Questo sistema può essere utilizzato per esporre tessuti cardiaci ingegnerizzati a vari regimi di post-carico, al fine di studiare gli effetti di questi stimoli sullo sviluppo, il rimodellamento e la maturazione della forza tissutale. La nostra tecnica consente di sottoscrivore con precisione i tessuti battitori a un'ampia gamma di routine post-carico personalizzabili per lunghi periodi di coltura senza nemmeno dover aprire la piastra di coltura cellulare. Il nostro metodo potrebbe essere modificato per controllare il post-carico in altri sistemi di coltura del tessuto muscolare, come il muscolo scheletrico, il muscolo liscio o il muscolo papillare asportato.
Poiché il nostro approccio ai sistemi è piuttosto unico e presenta aspetti tecnici che molti scienziati non conoscono, la dimostrazione visiva può aiutare a ricreare la nostra configurazione. Per produrre i rack in silicone magneticamente reattivi, acquisire la piastra da 24 pozzi può paddle rack di pali in silicone descritti nel protocollo di testo. Utilizzando una polarità fissa, lubrificare i magneti con acqua e inserirli uno alla volta nei montanti più esterni dei rack in silicone.
Utilizzare un pezzo miscelato di filo dentale in acciaio inossidabile per spingerli con cura sul fondo della cavità del palo cavo. In ogni palo possono essere impilati fino a cinque magneti. Utilizzare pinze rotonde per piegare il filo dentale in acciaio inossidabile in bretelle larghe 11,25 millimetri e lunghe 15 millimetri.
Per garantire che le dimensioni corrette siano raggiunte, è possibile utilizzare una giga autoprotata per aiutare nella piegatura del filo, quindi utilizzare le frese a filo per tagliare le parentesi graffe e il file per smussare la superficie di taglio. Lubrificare le bretelle o i pali con acqua e inserirli nel rack in silicone fissando il secondo e il terzo al palo più esterno nel processo. Iniziare a preparare il post-caricamento del dispositivo di sintonizzazione come descritto nel protocollo di testo, attaccare al supporto del magnete allo stadio piezoelettrico utilizzando un materiale non magnetico, questo può essere ottenuto utilizzando un pezzo di alluminio a forma di L.
Per consentire l'analisi visiva dei tessuti, installare una sorgente luminosa all'interno del dispositivo di sintonizzazione post-carico. Qui è stata utilizzata una serie di LED per illuminare l'ingegnere sui tessuti cardiaci dal basso. Per calibrare il sistema di sintonizzazione post-caricamento, montare uno dei rack in silicone e utilizzare verticalmente materiali non magnetici, in modo che i montanti in silicone magneticamente reattivi siano orientati orizzontalmente.
Ora monta uno dei magneti a piastre su uno stadio lineare che viaggia orizzontalmente in modo che sia assialmente allineato con il palo magneticamente reattivo. Posizionare il magnete di calibrazione a una distanza definita dal palo in silicone magneticamente reattivo utilizzando lo stadio orizzontale. Posizionare una fotocamera sul lato di questa configurazione per poter registrare otticamente la deflessione dei pali sotto l'influenza dei carichi di prova.
Assicurati che ci sia abbastanza spazio sotto il palo per appendere liberamente i carichi attaccati. Scatta una foto del post in assenza di pesi da utilizzare come riferimento per la posizione neutra dei pali. Senza cambiare la prospettiva della fotocamera, attaccare uno dei carichi all'estremità del palo in silicone, quindi scattare una foto del palo piegato sotto l'influenza del peso.
Ora disegna la deflessione del palo di silicone sull'asse x contro la forza gravitazionale di ogni peso di prova sull'asse y. Questo dovrebbe produrre una relazione lineare tra forza e deflessione. Tracciare una funzione di regressione lineare passando attraverso 00 e i dati di acquisizione.
La pendenza di questa funzione è la rigidità, k del palo in silicone magneticamente reattivo alla spaziatura del magnete testata. Ripetere questi passaggi con diverse spaziatura tra dmax e un dmin. Qui sono state analizzate deviazioni in otto diverse posizioni del magnete, che vanno da circa 31 millimetri a circa cinque millimetri.
Molta funzione di regressione attraverso questi valori. Ad esempio, utilizzare l'adattamento non lineare, una funzione di decadimento di fase nel software di analisi. Questa funzione di regressione descrive la relazione tra spaziatura magnetica e post-carico.
Per preparare il dispositivo di sintonizzazione post-caricamento per gli esperimenti, collegare il motore dello stadio piezoelettrico al controller di movimento e collegare il controller di movimento al computer. Assicurarsi che il controller di movimento sia collegato anche a una fonte di alimentazione. Quindi avviare il software della piattaforma del controller di movimento, collegare il software al motore piezo stage selezionando la porta designata come scheda di scena durante l'installazione del software di controllo del movimento e quindi fare clic sul pulsante della porta aperta.
Andate al pannello di sistema, selezionate loop aperto, nel menu a discesa loop. Spostare manualmente la piastra magnetica nella posizione più alta, la dmin di spaziatura del magnete più vicina possibile. La piastra magnetica dovrebbe prendere contatto con il supporto della piastra di coltura.
Ora vai al Pannello animazione, come il pulsante zero per ripristinare la posizione corrente dello stadio piezo a zero millimetri. Spostare manualmente la lama del magnete nella posizione più bassa possibile, annotare la posizione dell'encoder per determinare l'intervallo di movimento per il motore a stadio piezoelettrico. Impostate i limiti di corsa nel pannello di sistema sui valori all'interno dell'intervallo di movimento determinato nel passaggio precedente.
Ciò impedisce alla lama del magnete di urtare la lama di coltura o la parte inferiore del dispositivo di sintonizzazione post-carico. Ancora una volta, spostare la lama magnetica nella posizione più alta e fare clic sul pulsante zero. Vai al pannello di sistema e cambia la modalità del ciclo di feedback in loop chiuso, in questo modo assicura che il palco correggi eventuali errori nel suo posizionamento.
Fare clic sul pulsante Salva nella casella parametri archivio per archiviare queste impostazioni nel sistema. Ora posiziona la piastra di coltura di 24 pozzi contenente tessuti cardiaci ingegnerizzati su rack in silicone magneticamente reattivi sul supporto della piastra di coltura. Per calcolare la spaziatura del magnete necessaria per ottenere un postcarico desiderato, risolvere la funzione di regressione non lineare determinata in precedenza per d.
Sottrarre dmin dalla spaziatura del magnete calcolata, d. Il risultato è la distanza che la piastra magnetica deve percorrere dalla sua posizione zero per ottenere il post-carico desiderato. Digitate questo valore nel campo di input Posizione destinazione uno nel pannello Movimento e fate clic su Vai (Go) per regolare il postcarico del tessuto cardiaco ingegnerizzato sul valore calcolato.
Controllare un MREHT prodotto dai cuori dei topi è stato coltivato in assenza di post-carico magnetico fino a raggiungere un plateau in forza contrattile. In questo giorno, gli MREHt e gli ERU controllati avevano forze meschino simili. Nel corso della settimana successiva, il carico di lavoro esercitato sugli MREHT è stato aumentato in modo incrementale dal punto nove uno a sei punti otto cinque millinewton per millimetro, mentre il carico post-carico per il controllo degli ETT è rimasto costante.
La forza contrattile media è aumentata con l'aumento del carico post-carico fino al punto nove cinque millinewton, che segna un aumento di forza di oltre tre volte rispetto al valore medio misurato per gli ETT controllati. La deflessione post,d'altra parte è diminuita rispetto ai tessuti di controllo. Nell'ultimo giorno di coltura la deflessione principale misurata per i MREHT era di un solo punto di un millimetro, rispetto al punto quattro otto millimetri per il controllo degli EHT.
Gli ETT rad su pali di silicone magneticamente reattivi sono stati coltivati ad un carico minimo di 9 millimetri per millimetro fino al raggiungere un plateau e una forza contrattile. A partire da oggi, gli MREHT hanno subito un regime di post-carico di sette giorni che espone gli ETI a cicli di post-carico alternati tra il punto nove, uno e sei punti otto cinque millinewton per millimetro. Il carico di controllo degli EHT di controllo è stato mantenuto costante al punto sei zero millinewton per millimetro per l'intera durata della coltura.
Le differenze osservate non erano statisticamente significative. Combinato con l'analisi ottica della contrattilità, questo metodo consente la misurazione in tempo reale della risposta contrattile a breve termine a magnitudini fluttuanti del carico post-carico, che potrebbero essere utili per studiare le proprietà fisiologiche muscolari. I magneti forti possono improvvisamente aggrapparsi l'uno all'altro, causando potenzialmente lesioni all'utente e danneggiando i magneti stessi, per evitare questo, mantenere il magnete separato a una distanza di sicurezza.
