이 작품은 NIH 보조금 HL087653 및 HL105314에 의해, 부분적으로 재정 지원되었다. 방법 중 일부는 의학의 워싱턴 대학 대학원에서 박사 로버트 Mecham의 연구실에서 개발되었습니다.

1. 초음파와 압력 시스템 <ol><li> 제조 업체 지침 (Vevo 770, Visualsonics)에 따라 초음파 시스템을 시작합니다. 증류수와 함께 초음파 시스템에 연결 - 적절한 프로브 (P7 = 모델 708, 연령&gt; P7 = 모델 707B 연령 E18)를 입력합니다. LV 꼭대기가 분사 암으로 지적되고 있도록 이미징 플랫폼에 탑재된 마우스 LV 긴 축보기를 취득하는 데 필요한 대략적인 방향에서 조절 가능한 스탠드에 프로브를 배치합니다. </li><li> 압력 시스템은 유체 가득한 압력 변환기, 브리지 증폭기, 데이터 수집 시스템 및 데이터 레코딩 소프트웨어 (LabChart)으로 구성되어 있습니다. 연결은 세 방향 stopcocks, 튜브, luer 잠금 및 호스 barbs 구성되어 있습니다. 20 ML의 주사기는 한쪽 끝에 홍조 10 % heparinized 염분으로 가득합니다. 다른 한쪽은 바늘에 연결하고 3 ML의 주사기 본체는 사출 팔 (그림 1)에 바늘 튜브를 개최하는 케이스로서 사용할 수 있도록 수정됩니다. </li><li&gt;는 혈압계와 압력 변환기 시스템을 보정. </li><li> 초음파 시스템의 분사 팔에 바늘 튜브와 케이스를 탑재합니다. 이미징 플랫폼의 대략적인 높이에서 링 스탠드에서 압력 변환기를 고정. 바늘 튜브로 - 마우스의 시대 (P3 = 30G, 연령&gt; P3 = 25G 세 E18)에 적합한 바늘을 첨부합니다. 작은 바늘은 쉽게, 가슴 벽을 통해 진행하고, 느린 응답 시간이 더 어렵습니다 막힌 얻을. 따라서 LV 루멘에 맞는 가​​장 큰 바늘 크기는 각각의 연령에 사용됩니다. </li><li> 이미징 플랫폼에서 초음파 젤의 마운드를 놓고 조심스럽게 바늘이 이미징 프로브 (그림 2)의 중심이 아래 겔에 직접 진출 할 수 있도록 조절 가능한 스탠드를 사용하여 프로브를 줄입니다. 바늘은 지금까지 충분히 프로브 이하이어야하지 펑크 프로브 커버하지만, 프로브 초점 심도 내에있을만큼 가까운 곳에 있습니다. 필요하다면 그것이 일에 남아 있도록, 주사 바늘을 손으로 구부 러 수그 여행 내내 전자 정확한 비행기. </li><li> 정렬을 유지하는 것은, 바늘을 접어야 및 이미징 플랫폼에 마우스를 배치 이미징 프로브를 올립니다. 제보를 입력 수있는 젤을 제거하기 위해 바늘을 플러시. </li></ol> 2. 마우스 준비 <ol><li> 이 프로토콜에 표시된 모든 메서드 기관 동물 케어 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 1.5 % isoflurane의 지속적인 흡입에 의해 - 시간 초과 임신 어머니 (E18) 또는 신생아 마우스를 (20 P1) 마취. 튜브는 초기 신생아 마우스 (- 15 P1)의 작은 머리를 수용하기 위해 표준 코 콘에 삽입하실 수 있습니다. </li><li> LV 꼭대기는 사출 팔을 향해 가리키고있는 지느러미 decubitus 위치에 초음파 시스템의 이미징 플랫폼에 마우스를 고정합니다. 임신한 어머니의 경우 첨부된 ECG 검출기와 심장 박동을 모니터하고 체온의 피드백 제어를 위해 직장 온도계를 삽입하는 초음파 젤를 적용합니다. 신생아 생쥐는 너무 작아서 F입니다또는 이러한 감지기, 그래서 심장 박동 압력을 측정하는 동안 감시하고 있으며 체온은 외부 가열 램프로 유지됩니다. </li><li> depilatory 크림과 함께 젊은 마우스의 임신 어머니 가슴 복부에서 머리카락을 제거합니다. 신생아 생쥐 (P1 - 10)에 머리 제거를 요구하지 않습니다. </li><li> 임신 어머니, 해부 가위과 곡선 집게를 사용하여 복부를 엽니다 했네요. 거즈 한 자궁 나팔과 장소는 따뜻한 생리 식염수로 moistened 외면 화하다. 조심스럽게 초음파 프로브를 사용하여 LV의 parasternal 긴 축보기를 얻을 수있는 적절한 위치로 배아를 조작. 다른 자궁 경적을 externalizing 전에이 쪽에서 모든 배아의 압력을 측정합니다. 모든 배아 따뜻한 식염수의 정기 더불어 함께 촉촉한 엄마의 복부를 유지. </li></ol> 3. 압력 측정 <ol><li> 장소는 배아 또는 신생아 마우스, degassed 초음파 젤 prewarmed. D 적이 없어 신생아 쥐epilated 남은 초음파 젤이 커플링을 향상시키기 위해 적용되기 전에 자신의 가슴에 문질러 초음파 젤의 소량이 있어야합니다. 이미징 프로브를 낮추고 최적의 parasternal LV 긴 축보기를 얻기 위해 이미징 플랫폼의 각도를 조정합니다. 바늘 정렬이 손실되기 때문에 프로브의 각도를 조정하지 마십시오. </li><li> 초음파 화면에 LV 이미지를 모니터링하면서 그것이 프로브의 바닥 가까이 때까지 천천히 바늘을 전진. 정렬 교대를 해결하기 위해, 필요한 경우 바늘과 프로브 위치를 조정합니다. 부드럽게 식염수 주사를 플러시. 녹화 압력 데이터를 시작하고 LabChart 소프트웨어와 압력 변환기를 제로. 변환기는 온도와 위치와 드리프트 때문에 각 마우스의 압력을 측정하기 전에 그것을 비우는 것이 중요합니다. </li><li> 천천히가 초음파 이미지의 가장자리에 볼 수있을 때까지 바늘을 진행했지만 아직 LV 인치 바늘 위치를 조정, 필요한 경우에 LV를 입력하는 방법꼭대기. 바늘의 깨끗한 이미지를 유지하기위한 프로브 위치를 필요한 경우 조정합니다. 압력 데이터를 기록 및 초음파 이미지의 바늘 위치를 모니터링하면서 LV 루멘 (그림 3)에 바늘을 전진. 압력 변환기의 타악기 녹음의 시작 LV 루멘 (그림 4) 내부의 위치를​​ 확인. </li><li> 바늘은 LV 루멘 것으로 나타나지만, 압력 증가 (약 5-10 μL 볼륨) 발견하기 전에는 압력 녹음, 주사기 플런저에 가벼운 수돗물과 수세식 타악기가 아닌 경우. 이것은 정확한 결과를 방해할 수있는 나막신을 선택 취소해야합니다. 압력 수치가 여전히 타악기가 아닌 경우 바늘이 정확한 평면 위나 아래에있을 수도 있고 LV 루멘에 삽입되지 않습니다. 다시 식염수, 그리고 사전을 잔뜩 가지고, 바늘을 접어야합니다. 타악기 판독이 아직 취득하고 있지 않은 경우 다음 마우스로 이동합니다. 각각의 마우스에 대한 새 바늘을 사용합니다. </li><li> 성공적인 압력 판독 값은 75 %에서 구할 수 있습니다태아 및 신생아 마우스하려했습니다. 신호는 5 소요됩니다 - 심장 요금은 예상보다 훨씬 다를 경우 십분 각각의 마우스에 대한 압력 데이터는 포함하지 않아야합니다 (그림 5A). 심박 수는 심장 혈관 대책에 큰 효과를 가지고 있으며, 변경된 심장 요금은 심장 조난 지표입니다. 배아 고통은 보통 1 발생 - 1.5 시간 자궁 첫 externalization 후하므로 속도가 전체 쓰레기의 압력을 측정하는 것이 중요합니다. </li></ol> 4. 대표 결과 표시된 모든 결과 C57BL6J 마우스위한 것입니다. 그림 3에서 P1 마우스에 대한 LV 루멘의 바늘의 이미지입니다. 바늘이 찔린 가슴 벽에 필요하고 작은 LV 루멘에 액세스할 수 있지만 그것은 크게 압력 시스템의 응답 시간을 증가시킵니다. 압력의 대략적인 단계 증가를 수동으로 시스템에 적용되면, 최대 압력의 67 %에 도달하는 시간은 0.067 SE입니다전용 (압력 단계를 적용하는 실시간 가능성이 높습니다 나타내는) 튜브와 C, 30 G 바늘로 25 G 바늘과 0.529 초와 0.105 초. 최대 압력에 도달의 지연은 그림 4A와 4C에 표시된 전체 tracings에서 볼 수 있습니다. 응답 시간은 30G 바늘로 느려질 수 있지만 심장 박동이 쥐를 5의 연령과 함께 증가하기 때문에 파형은 더, 배아 및 초기 신생아 단계에서 캡처됩니다. 이러한 제한에도 불구하고, 수축기 압력은 진정한 LV diastolic (최소) 압력이 제로임을 가정하고 계산하고, 수축기 (최고) LV 압력은 두 번 정상 상태에서의 수치 (그림 4B와 4D에서 결정된 평균 LV 압력은 수 ) 6. 이것은 일반적으로 수축기 LV과 동맥 압력이 동일하다고 가정합니다. E18과 P14 사이에 다양한 연령대의 심장 속도를 측정하고 계산 LV 압력은 그림 5에 표시됩니다. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig1.jpg" /> 그림 1. 첨부된 세 방향 stopcocks, 남성 (M)과 여성 (F) luer 잠금 장치 연결, 호스 barbs, 튜브, 주사기와 바늘로 압력 변환기의 이미지. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig2.jpg" /> 그림 2. 이미지 이미징 프로브 (A)로 바늘을 정렬하도록 설정합니다. 영상 플랫폼은 마우스의 LV 꼭대기는 사출 팔을 마주되도록 회전이다. 프로브 LV 긴 축 이미지를 얻기 위해 필요한 대략적인 방향으로 조절 가능한 스탠드에 마운트됩니다. 바늘 튜브 케이스가 사출 팔에 장착하고 있습니다. 바늘은 이미징 프로브 (B)와 관련하여 적절한 각도와 수직 및 수평 위치를 결정하기 위해 이미징 플랫폼에 초음파 젤의 마운드에 진출한다. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig3.jpg" /> 그림 3. 바늘 (N)의 이미지는 가슴 벽 (CW)를 통해 진출하고P1 마우스의 LV 루멘으로. 스케일 바는 = 0.1 mm. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig4.jpg" /> 그림 4. 바늘이 E18 ()과 P14 (C) 마우스의 LV에 들어가면서 예제 타악기 압력 판독 값. 바늘이 부착되어있는 시스템의 응답 시간에 따라 일정한 상태에 도달의 지연이있다. 안정된 상태에서 신호 줌 전망은 B와 최소 E18 LV 압력이 제로 근처에있는 것으로 D. 참고로 표시되지만, 제로에서 최대 압력의 전체 파형은 P14 생쥐의 높은 심장 속도로 기록되지 않을 수 있습니다. 평균 압력이 일정한 상태를 수치로 측정되고 그것은 LV 수축기 혈압 = 2는 x 측정된 압력을 의미하는 것으로 간주됩니다. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig5.jpg" /> 그림 5 측정 심장 속도 ()와 (B) E18에 대한 계산 수축기 LV 압력 -. P14 마우스. N P3에 대한 P1, 22를위한 E18, 5 = 7, P14을위한 P7 23 및 16 <suP&gt; 5-7.

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	<li>Ji, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Onset+of+cardiac+function+during+early+mouse+embryogenesis+coincides+with+entry+of+primitive+erythroblasts+into+the+embryo+proper.">Onset of cardiac function during early mouse embryogenesis coincides with entry of primitive erythroblasts into the embryo proper.</a> Circ. Res. 92 (2), 133-135 (2003).</li><li>Ishiwata, T., Nakazawa, M., Pu, W. T., Tevosian, S. G., Izumo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+changes+in+ventricular+diastolic+function+correlate+with+changes+in+ventricular+myoarchitecture+in+normal+mouse+embryos.">Developmental changes in ventricular diastolic function correlate with changes in ventricular myoarchitecture in normal mouse embryos.</a> Circ. Res. 93 (9), 857-865 (2003).</li><li>Huang, Y., Guo, X., Kassab, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axial+nonuniformity+of+geometric+and+mechanical+properties+of+mouse+aorta+is+increased+during+postnatal+growth.">Axial nonuniformity of geometric and mechanical properties of mouse aorta is increased during postnatal growth.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 290 (2), H657-H664 (2006).</li><li>Ishii, T., Kuwaki, T., Masuda, Y., Fukuda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postnatal+development+of+blood+pressure+and+baroreflex+in+mice.">Postnatal development of blood pressure and baroreflex in mice.</a> Auton. Neurosci. 94 (1-2), 34-41 (2001).</li><li>Le, V. P., Knutsen, R. H., Mecham, R. P., Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreased+aortic+diameter+and+compliance+precedes+blood+pressure+increases+in+postnatal+development+of+elastin-insufficient+mice.">Decreased aortic diameter and compliance precedes blood pressure increases in postnatal development of elastin-insufficient mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. , (2011).</li><li>Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+vessel+elasticity+alters+cardiovascular+structure+and+function+in+newborn+mice.">Reduced vessel elasticity alters cardiovascular structure and function in newborn mice.</a> Circ. Res. 104 (10), 1217-1224 (2009).</li><li>Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+elastin+to+aortic+development+in+mice.">The importance of elastin to aortic development in mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 299 (2), H257-H264 (2010).</li><li>Ramirez, F., Sakai, L. Y., Rifkin, D. B., Dietz, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+microfibrils+in+development+and+disease.">Extracellular microfibrils in development and disease.</a> Cell. Mol. Life Sci. 64 (18), 2437-2446 (2007).</li><li>Li, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastin+point+mutations+cause+an+obstructive+vascular+disease,+supravalvular+aortic+stenosis.">Elastin point mutations cause an obstructive vascular disease, supravalvular aortic stenosis.</a> Hum. Mol. Genet. 6 (7), 1021-1028 (1997).</li><li>Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+anesthesia+on+cardiac+function+during+echocardiography+in+mice.">Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 282 (6), H2134-H2140 (2002).</li><li>Phoon, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+tools+for+the+developmental+biologist:+ultrasound+biomicroscopy+of+mouse+embryonic+development.">Imaging tools for the developmental biologist: ultrasound biomicroscopy of mouse embryonic development.</a> Pediatr. Res. 60 (1), 14-21 (2006).</li></ol>

관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.

여기에 제시된 프로토콜은 후반 배아와 초기 신생아 생쥐의 LV 압력을 측정하는 방법을 제공합니다. 이 프로토콜의 주요 한계는 압력 시스템의 시간적 해상도입니다. 그것이 변환기에 바늘을 통해 LV에서 여행, 오로지 압력 값이 기록될 수 의미로 압력 신호가 감쇠됩니다. 댐핑은 가능한 큰 바늘을 사용하여 최소화 할 수 있지만, 바늘은 다른 노인 생쥐에 대한 LV 루멘에 부합해야합니다. diastolic 압...

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약 / 장비의 명칭 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 고해상도의 초음파 시스템 </td><td> Visualsonics </td><td> Vevo 770 </td><td> 또는 기타 적합한 초음파 시스템 </td></tr><tr><td> 고주파 초음파 프로브 </td><td> Visualsonics </td><td> 708과 70​​7B </td><td></td></tr><tr><td> 이미징 플랫폼과 분사 암 </td><td> Visualsonics </td><td> 이미징 역이 </td><td> ECG와 플랫폼의 온도 피드백 제어로 </td></tr><tr><td> 압력 변환기 </td><td> 광고 인 스트 루먼트 </td><td> MLT 844 </td><td></td></tr><tr><td> 브리지 증폭기 </td><td> 광고 인 스트 루먼트 </td><td> ML221 </td><td></td></tr><tr><td> 데이터 수집 시스템 </tD&gt; <td> 광고 인 스트 루먼트 </td><td> ML866 </td><td></td></tr><tr><td> 데이터 레코딩 소프트웨어 </td><td> 광고 인 스트 루먼트 </td><td> LabChart </td><td></td></tr><tr><td> 반지는 서서 클램프 </td><td> 다양한 공급 업체 </td><td></td><td> 측정하는 동안 압력 변환기를 개최하려면 </td></tr><tr><td> luer 연결과 3 방향 stopcocks, 남성 잠금 </td><td> 콜 Parmer </td><td> 30600-02 </td><td></td></tr><tr><td> 16분의 1 &quot;아이디 Tygon 튜빙 </td><td> 콜 Parmer </td><td> 06,408 </td><td></td></tr><tr><td> 남성과 여성 luers W / 16분의 1 &quot;호스 미늘 </td><td> 콜 Parmer </td><td> 45510-50 45510-00 </td><td></td></tr><tr><td> 각 끝에 남성과 여성 luer 24 &quot;튜빙 </td><td> 콜 Parmer </td><td> 30600-60 </td><td></td></tr><tr><td> 세 및 10 ML의 주사기 </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 30 25G 바늘 </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td> 길이 1.5 인치 </td></tr><tr><td> 빅 벤 압력계 </td><td> Riester </td><td> 1456-100 </td><td></td></tr><tr><td> 식염 </td><td> 다양한 공급 업체 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 헤파린 </td><td> 다양한 공급 업체 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 초음파 젤 </td><td> 파커 </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr><tr><td> 헤어 리무버 로션 </td><td> 나이르 </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

measuring left ventricular pressure in late embryonic and neonatal mice

혈압은 척추 동물의 배아 및 출생 후의 발달 동안 대폭 증가합니다. 마우스에서 피가 흘러 배아 일 (E) 8.5 1 시경 첫번째 감지입니다. 수축기 왼쪽 심실 (LV) 압력 E9.5에서 2 mmHg와 E14.5 2시 11 mmHg이다. 갈비와 피부가 완전히 발달하지 않기 때문에 이러한 중간 배아 단계에서, LV는 침략 압력 측정을위한 가슴 벽을 통해 명확하게 볼 수 있습니다. E14.5과 출산 (약 E21) 사이 이미징 방법은 LV를 보려면 사용해야합니다. 35 3 - 출생 후의 날 (P) 2 70 mmHg - 출생 후 30 일부터 동맥 압력 증가를 의미. P20 이외에도, 동맥 압력은 고체 카테터 (예 : 밀라 나 Scisense)로 측정할 수 있습니다. 사용자는 유체 가득한 압력 트랜스 듀서 3 또는 유리 micropipettes AT &amp; T에 부착된 플라스틱 카테터를 뽑아와 P20 전에 이러한 카테터는 마우스 동맥과 동맥 압력을 개발하기에는 너무 크다는 측정되어야합니다서보 NULL 압력 트랜스 듀서에 4 ached. 우리의 최근 작품은 혈압의 가장 큰 증가 5-7 생쥐 초기 출생 후의 기간 후반 배아 동안 발생하는 것으로 나타났습니다. 혈압이 크게 증가 개발 동맥의 평활근 세포 (SMC) 표현형 영향을 미치는 중요한 mechanotransduction 이벤트를 트리 거할 수 있습니다. 개발 동맥의 기계적 성질이 세포외 기질 단백질 (즉, Marfan 증후군 8 Supravalvular 대동맥 협착증 9) 결함에 의해 훼손되는 인간의 질병에서,이 기간 동안 혈압의 급속한 변화 mechanotransduction의 변경을 통해 질병 표현형 및 심각도에 기여할 수있다 신호. 따라서 그것은 인간 질병의 생쥐 모델에서 후반 배아와 신생아 기간 동안의 혈압 변화를 측정할 수있을 것이 중요합니다. 우리는 후반에 측정 LV 압력에 대한 방법을 설명배아 (E18)와 초기 출생 후의 (P1 - 20) 생쥐. 유체 가득한 압력 변환기에 부착된 주사 바늘을 초음파지도하에 LV에 삽입됩니다. 케어는 특히 배아 쥐를 위해 실험 프로토콜 동안 정상적인 심장 기능을 유지하기 위해 가져옵니다. 대표적인 데이터가 제시되고 프로토콜의 제한 사항이 논의된다.

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Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice

태아 및 신생아 생쥐의 측정 왼쪽 심실 압력 (LV)이 설명되어 있습니다. 압력은 초음파지도하에 LV로 유체 가득한 변환기에 연결된 바늘을 삽입하여 측정됩니다. 케어는 실험 프로토콜 동안 정상적인 심장 기능을 유지하기 위해 이동해야합니다.

늦은 배아 및 신생아 쥐의 측정 왼쪽 심실 압력

Blood pressure increases significantly during embryonic and postnatal development in vertebrate animals. In the mouse, blood flow is first detectable ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.9K 조회수.  Saint Louis University. 태아 및 신생아 생쥐의 측정 왼쪽 심실 압력 (LV)이 설명되어 있습니다. 압력은 초음파지도하에 LV로 유체 가득한 변환기에 연결된 바늘을 삽입하여 측정됩니다. 케어는 실험 프로토콜 동안 정상적인 심장 기능을 유지하기 위해 이동해야합니다.

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Measuring and Modeling Contractile Drying in Human Stratum Corneum

Stratum corneum (SC) is the most superficial skin layer. Its contact with the external environment means that this tissue layer is subjected to both cleansing agents and daily variations in ambient moisture; both of which can alter the water content of the tissue. Reductions in water content from severe barrier dysfunction or low humidity environments can alter SC stiffness and cause a build-up of drying stresses. In extreme conditions, these factors can cause mechanical rupture of the tissue. We have established a high throughput method of quantifying dynamic changes in the mechanical properties of SC upon drying. This technique can be employed to quantify changes in the drying behavior and mechanical properties of SC with cosmetic cleanser and moisturizer treatments. This is achieved by measuring dynamic variations in spatially resolved in-plane drying displacements of circular tissue samples adhered to an elastomer substrate. In-plane radial displacements acquired during drying are azimuthally averaged and fitted with a profile based on a linear elastic contractility model. Dynamic changes in drying stress and SC elastic modulus can then be extracted from the fitted model profiles.

This article describes a method of quantifying the dynamic drying behavior and mechanical properties of stratum corneum by measuring spatially resolved in-plane drying displacements of circular tissue samples adhered to an elastomer substrate. This technique can be used to measure how different chemical treatments alter drying and tissue mechanical properties.

측정 및 모델링 수축성 건조 인간의 각질층에

Stratum corneum (SC) is the most superficial skin layer. Its contact with the external environment means that this tissue layer is subjected to both ...

연구

생체공학

Ammonia Synthesis at Low Pressure

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in areas requiring ammonia for synthetic fertilizer. Such wind energy is often called &#34;stranded,&#34; because it is only available far from population centers where it can be directly used.
In the proposed low pressure process, nitrogen is made from air using pressure swing absorption, and hydrogen is produced by electrolysis of water. While these gases can react at approximately 400 &#176;C in the presence of a promoted conventional catalyst, the conversion is often limited by the reverse reaction, which makes this reaction only feasible at high pressures. This limitation can be removed by absorption on an ammine-like calcium or magnesium chloride. Such alkaline metal halides can effectively remove ammonia, thus suppressing the equilibrium constraints of the reaction. In the proposed absorption-enhanced ammonia synthesis process, the rate of reaction may then be controlled not by the chemical kinetics nor the absorption rates, but by the rate of the recycle of unreacted gases. The results compare favorably with ammonia made from a conventional small scale Haber-Bosch process.

Ammonia can be synthesized at low pressure by using a conventional catalyst and an ammonia selective absorbent.

저압에서 암모니아 합성

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in ...

Anatomically Realistic Neonatal Heart Model for Use in Neonatal Patient Simulators

Neonatal patient simulators (NPS) are artificial patient surrogates used in the context of medical simulation training. Neonatologists and nursing staff practice clinical interventions such as chest compressions to ensure patient survival in the case of bradycardia or cardiac arrest. The simulators used currently are of low physical fidelity and therefore cannot provide qualitative insight into the procedure of chest compressions. The embedding of an anatomically realistic heart model in future simulators enables the detection of cardiac output generated during chest compressions; this can provide clinicians with an output parameter, which can deepen the understanding of the effect of the compressions in relation to the amount of blood flow generated. Before this monitoring can be achieved, an anatomically realistic heart model must be created containing: two atria, two ventricles, four heart valves, pulmonary veins and arteries, and systemic veins and arteries. This protocol describes the procedure for creating such a functional artificial neonatal heart model by utilizing a combination of magnetic resonance imaging (MRI), 3D printing, and casting in the form of cold injection molding. Using this method with flexible 3D printed inner molds in the injection molding process, an anatomically realistic heart model can be obtained.

This protocol describes a procedure for creating functional artificial neonatal heart models by utilizing a combination of magnetic resonance imaging, 3D printing, and injection molding. The purpose of these models is for integration into the next generation of neonatal patient simulators and as a tool for physiological and anatomical studies.

신생아 환자 시뮬레이터에 사용 하기 위해 해부학 현실적인 신생아 심장 모델

Neonatal patient simulators (NPS) are artificial patient surrogates used in the context of medical simulation training. Neonatologists and nursing staff ...

Mouse Model of Pressure Ulcers After Spinal Cord Injury

Pressure ulcers (PUs) are common debilitating complications of traumatic spinal cord injury (SCI) and tend to occur in soft tissues around bony prominences. There is, however, little known about the impact of SCI on skin wound healing in the context of animal models in controlled experimental settings. In this study, a simple, non-invasive, reproducible and clinically relevant mouse model of PUs in the context of complete SCI is presented. Adult male mice (Balb/c, 10 weeks old) were shaved and depilated. Post-depilation (24 h), mice were subjected to laminectomy followed by complete spinal cord transection (T9-T10 vertebrae). Immediately after, a skin fold on the back of the mice was lifted and sandwiched between two magnetic discs held in place for next 12 h, thus creating an ischemic area that developed into a PU over the following days. The wounded areas demonstrated tissue edema and epidermal disappearance by day 3 post-magnet application. PUs spontaneously developed and healed. Healing was, however, slower in the SCI mice compared to control non-SCI mice when the wound was created below the level of SCI. Conversely, no difference in healing was seen between SCI and control non-SCI mice when the wound was created above the level of SCI. This model is a potentially useful tool to study the dynamics of skin PU development and healing after SCI, as well as to test therapeutic approaches that may help heal such wounds.

Here, we describe a simple method to induce clinically relevant skin pressure ulcers (PUs) in a mouse model of spinal cord injury (SCI). This model can be used in pre-clinical studies to screen for different therapeutics for healing PUs in SCI patients.

척수 손상 후 압력 궤 양의 마우스 모델

Pressure ulcers (PUs) are common debilitating complications of traumatic spinal cord injury (SCI) and tend to occur in soft tissues around bony ...

Measuring Global Cellular Matrix Metalloproteinase and Metabolic Activity in 3D Hydrogels

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) culture systems. However, measurement of cell function in 3D culture is often more challenging. Many biological assays require retrieval of cellular material which can be difficult in 3D cultures. One way to address this challenge is to develop new materials that enable measurement of cell function within the material. Here, a method is presented for measurement of cellular matrix metalloproteinase (MMP) activity in 3D hydrogels in a 96-well format. In this system, a poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogel is functionalized with a fluorogenic MMP cleavable sensor. Cellular MMP activity is proportional to fluorescence intensity and can be measured with a standard microplate reader. Miniaturization of this assay to a 96-well format reduced the time required for experimental set up by 50% and reagent usage by 80% per condition as compared to the previous 24-well version of the assay. This assay is also compatible with other measurements of cellular function. For example, a metabolic activity assay is demonstrated here, which can be conducted simultaneously with MMP activity measurements within the same hydrogel. The assay is demonstrated with human melanoma cells encapsulated across a range of cell seeding densities to determine the appropriate encapsulation density for the working range of the assay. After 24 h of cell encapsulation, MMP and metabolic activity readouts were proportional to cell seeding density. While the assay is demonstrated here with one fluorogenic degradable substrate, the assay and methodology could be adapted for a wide variety of hydrogel systems and other fluorescent sensors. Such an assay provides a practical, efficient and easily accessible 3D culturing platform for a wide variety of applications.

Here, a protocol is presented for encapsulating and culturing cells in poly(ethylene glycol) (PEG) hydrogels functionalized with a fluorogenic matrix metalloproteinase (MMP)-degradable peptide. Cellular MMP and metabolic activity are measured directly from the hydrogel cultures using a standard microplate reader.

글로벌 세포 매트릭스 Metalloproteinase 및 3D Hydrogels 신진 대사 활동 측정

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) ...

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder regions, collectively referred to as the brachial plexus (BP). Despite recent advances in obstetrical care, the problem of NBPP continues to be a global health burden with an incidence of 1.5 cases per 1,000 live births. More severe types of this injury can cause permanent paralysis of the arm from the shoulder down. Prevention and treatment of NBPP warrants an understanding of the biomechanical and physiological responses of newborn BP nerves when subjected to stretch. Current knowledge of the newborn BP is extrapolated from adult animal or cadaveric BP tissue instead of in vivo neonatal BP tissue. This study describes an in vivo mechanical testing device and procedure to conduct in vivo biomechanical testing in neonatal piglets. The device consists of a clamp, actuator, load cell, and camera system that apply and monitor in vivo strains and loads until failure. The camera system also allows monitoring of the failure location during rupture. Overall, the presented method allows for a detailed biomechanical characterization of neonatal BP when subjected to stretch.

Methods for In Vivo Biomechanical Testing on Brachial Plexus in Neonatal Piglets

Presented here are methods to perform in vivo biomechanical testing on brachial plexus in a neonatal piglet model.

신생아 돼지의 상수 신경총에 생체 역학 테스트 방법

Neonatal brachial plexus palsy (NBPP) is a stretch injury that occurs during the birthing process in nerve complexes located in the neck and shoulder ...

Optical Imaging of Isolated Murine Ventricular Myocytes

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances in calcium sensitive dyes have permitted the robust optical recording of single cell calcium dynamics, recording of robust transmembrane optical voltage signals has remained difficult. Arguably, this is because of the low single to noise ratio, phototoxicity, and photobleaching of traditional potentiometric dyes. Therefore, single cell voltage measurements have long been confined to the patch clamp technique which while the gold standard, is technically demanding and low throughput. However, with the development of novel potentiometric dyes, large, fast optical responses to changes in voltage can be obtained with little to no phototoxicity and photobleaching. This protocol describes in detail how to isolate adult murine myocytes which can be used for cellular shortening, calcium, and optical voltage measurements. Specifically, the protocol describes how to use a ratiometric calcium dye, a single-excitation calcium dye, and a single excitation voltage dye. This approach can be used to assess the cardiotoxicity and arrhythmogenicity of various chemical agents. While phototoxicity is still an issue at the single cell level, methodology is discussed on how to reduce it.

We present the methodology for the isolation of murine myocytes and how to obtain voltage or calcium traces simultaneously with sarcomere shortening traces using fluorescence photometry with simultaneous digital cell geometry measurements.

고립 된 뮤린 심실 근세포의 광학 이미징

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances ...

Patterning the Geometry of Human Embryonic Stem Cell Colonies on Compliant Substrates to Control Tissue-Level Mechanics

Human embryonic stem cells demonstrate a unique ability to respond to morphogens in vitro by self-organizing patterns of cell fate specification that correspond to primary germ layer formation during embryogenesis. Thus, these cells represent a powerful tool with which to examine the mechanisms that drive early human development. We have developed a method to culture human embryonic stem cells in confined colonies on compliant substrates that provides control over both the geometry of the colonies and their mechanical environment in order to recapitulate the physical parameters that underlie embryogenesis. The key feature of this method is the ability to generate polyacrylamide hydrogels with defined patterns of extracellular matrix ligand at the surface to promote cell attachment. This is achieved by fabricating stencils with the desired geometric patterns, using these stencils to create patterns of extracellular matrix ligand on glass coverslips, and transferring these patterns to polyacrylamide hydrogels during polymerization. This method is also compatible with traction force microscopy, allowing the user to measure and map the distribution of cell-generated forces within the confined colonies. In combination with standard biochemical assays, these measurements can be used to examine the role mechanical cues play in fate specification and morphogenesis during early human development.

Extracellular matrix ligands can be patterned onto polyacrylamide hydrogels to enable the culture of human embryonic stem cells in confined colonies on compliant substrates. This method can be combined with traction force microscopy and biochemical assays to examine the interplay between tissue geometry, cell-generated forces, and fate specification.

조직 수준 역학을 제어하기 위해 준수 기판에 인간 배아 줄기 세포 식민지의 기하학적 패터닝

Human embryonic stem cells demonstrate a unique ability to respond to morphogens in vitro by self-organizing patterns of cell fate specification that ...

Evaluation of Left Ventricular Structure and Function using 3D Echocardiography

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk stratification in various cardiac disorders. Recently, 3D echocardiography became available in routine cardiology practice; however, high-quality image acquisition and subsequent analysis have a steep learning curve. The present article aims to guide the reader through a detailed 3D protocol by presenting tips and tricks and also by highlighting the potential pitfalls to facilitate the widespread but technically sound use of this important technique concerning the LV. First and foremost, we show the acquisition of a high-quality 3D dataset with optimal spatial and temporal resolution. Then, we present the analytical steps toward a detailed quantification of the LV by using one of the most widely applied built-in software. We will quantify LV volumes, sphericity, mass and also systolic function by measuring ejection fraction and myocardial deformation (longitudinal and circumferential strain). We will discuss and provide clinical examples about the essential scenarios where the transition from a conventional echocardiographic approach to a 3D-based quantification is highly recommended.

In this article, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the volumetric assessment and speckle-tracking analysis of the left ventricle by 3D echocardiography, particularly focusing on practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

3D 에코카르디그래피를 사용하여 좌심실 구조 및 기능 평가

Three-dimensional (3D) quantification of the left ventricle (LV) provides significant added value in terms of diagnostic accuracy and precise risk ...

Measuring 3D In-vivo Shoulder Kinematics using Biplanar Videoradiography

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, multiple ligaments, and approximately 20 muscles. Unfortunately, shoulder pathologies (e.g., rotator cuff tears, joint dislocations, arthritis) are common, resulting in substantial pain, disability, and decreased quality of life. The specific etiology for many of these pathologic conditions is not fully understood, but it is generally accepted that shoulder pathology is often associated with altered joint motion. Unfortunately, measuring shoulder motion with the necessary level of accuracy to investigate motion-based hypotheses is not trivial. However, radiographic-based motion measurement techniques have provided the advancement necessary to investigate motion-based hypotheses and provide a mechanistic understanding of shoulder function. Thus, the purpose of this article is to describe the approaches for measuring shoulder motion using a custom biplanar videoradiography system. The specific objectives of this article are to describe the protocols to acquire biplanar videoradiographic images of the shoulder complex, acquire CT scans, develop 3D bone models, locate anatomical landmarks, track the position and orientation of the humerus, scapula, and torso from the biplanar radiographic images, and calculate the kinematic outcome measures. In addition, the article will describe special considerations unique to the shoulder when measuring joint kinematics using this approach.

Biplane videoradiography can quantify shoulder kinematics with a high degree of accuracy. The protocol described herein was specifically designed to track the scapula, humerus, and the ribs during planar humeral elevation, and outlines the procedures for data collection, processing, and analysis. Unique considerations for data collection are also described.

바이플러나 비디오 방사선 촬영을 사용하여 3D 생체 내 어깨 운동학 측정

The shoulder is one of the human body's most complex joint systems, with motion occurring through the coordinated actions of four individual joints, ...