשמור על טמפרטורה קבועה של 37 מעלות צלזיוס במהלך מכלול הניסוי 8. מאז מודל Langendorff אינו שומר העצבוב של הלב, צריך לשקול להוסיף עצביים אל perfusate על מנת לחקור את הטון אוהד הפאראסימפתטית פיזיולוגיים 9. מלבד זלוף מדרדר, תוספת של superfusion הלב עוזר לשמור על פרמטרים סביבתיים מתאימים כגון pH וטמפרטורה. בשיטה זו, בלב Langendorff perfused הונח אופקית. התקנה אנכית זלוף Langendorff יכול לשמש גם 10, אך עלולה לגרום מכניקה לב שונה במקצת 11. בנוסף CMOS מצלמות, גלאים חלופיים זמינים גם יכול להיות מיושם על המפה V מ &#39;חתול בו זמנית 12. יישום של מצלמות CMOS ברזולוציה גבוהה במרחב ובזמן מבטיח את הדיוק של הקלטות, אולם אותות מיפוי אופטי אינם מתא בודד. במקום זאת, כל אות ניאון נובע מאות או אלפי תאים, בהתאם הגדלה אופטית. הקרינה חדרית הרבה יותר גדול יכול לעוות אותות פרוזדורים על ידי פיזור אופטי, ולכן פרשנות זהירה של אותות רשמה אופטית נדרש. מגבלה נוספת של הכנה העכבר הוא עיוות האות לרעש הנגרם על ידי העקמומיות של פני השטח בשל גודלו הקטן של הלב 13. מדידות מהירות הולכה ניתן לשנות לא רק עקמומיות הלב העכבר אלא גם קוטביות אלקטרודה אלקטרודות וירטואלי. כדי להשיג דיוק עבור מהירות ההולכה, אנאיזוטרופיה ההפעלה, ומפות repolarization, נכון התמקדות של המצלמה על פני השטח של הלב היא חיונית. בשיטה זו, בזמן אמת הקלטות א.ק.ג. ניתן להשלים את החקירה אופטי של electrophysiology לב. מתח רגיש צבען (RH237) ו אינדיקטור סידן (Rhod, 02:00) משמשים בפרוטוקול בגלל תגובה מהירה שלהם, עירור דומה, ספקטרום פליטה ברורים 3,7. קיימים שילובים של צבעים חלופיים שניתן להשתמש בהם כדי למדוד V מ &#39;חתול אחר מאשר RH237 ו-Rhod 02:00 3. לצבוע רומן מתח רגיש, PGHI, עם שינוי גדול של סטוק (&gt; 200nm) נמצא כדי לאפשר יותר מ V אותות חתול בגלל הפרדה גדולה יותר של אורכי גל הפליטה בין PGHI ו-Rhod 02:00 14. שיפורים עתידיים עשויים להתמקד בחקר בדיקות ניאון רומן, פיתוח של גלאי הדמיה חדש, תוכנת עיבוד תמונה משופרת. רזולוציה גבוהה הרומן שיטות הדמיה אופטית למיפוי אופטי 3D הם גם הכיוונים העתידיים החשובים של מיפוי אופטי 5.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> כימי </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> S271-1 </td></tr><tr><td> CaCl 2 (2H 2 O) </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> C79-500 </td></tr><tr><td> KCl </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> S217-500 </td></tr><tr><td> MgCl 2 (6 שעות 2 O) </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> M33-500 </td></tr><tr><td> לאא 2 PO 4 (H 2 O) </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> S369-500 </td></tr><tr><td> NaHCO 3 </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> S233-3 </td></tr><tr><td> D-גלוקוז </td><td> פישר סיינטיפיק, הדשא הוגן, ניו ג&#39;רזי </td><td> D16-1 </td></tr><tr><td> Blebbistatin </td><td> Tocris Bioscience, Ellisville, MO </td><td> 1760 </td></tr><tr><td> RH237 </td><td> Invitrogen, בקרלסבד, קליפורניה </td><td> S1109 </td></tr><tr><td> Rhod, 02:00 </td><td> Invitrogen, בקרלסבד, קליפורניה </td><td> R1244 </td></tr><tr><td> Pluronic F127 </td><td> Invitrogen, בקרלסבד, קליפורניה </td><td> P3000MP </td></tr><tr><td> Sulphoxide דימתיל (DMSO) </td><td> סיגמא, סנט לואיס, מיזורי </td><td> D2650 </td></tr></tbody></table>

optical mapping of action potentials and calcium transients in the mouse heart

הלב העכבר הוא מודל פופולרי ללימודי לב וכלי דם בשל קיומה של הטכנולוגיה בעלות נמוכה עבור הנדסה גנטית של מין זה. Phenotyping פיזיולוגיים לב וכלי דם של הלב העכבר ניתן לעשות זאת בקלות באמצעות דימות פלואורסצנטי העסקת בדיקות שונות פוטנציאל הטרנסממברני (V מ &#39;), הארעיים סידן (CAT), ופרמטרים נוספים. עירור-התכווצות צימוד מאופיין הדינמיקה פעולה פוטנציאליים תאיים סידן, ולכן חשוב למפות באופן ביקורתי הן מ V ו-CAT בו זמנית באותו מקום על הלב 1-4. מיפוי אופטי סימולטני מן Langendorff perfused לבבות העכבר יש את הפוטנציאל להבהיר המנגנונים אי ספיקת לב, הפרעות קצב, מחלות מטבוליות, מחלות לב אחרות. ויזואליזציה של הפעלה, מהירות ההולכה, משך פעולה פוטנציאליים, ופרמטרים נוספים על מספר עצום של אתרים לא ניתן להשיג מחקירה ברמה התאית אבל גם נפתרת על ידי מיפוי אופטי 1,5,6. במאמר זה אנו מציגים את תוכנית ההתקנה מכשור תנאי הניסוי למיפוי אופטי סימולטני של V מ &#39;חתול ועכבר לבבות עם רזולוציה במרחב ובזמן גבוהה באמצעות המדינה-of-the-art טכנולוגיית CMOS הדמיה. הקלטות אופטי עקבי להשיג בשיטה זו להמחיש כי מיפוי אופטי סימולטני של לבבות Langendorff עכבר perfused הוא גם ריאלי ואמין.

Watch this Scientific Journal Video about Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart at JoVE.com

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

מאמר זה מפרט את הליך הנתיחה, הגדרת תפקיד, ואת תנאי הניסוי במהלך מיפוי אופטי פוטנציאל הטרנסממברני (VM) וסידן תאיים חולף (CAT) ב Langendorff מבודד בלב שלם perfused העכבר.

מיפוי אופטי של פוטנציאלים פעולה ו הארעית סידן בלב מאוס

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

optical-mapping-action-potentials-calcium-transients-mouse

Research

JoVE Journal

Bioengineering

27.0K Views.  Washington University in St. Louis. מאמר זה מפרט את הליך הנתיחה, הגדרת תפקיד, ואת תנאי הניסוי במהלך מיפוי אופטי פוטנציאל הטרנסממברני (VM) וסידן תאיים חולף (CAT) ב Langendorff מבודד בלב שלם perfused העכבר.

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

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As the mainstays of in vivo three-dimensional (3-D) optical microscopy, single-/multi-photon fluorescence microscopy and optical coherence tomography (OCT) have demonstrated their extraordinary sensitivities to fluorescence and optical scattering contrasts, respectively. However, the optical absorption contrast of biological tissues, which encodes essential physiological/pathological information, has not yet been assessable. 
The emergence of biomedical photoacoustics has led to a new branch of optical microscopy optical-resolution photoacoustic microscopy (OR-PAM)1, where the optical irradiation is focused to the diffraction limit to achieve cellular1 or even subcellular2 level lateral resolution. As a valuable complement to existing optical microscopy technologies, OR-PAM brings in at least two novelties. First and most importantly, OR-PAM detects optical absorption contrasts with extraordinary sensitivity (i.e., 100%). Combining OR-PAM with fluorescence microscopy3 or with optical-scattering-based OCT4 (or with both) provides comprehensive optical properties of biological tissues. Second, OR-PAM encodes optical absorption into acoustic waves, in contrast to the pure optical processes in fluorescence microscopy and OCT, and provides background-free detection. The acoustic detection in OR-PAM mitigates the impacts of optical scattering on signal degradation and naturally eliminates possible interferences (i.e., crosstalks) between excitation and detection, which is a common problem in fluorescence microscopy due to the overlap between the excitation and fluorescence spectra. 
Unique for optical absorption imaging, OR-PAM has demonstrated broad biomedical applications since its invention, including, but not limited to, neurology5, 6, ophthalmology7, 8, vascular biology9, and dermatology10. In this video, we teach the system configuration and alignment of OR-PAM as well as the experimental procedures for in vivo functional microvascular imaging.

Optical-resolution photoacoustic microscopy (OR-PAM) is an emerging technology capable of imaging optical absorption contrasts in vivo with cellular resolution and sensitivity. Here, we provide a visualized instruction on the experimental protocols of OR-PAM, including system configuration, system alignment, typical in vivo experimental procedures, and functional imaging schemes.

תלת ממדית ברזולוציה אופטית photoacoustic מיקרוסקופית

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not have been accomplished by other approaches1. With the use of the calcium- and voltage-sensitive dyes, optical mapping allows measurement of transmembrane action potentials and calcium transients with high spatial resolution without the physical contact with the tissue. This makes measurements of the cardiac electrical activity possible under many conditions where the use of electrodes is inconvenient or impossible1. For example, optical recordings provide accurate morphological changes of membrane potential during and immediately after stimulation and defibrillation, while conventional electrode techniques suffer from stimulus-induced artifacts during and after stimuli due to electrode polarization1. 
The Langendorff-perfused rabbit heart is one of the most studied models of human heart physiology and pathophysiology. Many types of arrhythmias observed clinically could be recapitulated in the rabbit heart model. It was shown that wave patterns in the rabbit heart during ventricular arrhythmias, determined by effective size of the heart and the wavelength of reentry, are very similar to that in the human heart2. It was also shown that critical aspects of excitation-contraction (EC) coupling in rabbit myocardium, such as the relative contribution of sarcoplasmic reticulum (SR), is very similar to human EC coupling3. Here we present the basic procedures of optical mapping experiments in Langendorff-perfused rabbit hearts, including the Langendorff perfusion system setup, the optical mapping systems setup, the isolation and cannulation of the heart, perfusion and dye-staining of the heart, excitation-contraction uncoupling, and collection of optical signals. These methods could be also applied to the heart from species other than rabbit with adjustments to flow rates, optics, solutions, etc.
Two optical mapping systems are described. The panoramic mapping system is used to map the entire epicardium of the rabbit heart4-7. This system provides a global view of the evolution of reentrant circuits during arrhythmogenesis and defibrillation, and has been used to study the mechanisms of arrhythmias and antiarrhythmia therapy8,9. The dual mapping system is used to map the action potential (AP) and calcium transient (CaT) simultaneously from the same field of view10-13. This approach has enhanced our understanding of the important role of calcium in the electrical alternans and the induction of arrhythmia14-16.

This article describes the basic procedures for conducting optical mapping experiments in the Langendorff-perfused rabbit heart using the panoramic imaging system, and the dual (voltage and calcium) imaging modality.

Multiparametric מיפוי אופטי של הלב Langendorff-perfused הארנב

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

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.

Cre-P לקס גישה רקומבינציה לצורך זיהוי של Fusion Cell 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.

בסינתזת מבחנה של ריווח ילידים, סיבי קולגן וארך ריווח המגזרי

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

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).

זיהוי אופטי של<em&gt; א coli</em&gt; חיידקים על ידי Biosensors הסיליקון Mesoporous

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 ...

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.

במיפוי באתרו של התכונות מכניות של Biofilms ידי Microrheology מעקב חלקיקים

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

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Historically, most cellular processes have been studied in only 2 dimensions. While these studies have been informative about general cell signaling mechanisms, they neglect important cellular cues received from the structural and mechanical properties of the local microenvironment and extracellular matrix (ECM). To understand how cells interact within a physiological ECM, it is important to study them in the context of 3 dimensional assays. Cell migration, cell differentiation, and cell proliferation are only a few processes that have been shown to be impacted by local changes in the mechanical properties of a 3-dimensional ECM. Collagen I, a core fibrillar component of the ECM, is more than a simple structural element of a tissue. Under normal conditions, mechanical cues from the collagen network direct morphogenesis and maintain cellular structures. In diseased microenvironments, such as the tumor microenvironment, the collagen network is often dramatically remodeled, demonstrating altered composition, enhanced deposition and altered fiber organization. In breast cancer, the degree of fiber alignment is important, as an increase in aligned fibers perpendicular to the tumor boundary has been correlated to poorer patient prognosis1. Aligned collagen matrices result in increased dissemination of tumor cells via persistent migration2,3. The following is a simple protocol for embedding cells within a 3-dimensional, fibrillar collagen hydrogel. This protocol is readily adaptable to many platforms, and can reproducibly generate both aligned and random collagen matrices for investigation of cell migration, cell division, and other cellular processes in a tunable, 3-dimensional, physiological microenvironment.

Preparation of 3D Collagen Gels and Microchannels for the Study of 3D Interactions In Vivo

Collagen is a core component of the ECM, and provides essential cues for several cellular processes ranging from migration to differentiation and proliferation. Provided here is a protocol for embedding cells within 3D collagen hydrogels, and a more advanced technique for generating randomized or aligned collagen matrices using PDMS microchannels.

הכנת ג&#39;לי 3D קולגן microchannels לחקר אינטראקציות 3D<em&gt; In vivo</em

Historically, most cellular processes have been studied in only 2 dimensions.  While these studies have been informative about general cell signaling ...

Light-sheet Fluorescence Microscopy to Capture 4-Dimensional Images of the Effects of Modulating Shear Stress on the Developing Zebrafish Heart

The hemodynamic forces experienced by the heart influence cardiac development, especially trabeculation, which forms a network of branching outgrowths from the myocardium. Genetic program defects in the Notch signaling cascade are involved in ventricular defects such as Left Ventricular Non-Compaction Cardiomyopathy or Hypoplastic Left Heart Syndrome. Using this protocol, it can be determined that shear stress driven trabeculation and Notch signaling are related to one another. Using Light-sheet Fluorescence Microscopy, visualization of the developing zebrafish heart was possible. In this manuscript, it was assessed whether hemodynamic forces modulate the initiation of trabeculation via Notch signaling and thus, influence contractile function occurs. For qualitative and quantitative shear stress analysis, 4-D (3-D+time) images were acquired during zebrafish cardiac morphogenesis, and integrated light-sheet fluorescence microscopy with 4-D synchronization captured the ventricular motion. Blood viscosity was reduced via gata1a-morpholino oligonucleotides (MO) micro-injection to decrease shear stress, thereby, down-regulating Notch signaling and attenuating trabeculation. Co-injection of Nrg1 mRNA with gata1a MO rescued Notch-related genes to restore trabeculation. To confirm shear stress driven Notch signaling influences trabeculation, cardiomyocyte contraction was further arrested via tnnt2a-MO to reduce hemodynamic forces, thereby, down-regulating Notch target genes to develop a non-trabeculated myocardium. Finally, corroboration of the expression patterns of shear stress-responsive Notch genes was conducted by subjecting endothelial cells to pulsatile flow. Thus, the 4-D light-sheet microscopy uncovered hemodynamic forces underlying Notch signaling and trabeculation with clinical relevance to non-compaction cardiomyopathy.

Here, we present a protocol to visualize developing hearts in zebrafish in 4-Dimensions (4-D). 4-D imaging, via light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), takes 3-Dimensional (3-D) images over time, to reconstruct developing hearts. We show qualitatively and quantitatively that shear stress activates endocardial Notch signaling during chamber development, which promotes cardiac trabeculation.

מיקרוסקופ אור גיליונות זריחה כדי ללכוד תמונות 4-מימדי של השפעות להתכוונן גזירה על הלב דג זברה המתפתח

The hemodynamic forces experienced by the heart influence cardiac development, especially trabeculation, which forms a network of branching outgrowths ...

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.

מיקרוסקופ אור גיליונות פלורסצנטיות לחקר הלב מאתר

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.

אפיוני מכני biaxial של מסתמי הלב Atrioventricular

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