המחברים רוצים להכיר בתמיכה הכספית של הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (61822505; 11774101; 61627827; 81630046), פרויקט תכנון המדע והטכנולוגיה של פרובינציית גואנגדונג, סין (2015B020233016) ותוכנית המדע והטכנולוגיה של גואנגג'ואו (מס ' 2019020001).

כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות שסופקו על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים המוסדית של אוניברסיטת דרום סין הרגילה, גואנגג'ואו, סין.
1. הגדרת מערכת
<ol><li>נתיב אופטי (איור 1)<ol>
<li>השתמש לייזר דופק 532 ננומטר כמקור לייזר המערכת. הגדר את קצב החזרה של הלייזר ל- 10 kHz, את אנרגיית הפלט ל- 100% ואת הגדרת הגורם המפעיל לגורם מפעיל חיצוני באמצעות תוכנית המוגדרת על-ידי המשתמש.</li>
		<li>צמד קרן הלייזר סיבים חד-מצביים (SMF) באמצעות מצמד סיבים אופטיים (FC1). קולם את קרן הלייזר באמצעות קולימטור סיבים אופטיים (FC2) על שלב ממונע דו מימדי (מנוע, מהירות מרבית: 20 מ"מ / ים).</li>
		<li>להסיט את קרן הלייזר באמצעות סורק גלוונומטר דו צירי (גלבה). השתמש במראה ניתנת להזזה (M1) כדי לשקף את הקרן. מקד את הקרן דרך עדשה אובייקטיבית 4× (OL, צמצם מספרי: 0.1).</li>
		<li>השתמש הר מתרגם XY (TM) כדי לתקן את מתמר אולטראסאונד חלול מתוצרת עצמית (UT, תדירות מרכזית: 25 MHz; רוחב פס: יותר מ- 90%; חור מרכזי: 3 מ"מ) בתחתית OL12. להעביר את הקרן ממוקדת דרך החור המרכזי של מתמר קולי.</li>
	</ol>
</li>
	<li>נתיב סריקה<ol>
<li>נעל את הגלבה באמצעות מערך שערים הניתן לתכנות שדה (FPGA 2) במהלך WIM. הגדר את טווח הסריקה ואת מהירות הסריקה המתאימים על-ידי תוכנית המוגדרת על-ידי המשתמש.</li>
		<li>נעל את המנוע באמצעות מערך שערים הניתן לתכנות שדה (FPGA 1) במהלך RIM. הגדר את תדירות הסריקה ואת מספר נקודות הסריקה באמצעות FPGA 2. השתמש בתוכנית המוגדרת על-ידי המשתמש כדי לשלוט בהפעלה ולהפסקה של הסריקה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>רכישת נתונים<ol>
<li>השתמש במגבר 50 dB (AMP) כדי להגביר את אות הרשות הפלסטינית. הפוך את האות לדיגיטלי באמצעות כרטיס רכישת הנתונים (DAQ). השג את אות ההדק באמצעות FPGA 1 או FPGA 2.</li>
		<li>השתמש ביחידת עיבוד גרפיקה (GPU) כדי לעבד נתונים ולהציג תמונות במקביל13.</li>
	</ol>
</li>
	<li>מערכת דימות CCD<ol>
<li>השתמש בנורית LED לבנה בצורת טבעת (טמפרטורת צבע: 6500 K; אילומיננס: 40000 לוקס; קוטר: 7.5 ס"מ) כמקור תאורה. הסר M1, השתמש במראה קבועה (M2) כדי לשקף את האור.</li>
		<li>הקלט את התמונות באמצעות מצלמת CCD (6.3 מיליון פיקסלים) במערכת ההדמיה של הרשות הפלסטינית. הצג את התמונות באמצעות תוכנת תצוגה.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. יישור מערכת
<ol><li>בחר מיכל מים (10 ס"מ × 10 ס"מ × 4.4 ס"מ; חלון תחתון: 3 ס"מ × 3 ס"מ). לכסות את מיכל המים כולו באמצעות קרום פוליאתילן (קרום עבה: 10 מיקרומטר). מוסיפים מספיק מים אולטרה-דקים.</li>
	<li>מניחים את מיכל המים על במת העבודה.</li>
	<li>הפעל את מתג הלייזר. בחר את תוכנית בקרת הלייזר. מחממים במשך 5 דקות. לחץ על כפתור "ON" במתג השאיבה. הגדר את פרמטרי הלייזר לפי שלב 1.1.1. פתח את המבוכה של הלייזר.</li>
	<li>בחר את התוכנית שנאספה על-ידי קו A. לחץ על כפתור "התחל" כדי ללכוד את אות הנקודה הבודדת ולהציג משרעת וספקטרום של אות A-line הנוכחי.</li>
	<li>מניחים להב בתחתית מיכל המים. לטבול את החלק התחתון של UT במיכל המים עבור צימוד אקוסטי. הימנע בועות בחלק התחתון של UT.</li>
	<li>התאם את המיקום של Galva, התאם את מתרגם ה- XY בין UT ל- OL כדי למנוע אות תנודה וודא שזה קונפוקל.</li>
	<li>התאם את גובה שלב העבודה כדי למקסם את משרעת האות וקבע את מיקום המיקוד.</li>
</ol>3. ניסוי בבעלי חיים
<ol><li>השתמש בעכבר BALB/c בן 5\u20126 שבועות עם משקל גוף של 20\u201230 גרם.</li>
	<li>הרדמה של החיה באמצעות אורתן (1 גרם/ק"ג) מוזרק תוך-אישית לפני הניסוי.</li>
	<li>בצע מעבר בין WIM ל- RIM.<ol>
<li>השתמש מתמר קולי מישורי. לגלח את הפרווה על הגב של העכבר באמצעות גוזם קרם depilatory. מניחים את העכבר על המחזיק (8 ס"מ × 2.8 ס"מ × 2 ס"מ) במצב נוטה.</li>
		<li>אפשר לאזור ההדמיה להיות במגע עם קרום הפוליאתילן באמצעות ג'ל אולטרסאונד. הימנע בועות בחלק המגע.</li>
		<li>מניחים את המחזיק על במת העבודה לצימוד אקוסטי. בצע את שלבים 2.3\u20122.4 כדי להפעיל את הלייזר ולאסוף אות A-line. בצע את שלבים 2.6\u20122.7 כדי ליישר. לחץ על "עצור" כדי לסיים את האוסף לאחר היישור.</li>
		<li>בחר את תוכנית ה- WIM. תן שם לתיקיה החדשה שנוצרה. הגדר את פרמטר הסריקה ב- 20 מ"מ/s בכרטיסייה "מהירות סריקה", "20 מ"מ* 20 מ"מ" בכרטיסייה "אזור סריקה" ו- "20" בכרטיסייה "שלב". לחץ על לחצן אסוף כדי להתחיל בסריקה.</li>
		<li>לחץ על לחצן עצור כדי לסיים את הסריקה לאחר הרכישה. לחץ על חזור לאפס כדי להביא את המנוע לאפס. סגור את המבוכה בלייזר. הגדר את הגדרת הגורם המפעיל לגורם מפעיל פנימי. לחץ על לחצן כיבוי למתג שאיבה.</li>
		<li>החלף את הגורם המפעיל של WIM כגורם מפעיל של RIM וחבר אותו לגורם המפעיל החיצוני של הלייזר. לחץ על לחצן הפעלה למתג שאיבה. הגדר את הגדרת הגורם המפעיל לגורם המפעיל החיצוני. לחץ על לחצן יציאה כדי לצאת מתוכנית WIM.</li>
		<li>השתמש בשלב 2.4 כדי לאסוף את אות הקו. פתח את המבוכה בלייזר. בצע את שלבים 2.6\u20122.7 כדי ליישר. הקש Stop כדי לסיים את האיסוף לאחר היישור.</li>
		<li>בחר את תוכנית RIM. תן שם לתיקיה החדשה שנוצרה. לחץ על לחצן אסוף כדי להתחיל בסריקה.</li>
		<li>לחץ על לחצן עצור כדי לסיים את הסריקה לאחר השלמת הרכישה. לחץ על לחצן יציאה כדי לצאת מתוכנית RIM.</li>
		<li>המתת חסד לבעל החיים באמצעות נקע בצוואר הרחם בסיום ההדמיה.</li>
	</ol></li>
	<li>ניהול WIM של הדמיה כלי דם.<ol>
<li>השתמש מתמר קולי ממוקד (תדר מרכזי: 25 מגה הרץ; רוחב פס: יותר מ- 90%; אורך המוקד: 8 מ"מ). הסר את השיער של אוזן העכברים או הקרקפת.<ol>
<li>השתמש אזמל לעשות חתך קטן בצד לרוחב של החלק העליון של זמן הגולגולת של העכבר (עומק לגולגולת). השתמש במספריים עיניים כדי להתחיל מחתך זה. חותכים את הקרקפת סביב הצד החיצוני של הגולגולת. לדחוס את נקודת הדימום כדי לעצור את הדימום. לשטוף את הפצע עם תמיסת מלח נורמלית. הנח את העכבר על המחזיק.</li>
		</ol>
</li>
		<li>אפשר לאזור ההדמיה להיות במגע עם קרום הפוליאתילן באמצעות ג'ל אולטרסאונד. הימנעו מבועות באזור המגע (איור משלים 1).</li>
		<li>מניחים את המחזיק על במת העבודה לצימוד אקוסטי. השתמש בשלבים 2.3\u20122.4 כדי לפתוח לייזר ולאסוף אות A-line. השתמש בשלב 2.6\u20122.7 כדי ליישר. הקש Stop כדי לסיים את האיסוף לאחר היישור.</li>
		<li>בחר תוכנית WIM. תן שם לתיקיה החדשה שנוצרה. הגדר את פרמטר הסריקה כ- "10 מ"מ/s" בכרטיסייה "מהירות סריקה", "10 מ"מ * 10 מ"מ" תחת הכרטיסייה "אזור סריקה" ו- "10" בכרטיסייה "שלב". לחץ על לחצן אסוף כדי להתחיל בסריקה.</li>
		<li>לחץ על לחצן עצור כדי לסיים את הסריקה לאחר השלמת הרכישה. לחץ על חזור לאפס כדי שהמנוע יחזור לאפס. לחץ על לחצן יציאה כדי לצאת מתוכנית WIM.</li>
		<li>המתת חסד לבעל החיים בסיום ההליך בזמן שהחיה עדיין מורדמת.</li>
	</ol></li>
	<li>נהל RIM לניטור דינמי של בעלי חיים קטנים.<ol>
<li>לגלח את השיער של בטן העכבר. הנח את העכבר על המחזיק במצב סופי.</li>
		<li>אפשר לאזור ההדמיה להיות במגע עם קרום הפוליאתילן באמצעות ג'ל אולטרסאונד. הימנע בועות באזור המגע.</li>
		<li>מניחים את המחזיק על במת העבודה לצימוד אקוסטי. בצע שלבים 2.3\u20122.4 כדי להפעיל את הלייזר ולאסוף אות A-line. בצע את שלב 2.6\u20122.7 כדי ליישר. הקש Stop כדי לסיים את האיסוף לאחר היישור.</li>
		<li>בחר את תוכנית RIM. תן שם לתיקיה החדשה שנוצרה. לחץ על לחצן אסוף כדי להתחיל בסריקה.</li>
		<li>לחץ על לחצן עצור כדי לסיים את הסריקה לאחר השלמת הרכישה. לחץ על לחצן יציאה כדי לצאת מתוכנית RIM.</li>
	</ol></li>
	<li>השתמש בנתוני RIM לשחזור של הקרנת משרעת מרבית (MAP) לאורך כיוון העומק לפי תוכנית המוגדרת על-ידי המשתמש. שימו לב לשינויים הדינמיים בבעלי החיים.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-impulse+panoramic+photoacoustic+computed+tomography+of+small-animal+whole-body+dynamics+at+high+spatiotemporal+resolution.">Single-impulse panoramic photoacoustic computed tomography of small-animal whole-body dynamics at high spatiotemporal resolution.</a> Nature Biomedical Engineering. 1 (5), 0071 (2017).</li><li>Jeon, S., Kim, J., Lee, D., Baik, J. W., Kim, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+practical+photoacoustic+microscopy.">Review on practical photoacoustic microscopy.</a> Photoacoustics. 15, 100141 (2019).</li><li>Baik, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Super+wide-field+photoacoustic+microscopy+of+animal+and+humans+in+vivo.">Super wide-field photoacoustic microscopy of animal and humans in vivo.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 39 (4), 975-984 (2019).</li><li>Omar, M., Aguirre, J., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optoacoustic+mesoscopy+for+biomedicine.">Optoacoustic mesoscopy for biomedicine.</a> Nature Biomedical Engineering. 3 (5), 354-370 (2019).</li><li>Lin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-breath-hold+photoacoustic+computed+tomography+of+the+breast.">Single-breath-hold photoacoustic computed tomography of the breast.</a> Nature Communications. 9 (1), 2352 (2018).</li><li>Yang, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wide-field+monitoring+and+real-time+local+recoding+microvascular+networks+on+small+animals+with+a+dual-raster-scanned+photoacoustic+microscope.">Wide-field monitoring and real-time local recoding microvascular networks on small animals with a dual-raster-scanned photoacoustic microscope.</a> Journal of Biophotonics. 13 (6), 202000022 (2020).</li><li>Sun, J., Zhou, Q., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+photoacoustic+imaging+guided+sclerotherapy+for+vascular+malformations:+a+feasibility+study.">Label-free photoacoustic imaging guided sclerotherapy for vascular malformations: a feasibility study.</a> Optics Express. 26 (4), 4967-4978 (2018).</li><li>Xu, D., Yang, S., Wang, Y., Gu, Y., Xing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+and+high-resolving+photoacoustic+dermoscopy+of+human+skin.">Noninvasive and high-resolving photoacoustic dermoscopy of human skin.</a> Biomedical Optics Express. 7 (6), 2095-2102 (2016).</li><li>Zhang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniaturized+photoacoustic+probe+for+in+vivo+imaging+of+subcutaneous+microvessels+within+human+skin.">Miniaturized photoacoustic probe for in vivo imaging of subcutaneous microvessels within human skin.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 9 (5), 807-814 (2019).</li><li>Chen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultracompact+high-resolution+photoacoustic+microscopy.">Ultracompact high-resolution photoacoustic microscopy.</a> Optics Letters. 43 (7), 1615-1618 (2018).</li><li>Lan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+widefield+photoacoustic+microscopy+of+small-animal+hemodynamics.">High-speed widefield photoacoustic microscopy of small-animal hemodynamics.</a> Biomedical Optics Express. 9, 4689-4700 (2018).</li><li>Ma, H., Yang, S., Cheng, Z., Xing, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoacoustic+confocal+dermoscope+with+a+waterless+coupling+and+impedance+matching+opto-sono+probe.">Photoacoustic confocal dermoscope with a waterless coupling and impedance matching opto-sono probe.</a> Optics Letters. 42 (12), 2342-2345 (2017).</li><li>Kang, H., Lee, S. W., Lee, E. S., Kim, S. H., Lee, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+GPU-accelerated+processing+and+volumetric+display+for+wide-field+laser-scanning+optical-resolution+photoacoustic+microscopy.">Real-time GPU-accelerated processing and volumetric display for wide-field laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy.</a> Biomedical Optics Express. 6 (12), 4650-4660 (2015).</li></ol>

כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות ולתקנות שאושרו בוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ולשימוש בבעלי חיים. למחברים אין אינטרסים כלכליים רלוונטיים בכתב היד ואין ניגודי עניינים פוטנציאליים אחרים לחשוף.

כאן הצגנו דימוי כפול של בעלי חיים קטנים וסורקי רסטר להדמיה לא פולשנית של כלי הדם שתוכנן ופותח כדי ללכוד את מבנה כלי הדם ואת השינוי הדינמי הקשור בדם. היתרון של DRS-PAI הוא שהוא משלב את ה- WIM ואת ה- RIM במערכת אחת, מה שמקל על חקר מבנה הרשת הדינמי וכלי הדם של בעלי חיים קטנים. המערכת יכולה לספק הדמיה של ?...

בתחום הביו-רפואי הבסיסי, בעלי חיים קטנים יכולים לדמות תפקוד פיזיולוגי אנושי. לכן, הדמיה של בעלי חיים קטנים ממלאת תפקיד חשוב בהנחיית המחקר של מחלות הומולוגיות אנושיות ובחיפוש טיפול יעיל1. הדמיה פוטואקוסטית (PAI) היא טכניקת הדמיה לא פולשנית המשלבת את היתרונות של הדמיה אופטית והדמיה אולטרסאונד2. מיקרוסקופיה פוטואקוסטית (PAM) היא שיטת הדמיה בעלת ערך למחקר בסיסי של בעלי חיים קטנים3. PAM יכול בקלות להשיג ברזולוציה גבוהה, חדירה עמוקה, ספציפיות גבוהה ותמונות חדות גבוהה המבוססות על עירור אופטי וזיהוי אולטרסאונד4.
לייזר דופק עם אורך גל מסוים נספג על ידי כרומופורים אנדוגני של רקמות. לאחר מכן, הטמפרטורה של הרקמה עולה, מה שמוביל לייצור של גלים קוליים הנגרמים על ידי צילום. הגלים הקוליים יכולים להיות מזוהים על ידי מתמר קולי. לאחר רכישת אותות ושחזור תמונה, ניתן להשיג את ההתפלגות המרחבית של הסופג5. מצד אחד, הדמיה של רשת כלי דם של איברים שלמים דורשת שדה ראייה רחב. תהליך הסריקה בשטח רחב נמשך בדרך כלל זמן רב כדי להבטיחרזולוציהגבוהה 6,7,8. מצד שני, התבוננות בפעילויות המודינמיות של בעלי חיים קטנים דורשת הדמיה מהירה בזמן אמת. ההדמיה בזמן אמת מועילה לחקור את הסימנים החיוניים של בעלי חיים קטנים בזמן אמת9,10,11. שדה הראייה של הדמיה בזמן אמת הוא בדרך כלל קטן מספיק כדי להבטיח קצב עדכון גבוה. לכן, לעתים קרובות יש פשרה בין השגת שדה ראייה רחב הדמיה בזמן אמת. בעבר, שתי מערכות שונות שימשו להדמיה שדה רחב או הדמיה בזמן אמת, בנפרד.
עבודה זו מדווחת על הדמיה פוטואקוסטית סריקת רסטר כפולה (DRS-PAI), אשר שילבה הדמיה שדה רחב המבוסס על שלב תרגום ממונע דו מימדי והדמיה בזמן אמת המבוססת על סורק גלוונומטר דו-צירי. מצב דימות שדה רחב (WIM) מבוצע כדי להציג מורפולוגיה של כלי הדם. עבור מצב דימות בזמן אמת (RIM), קיימות כעת שתי פונקציות. ראשית, RIM יכולה לספק תמונות סריקת B בזמן אמת. על ידי מדידת התזוזה של כלי הדם לאורך כיוון העומק, המאפיינים של נשימה או דופק ניתן לחשוף. שנית, ה- RIM יכול למדוד כמותית את האזור הספציפי בתמונת ה- WIM. על-ידי מתן תמונות דומות של אזורי WIM מקומיים, ניתן לחשוף במדויק את פרטי השינוי המקומי. המערכת מתכננת מעבר גמיש בין הדמיה רחבת שדה של הדמיה של כלי הדם לבין הדמיה בזמן אמת של הדינמיקה המקומית. המערכת רצויה במחקר ביו-רפואי בסיסי שבו יש צורך בהדמיה של בעלי חיים קטנים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>12 bit multi-purpose digitizer</td>
			<td>Spectrum</td>
			<td>M3i.3221</td>
			<td>Data acquisition card</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A-line collected program</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>User-defined program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>RF Bay</td>
			<td>LNA-650</td>
			<td>Amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Depilatory Cream</td>
			<td>Veet</td>
			<td>33-II</td>
			<td>Animal depilatory</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiberport Coupler</td>
			<td>Thorlab</td>
			<td>PAF-X-7-A</td>
			<td>Fiber Coupler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field Programmable Gate Array</td>
			<td>Altera</td>
			<td>Cyclone IV</td>
			<td>Trigger Control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixed Focus Collomation Packages</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>F240FC-532</td>
			<td>Fiber Collimator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foused ultrasonic transducer</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphics Processing Unit</td>
			<td>NVIDIA</td>
			<td>GeForce GTX 1060</td>
			<td>Processing data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holder</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td>Animal fixation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser control program</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>User-defined program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td>Guangdong Medical Laboratory Animal Center</td>
			<td>BALB/c</td>
			<td>Animal Model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope camera</td>
			<td>Mshot</td>
			<td>MS60</td>
			<td>CCD camera</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Objective</td>
			<td>Daheng Optics</td>
			<td>GCO-2111</td>
			<td>Objective Lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror</td>
			<td>Daheng Optics</td>
			<td>GCC-1011</td>
			<td>Moveable/Fixed Mirror</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Moving Magnet Capacitive Detector Galvanometer Scanner</td>
			<td>Century Sunny</td>
			<td>S8107</td>
			<td>real-time scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mshot image analysis system</td>
			<td>Mshot</td>
			<td></td>
			<td>Display software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal Saline</td>
			<td>CR DOUBLE-CRANE</td>
			<td>H34023609</td>
			<td>Normal Saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic Scissors</td>
			<td>SUJIE</td>
			<td></td>
			<td>Scalp Remove</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planar ultrasonic transducer</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Wrap</td>
			<td>HJSJLSL</td>
			<td></td>
			<td>Polyethylene Membrane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Program Control Software</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>User-defined Program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulsed Q-swithched Laser</td>
			<td>Laser-export</td>
			<td>DTL-314QT</td>
			<td>532-nm pulse Laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Real-time imaging program</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>User-defined program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ring-shaped white LED</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaver</td>
			<td>Codos</td>
			<td>CP-9200</td>
			<td>Animal Shaver</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single-Mode Fibers</td>
			<td>Nufern</td>
			<td>460-HP</td>
			<td>Single-mode fiber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Blade</td>
			<td>SUJIE</td>
			<td>11</td>
			<td>Blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scalpel</td>
			<td>SUJIE</td>
			<td>7</td>
			<td>Scalp Remove</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Translation Stage</td>
			<td>Jiancheng Optics</td>
			<td>LS2-25T</td>
			<td>wide-field scanning stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Transducer</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound gel</td>
			<td>GUANGGONG PAI</td>
			<td>ZC4252418</td>
			<td>Acoustic Coupling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urethane</td>
			<td>Tokyo Chemical Industry</td>
			<td>C0028</td>
			<td>Animal Anestheized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water tank</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wide-field imaging program</td>
			<td>National Instrument</td>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>User-defined program</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XY Translator Mount</td>
			<td>Self-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dual raster-scanning photoacoustic small-animal imager for vascular visualization

הדמיה של רשתות כלי דם על בעלי חיים קטנים מילאה תפקיד חשוב במחקר ביו-רפואי בסיסי. טכנולוגיית הדמיה פוטואקוסטית יש פוטנציאל גדול ליישום בתמונה של בעלי חיים קטנים. ההדמיה הפוטואקוסטית הנרחבת של בעלי חיים קטנים יכולה לספק תמונות ברזולוציה מרחבית גבוהה, חדירה עמוקה וניגודים מרובים. כמו כן, מערכת ההדמיה הפוטואקוסטית בזמן אמת רצויה להתבונן בפעילויות המודינמיות של כלי דם של בעלי חיים קטנים, אשר ניתן להשתמש בהם כדי לחקור את הניטור הדינמי של תכונות פיזיולוגיות של בעלי חיים קטנים. כאן מוצגת תמונה פוטואקוסטית סורקת רסטר כפולה, הכוללת פונקציית דימות דו-מצבית הניתנת להחלפה. ההדמיה רחבת השדה מונעת על ידי שלב תרגום ממונע דו מימדי, בעוד ההדמיה בזמן אמת מתממשת עם גלוונומטרים. על ידי הגדרת פרמטרים שונים ומצבי הדמיה, הדמיה vivo של רשת כלי דם של בעלי חיים קטנים יכול להתבצע. ההדמיה בזמן אמת יכולה לשמש כדי לבחון שינוי הדופק ושינוי זרימת הדם של סמים המושרה, וכו '. ההדמיה רחבת השדה יכולה לשמש כדי לעקוב אחר שינוי הצמיחה של כלי הדם הגידול. אלה קלים לאימוץ בתחומים שונים של מחקר ביו-רפואי בסיסי.

השרטוט של DRS-PAI מוצג באיור 1. המערכת מאפשרת מעבר גמיש וניתן לחזרה בין WIM עם RIM. אות הרשות הפלסטינית שנרכש מעובד במהירות כדי ליצור תמונות PA B-Scan ו- MAP. מצלמת CCD יכולה לספק תמונות של דגימות.
כל הרכיבים של DRS-PAI משולבים ומורכבים במערך הדמיה(איור 2),מה שמק?...

Watch this Scientific Journal Video about Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization at JoVE.com

Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization

תוכנן צילום פוטואקוסטי כפול לסריקת רסטר, אשר שילב הדמיה רחבת שדה והדמיה בזמן אמת.

צילום כפול של בעלי חיים קטנים פוטואקוסטיים לסריקת רסטר לפריטים חזותיים של כלי דם

Imaging of vascular networks on small animals has played an important role in basic biomedical research. Photoacoustic imaging technology has great ...

dual-raster-scanning-photoacoustic-small-animal-imager-for-vascular

Research

JoVE Journal

Bioengineering

4.0K Views.  South China Normal University. תוכנן צילום פוטואקוסטי כפול לסריקת רסטר, אשר שילב הדמיה רחבת שדה והדמיה בזמן אמת.

Video: Dual Raster-Scanning Photoacoustic Small-Animal Imager for Vascular Visualization

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 ...

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed secondary tumors1,2,3. CTCs are indicators of metastatic disease and their detection in blood samples may be used to diagnose cancer and monitor a patient&prime;s response to therapy. Since CTCs are rare, comprising about one tumor cell among billions of normal blood cells in advanced cancer patients, their detection and enumeration is a difficult task. We exploit the presence of pigment in most melanoma cells to generate photoacoustic, or laser induced ultrasonic waves in a custom flow cytometer for detection of circulating melanoma cells (CMCs)4,5. This process entails separating a whole blood sample using centrifugation and obtaining the white blood cell layer. If present in whole blood, CMCs will separate with the white blood cells due to similar density. These cells are resuspended in phosphate buffered saline (PBS) and introduced into the flowmeter. Rather than a continuous flow of the blood cell suspension, we induced two phase flow in order to capture these cells for further study. In two phase flow, two immiscible liquids in a microfluidic system meet at a junction and form alternating slugs of liquid6,7. PBS suspended white blood cells and air form microliter slugs that are sequentially irradiated with laser light. The addition of a surfactant to the liquid phase allows uniform slug formation and the user can create different sized slugs by altering the flow rates of the two phases. Slugs of air and slugs of PBS with white blood cells contain no light absorbers and hence, do not produce photoacoustic waves. However, slugs of white blood cells that contain even single CMCs absorb laser light and produce high frequency acoustic waves. These slugs that generate photoacoustic waves are sequestered and collected for cytochemical staining for verification of CMCs.

We have developed a flow cytometer using laser induced ultrasound to detect circulating melanoma cells as an early indicator of metastatic disease.

איתור בידוד של תאים מלנומה במחזור באמצעות Flowmetry photoacoustic

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed ...

Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography

Both the clinical diagnosis and fundamental investigation of major ocular diseases greatly benefit from various non-invasive ophthalmic imaging technologies. Existing retinal imaging modalities, such as fundus photography1, confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO)2, and optical coherence tomography (OCT)3, have significant contributions in monitoring disease onsets and progressions, and developing new therapeutic strategies. However, they predominantly rely on the back-reflected photons from the retina. As a consequence, the optical absorption properties of the retina, which are usually strongly associated with retinal pathophysiology status, are inaccessible by the traditional imaging technologies.
Photoacoustic ophthalmoscopy (PAOM) is an emerging retinal imaging modality that permits the detection of the optical absorption contrasts in the eye with a high sensitivity4-7 . In PAOM nanosecond laser pulses are delivered through the pupil and scanned across the posterior eye to induce photoacoustic (PA) signals, which are detected by an unfocused ultrasonic transducer attached to the eyelid. Because of the strong optical absorption of hemoglobin and melanin, PAOM is capable of non-invasively imaging the retinal and choroidal vasculatures, and the retinal pigment epithelium (RPE) melanin at high contrasts 6,7. More importantly, based on the well-developed spectroscopic photoacoustic imaging5,8 , PAOM has the potential to map the hemoglobin oxygen saturation in retinal vessels, which can be critical in studying the physiology and pathology of several blinding diseases 9 such as diabetic retinopathy and neovascular age-related macular degeneration.
Moreover, being the only existing optical-absorption-based ophthalmic imaging modality, PAOM can be integrated with well-established clinical ophthalmic imaging techniques to achieve more comprehensive anatomic and functional evaluations of the eye based on multiple optical contrasts6,10 . In this work, we integrate PAOM and spectral-domain OCT (SD-OCT) for simultaneously in vivo retinal imaging of rat, where both optical absorption and scattering properties of the retina are revealed. The system configuration, system alignment and imaging acquisition are presented.

Photoacoustic ophthalmology (PAOM), an optical-absorption-based imaging modality, provides the complementary evaluation of the retina to the currently available ophthalmic imaging technologies. We report the using of PAOM integrated with spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) for simultaneous multimodal retinal imaging in rats.

Ophthalmoscopy photoacoustic משולב וטומוגרפיה אופטית קוהרנטיות Spectral-תחום

Both the clinical diagnosis and fundamental investigation of major ocular diseases greatly benefit from various non-invasive ophthalmic imaging ...

Photoacoustic Cystography

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The risk of bladder cancers in children due to radiation exposure is more significant than many other cancers. Here we demonstrate the feasibility of nonionizing and noninvasive photoacoustic (PA) imaging of urinary bladders, referred to as photoacoustic cystography (PAC), using near-infrared (NIR) optical absorbents (i.e. methylene blue, plasmonic gold nanostructures, or single walled carbon nanotubes) as an optical-turbid tracer. We have successfully imaged a rat bladder filled with the optical absorbing agents using a dark-field confocal PAC system. After transurethral injection of the contrast agents, the rat's bladders were photoacoustically visualized by achieving significant PA signal enhancement. The accumulation was validated by spectroscopic PA imaging. Further, by using only a laser pulse energy of less than 1 mJ/cm2 (1/20 of the safety limit), our current imaging system could map the methylene-blue-filled-rat-bladder at the depth of beyond 1 cm in biological tissues in vivo. Both in vivo and ex vivo PA imaging results validate that the contrast agents were naturally excreted via urination. Thus, there is no concern regarding long-term toxic agent accumulation, which will facilitate clinical translation.

Photoacoustic cystography (PAC) has a great potential to map urinary bladders, a radiation sensitive internal organ in pediatric patients, without using any ionizing radiation or toxic contrast agent. Here we demonstrate the use of PAC for mapping urinary bladders with an injection of optical-opaque tracers in rats in vivo.

Cystography photoacoustic

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. Collagen has been extensively used for a wide range of biomedical applications and is considered a valid alternative to synthetic materials due to its inherent biocompatibility (i.e., low antigenicity, inflammation, and cytotoxic responses). However, the limited mechanical properties and the related low hand-ability of collagen gels have hampered their use as scaffold materials for vascular tissue engineering. Therefore, the rationale behind this work was first to engineer cellularized collagen gels into a tubular-shaped geometry and second to enhance smooth muscle cells driven reorganization of collagen matrix to obtain tissues stiff enough to be handled.
The strategy described here is based on the direct assembling of collagen and smooth muscle cells (construct) in a 3D cylindrical geometry with the use of a molding technique. This process requires a maturation period, during which the constructs are cultured in a bioreactor under static conditions (without applied external dynamic mechanical constraints) for 1 or 2 weeks. The &#8220;static bioreactor&#8221; provides a monitored and controlled sterile environment (pH, temperature, gas exchange, nutrient supply and waste removal) to the constructs. During culture period, thickness measurements were performed to evaluate the cells-driven remodeling of the collagen matrix, and glucose consumption and lactate production rates were measured to monitor the cells metabolic activity. Finally, mechanical and viscoelastic properties were assessed for the resulting tubular constructs. To this end, specific protocols and a focused know-how (manipulation, gripping, working in hydrated environment, and so on) were developed to characterize the engineered tissues.

In this work, we present a technique for the rapid fabrication of living vascular tissues by direct culturing of collagen, smooth muscle cells and endothelial cells. In addition, a new protocol for the mechanical characterization of engineered vascular tissues is described.

הנדסת ג&#39;ל קולגן Cellularized 3D לשחזור רקמות וכלי דם

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to their intense optical absorbance in the near-infrared window, low cytotoxicity and potential to home into tumors. However, their delivery to tumors still remains an issue. An innovative approach consists of the exploitation of the tropism of tumor-associated macrophages that may be loaded with gold nanorods in vitro. Here, we describe the preparation and the photoacoustic inspection of cellular vehicles containing gold nanorods. PEGylated gold nanorods are modified with quaternary ammonium compounds, in order to achieve a cationic profile. On contact with murine macrophages in ordinary Petri dishes, these particles are found to undergo massive uptake into endocytic vesicles. Then these cells are embedded in biopolymeric hydrogels, which are used to verify that the stability of photoacoustic conversion of the particles is retained in their inclusion into cellular vehicles. We are confident that these results may provide new inspiration for the development of novel strategies to deliver plasmonic particles to tumors.

We show the preparation and address the feasibility of cellular vehicles containing gold nanorods for the photoacoustic imaging of cancer.

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in pathological situations such as cancer, vascularization plays a leading role in disease progression. Consequently, there is a strong need for a standardized and well-characterized in vivo model in order to elucidate the mechanisms of neovascularization and develop different vascularization approaches for tissue engineering and regenerative medicine.
We describe a microsurgical approach for a small animal model for induction of a vascular axis consisting of a vein and artery that are anastomosed to an arteriovenous (AV) loop. The AV loop is transferred to an enclosed implantation chamber to create an isolated microenvironment in vivo, which is connected to the living organism only by means of the vascular axis. Using 3D imaging (MRI, micro-CT) and immunohistology, the growing vasculature can be visualized over time. By implanting different cells, growth factors and matrices, their function in blood vessel network formation can be analyzed without any disturbing influences from the surroundings in a well controllable environment. 
In addition to angiogenesis and antiangiogenesis studies, the AV loop model is also perfectly suited for engineering vascularized tissues. After a certain prevascularization time, the generated tissues can be transplanted into the defect site and microsurgically connected to the local vessels, thereby ensuring immediate blood supply and integration of the engineered tissue. By varying the matrices, cells, growth factors and chamber architecture, it is possible to generate various tissues, which can then be tailored to the individual patient's needs.

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

We describe a microsurgical approach for the generation of an arteriovenous (AV) loop as a model for analyzing vascularization in vivo in an isolated and well-characterized environment. This model is not only useful for the investigation of angiogenesis, but is also optimally suited for engineering axially vascularized and transplantable tissues.

Arteriovenous (AV) Loop במודל בעלי חיים קטנים לחקר אנגיוגנזה והנדסת רקמות כלי דם

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Photoacoustic microscopy (PAM) is a fast-growing invivo imaging modality that combines both optics and ultrasound, providing penetration beyond the optical mean free path (~1 mm in skin) with high resolution. By combining optical absorption contrast with the high spatial resolution of ultrasound in a single modality, this technique can penetrate deep tissues. Photoacoustic microscopy systems can have either a low acoustic resolution and probe deeply or a high optical resolution and probe shallowly. It is challenging to achieve high spatial resolution and large depth penetration with a single system. This work presents an AR-OR-PAM system capable of both high-resolution imaging at shallow depths and low-resolution deep-tissue imaging of the same sample in vivo. A lateral resolution of 4 &#181;m with 1.4 mm imaging depth using optical focusing and a lateral resolution of 45 &#181;m with 7.8 mm imaging depth using acoustic focusing were successfully demonstrated using the combined system. Here,&#160;in vivo&#160;small-animal blood vasculature imaging is performed to demonstrate its biological imaging capability.

Switchable Acoustic and Optical Resolution Photoacoustic Microscopy for In Vivo Small-animal Blood Vasculature Imaging

Here a switchable acoustic resolution (AR) and optical resolution (OR) photoacoustic microscopy (AR-OR-PAM) system capable of both high resolution imaging at shallow depth and low resolution deep tissue imaging on the same sample in vivo is demonstrated.

רזולוציה אקוסטית ואופטית למיקרוסקופיה פוטוקוסטית עבור<em&gt; בויבו</em&gt; בעלי חיים קטנים דם Vasculature הדמיה

Photoacoustic microscopy (PAM) is a fast-growing invivo imaging modality that combines both optics and ultrasound, providing penetration beyond the ...

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

In vivo small-animal imaging has an important role to play in preclinical studies. Photoacoustic tomography (PAT) is an emerging hybrid imaging modality that shows great potential for both preclinical and clinical applications. Conventional optical parametric oscillator-based PAT (OPO-PAT) systems are bulky and expensive and cannot provide high-speed imaging. Recently, pulsed-laser diodes (PLDs) have been successfully demonstrated as an alternative excitation source for PAT. Pulsed-laser diode PAT (PLD-PAT) has been successfully demonstrated for high-speed imaging on photoacoustic phantoms and biological tissues. This work provides a visualized experimental protocol for in vivo brain imaging using PLD-PAT. The protocol includes the compact PLD-PAT system configuration and its description, animal preparation for brain imaging, and a typical experimental procedure for 2D cross-sectional rat brain imaging. The PLD-PAT system is compact and cost-effective and can provide high-speed, high-quality imaging. Brain images collected in vivo at various scan speeds are presented.

A High-performance Compact Photoacoustic Tomography System for In Vivo Small-animal Brain Imaging

A compact pulsed-laser diode-based photoacoustic tomography (PLD-PAT) system for high-speed in vivo brain imaging in small animals is demonstrated.

קומפקטית קומפקטית טומוגרפיה מערכת עבור<em&gt; בויבו</em&gt; הדמיה מוחית קטנה של המוח

In vivo small-animal imaging has an important role to play in preclinical studies. Photoacoustic tomography (PAT) is an emerging hybrid imaging modality ...

Ultrathin Porated Elastic Hydrogels As a Biomimetic Basement Membrane for Dual Cell Culture

The basement membrane is a critical component of cellular bilayers that can vary in stiffness, composition, architecture, and porosity. In vitro studies of endothelial-epithelial bilayers have traditionally relied on permeable support models that enable bilayer culture, but permeable supports are limited in their ability to replicate the diversity of human basement membranes. In contrast, hydrogel models that require chemical synthesis are highly tunable and allow for modifications of both the material stiffness and the biochemical composition via incorporation of biomimetic peptides or proteins. However, traditional hydrogel models are limited in functionality because they lack pores for cell-cell contacts and functional in vitro migration studies. Additionally, due to the thickness of traditional hydrogels, incorporation of pores that span the entire thickness of hydrogels has been challenging. In the present study, we use poly-(ethylene-glycol) (PEG) hydrogels and a novel zinc oxide templating method to address the previous shortcomings of biomimetic hydrogels. As a result, we present an ultrathin, basement membrane-like hydrogel that permits the culture of confluent cellular bilayers on a customizable scaffold with variable pore architectures, mechanical properties, and biochemical composition.

Current bilayer culture models do not allow for functional in vitro studies that mimic in vivo microenvironments. Using polyethylene glycol and a zinc oxide templating method, this protocol describes the development of an ultrathin biomimetic basement membrane with tunable stiffness, porosity, and biochemical composition that closely mimics in vivo extracellular matrices.

תרבית תאים זגוגית אלסטי Porated Hydrogels כמו קרום המרתף ביונים עבור כפול

The basement membrane is a critical component of cellular bilayers that can vary in stiffness, composition, architecture, and porosity. In vitro studies ...