Este trabalho foi financiado, em parte, pelo NIH concede HL087653 e HL105314. Alguns dos métodos foram desenvolvidos no laboratório do Dr. Robert Mecham da Universidade de Washington School of Medicine.

1. O ultra-som e sistema de pressão <ol><li> Iniciar o sistema de ultra-som de acordo com as instruções dos fabricantes (Vevo 770, Visualsonics). Preencha a sonda apropriado (idade E18 - P7 = modelo 708, idade&gt; = P7 modelo 707B) com água destilada e se conectar ao sistema de ultra-som. Coloque a sonda no suporte ajustável na orientação aproximada necessária para obter uma vista LV longo do eixo para um rato montado na plataforma de imagem de modo que o vértice do VE é apontada para o braço de injecção. </li><li> O sistema de pressão é constituído por um transdutor de pressão cheio de fluido, amplificador ponte, o sistema de aquisição de dados e de software de gravação de dados (LabChart). As conexões consistem em três vias, torneiras, tubos, fechaduras luer e farpas mangueira. Uma seringa de 20 mL é preenchido com 10% de solução salina heparinizada para a lavagem em uma extremidade. A outra extremidade liga-se uma agulha e um corpo de seringa de 3 ml são modificados para uso como um invólucro para segurar o tubo da agulha no braço de injecção (Figura 1). </li><li&gt; Calibrar o sistema transdutor de pressão com um manômetro. </li><li> Montar o tubo da agulha eo invólucro no braço de injecção do sistema de ultra-som. Clamp o transdutor de pressão em um suporte de anel na altura aproximada da plataforma de imagem. Coloque uma agulha apropriada para a idade do mouse (idade E18 - P3 = 30G, idade P3&gt; = 25G) para a agulha. Agulhas menores ficam obstruídos mais fácil, são mais difíceis de avançar através da parede torácica, e tem um tempo de resposta mais lento. Assim, o maior tamanho de agulha que se encaixa no lúmen do VE é usada para cada idade. </li><li> Coloque um montículo de gel de ultra-som na plataforma de imagem e cuidadosamente alinhar a sonda utilizando o suporte ajustável de modo a que a agulha pode ser avançado directamente para o gel sob o centro da sonda de imagem (Figura 2). A agulha deve ser suficientemente abaixo da sonda para não perfurar a tampa da sonda, mas suficientemente perto para estar dentro da profundidade da sonda focal. Se necessário, a agulha pode ser dobrado à mão de modo a que permaneça em poe plano correto ao longo de sua viagem. </li><li> Mantendo o alinhamento, retrair a agulha e elevar a sonda de imagem para colocar um rato sobre a plataforma de imagem. Lavar a agulha para eliminar qualquer gel que possa ter entrado na ponta. </li></ol> 2. Preparação de camundongo <ol><li> Todos os métodos mostrados neste protocolo ter sido aprovado pelo Institutional Animal Care e do Comitê uso. Anestesiar uma mãe grávida cronometrado (E18) ou rato neonatal (P1 - 20) por inalação contínua de isoflurano a 1,5%. Tubo pode ser inserido um cone de nariz padrão para acomodar a cabeça pequena de um rato neonatal precoce (P1 - 15). </li><li> Fixe o mouse para a plataforma de imagens do sistema de ultra-som em uma posição de decúbito dorsal, com o ápice do VE na direção do braço para injeções. Para as mães grávidas, aplicar ultra-som gel para monitorar a freqüência cardíaca com o detector de ECG em anexo e inserir o termômetro retal para controle de feedback da temperatura corporal. Camundongos recém-nascidos são muito pequenos fou estes detectores, de modo a frequência cardíaca é monitorizada durante as medições de pressão e temperatura corporal é mantida com uma lâmpada de calor externo. </li><li> Remova o cabelo do abdômen da gestante ou no peito do rato jovem com um creme depilatório. Ratos neonatos (P1 - 10) não requer qualquer remoção de pêlos. </li><li> Para as mães grávidas, cortou o abdome utilizando tesoura de dissecção e pinças curvas. Externalizar um corno uterino e local em gaze umedecida com soro fisiológico morno. Cuidadosamente manipular um embrião para a posição adequada para se obter um corte paraesternal eixo longo do VE utilizando a sonda de ultra-som. Medir a pressão em todos os embriões deste lado antes externalização o corno uterino outro. Mantenha todos os embriões e do abdômen da mãe úmida com adição periódica de solução fisiológica aquecida. </li></ol> 3. Medição de pressão <ol><li> Lugar pré-aquecido, gel de ultra-som desgaseificado no mouse embrionário ou neonatal. Camundongos recém-nascidos que não foram ddepilada deve ter uma pequena quantidade de gel de ultra-som esfregada na sua caixa antes do gel de ultra-som restante é aplicado para melhorar o acoplamento. Abaixar a sonda de imagem e ajustar o ângulo da plataforma de imagem para obter uma óptima para-esternal LV vista eixo longo. Não ajustar o ângulo da sonda porque o alinhamento da agulha será perdido. </li><li> Enquanto o controlo da imagem LV na tela de ultra-som, lentamente avançar a agulha até que seja perto da parte inferior da sonda. Ajustar a posição da agulha e da sonda, se necessário, para corrigir alterações de alinhamento. Gentilmente limpar a agulha com solução salina. Iniciar os dados de pressão de gravação e zero o transdutor de pressão com o software LabChart. O transdutor deriva com a temperatura e de posição, por isso é importante para zero apenas antes da medição da pressão em cada rato. </li><li> Lentamente avanço da agulha até que possa ser visto na borda da imagem de ultra-som, mas ainda não no VE. Ajustar a posição da agulha, se necessário, para entrar no VE noápice. Ajustar a posição da sonda, se necessário, para manter uma imagem clara da agulha. Avançar a agulha para dentro do lúmen do VE (Figura 3), durante a gravação de dados de pressão e monitorando a localização da agulha sobre a imagem ultra-som. O início de gravações pulsáteis a partir do transdutor de pressão confirma a localização no interior do lúmen LV (Figura 4). </li><li> Se a agulha parece ser no lúmen do VE, mas gravações de pressão não são pulsátil, nivelada com uma torneira de luz sobre o êmbolo da seringa, apenas até um aumento de pressão é detectada (cerca de 5 - 10 do volume uL). Isso deve apagar quaisquer obstruções que podem estar impedindo uma leitura precisa. Se as leituras de pressão não são ainda pulsátil, a agulha pode estar acima ou abaixo do plano correcta e não ser inserido no lúmen do VE. Retrair a agulha, lave com soro fisiológico, e avançar novamente. Se as leituras pulsáteis ainda não obteve, passar para o próximo rato. Utilize uma agulha nova para cada rato. </li><li> Leituras da pressão de sucesso pode ser obtido a partir de 75% doos ratos embrionários e neonatal tentada. As leituras devem tomar 5 - 10 minutos cada e os dados de pressão para um mouse não devem ser incluídos se os batimentos cardíacos são significativamente diferentes do que o esperado (Figura 5A). A frequência cardíaca tem um efeito significativo sobre as medidas cardiovasculares e taxas de coração alterados são indicativos de distúrbios cardíacos. Angústia embrionário ocorre geralmente 1 - 1,5 horas após a primeira externalização do útero, assim que a velocidade é importante para medir as pressões em uma ninhada inteira. </li></ol> 4. Os resultados representativos Todos os resultados são indicados para ratos C57BL6J. Uma imagem da agulha no lúmen do VE para um rato P1 é mostrada na Figura 3. A agulha é necessário para perfurar a parede do tórax e ganhar acesso ao lúmen do VE pequena, mas aumenta significativamente o tempo de resposta do sistema de pressão. Quando um aumento passo aproximada de pressão é aplicada manualmente para o sistema, o tempo para alcançar 67% da pressão máxima é de 0,067 sic com a tubagem apenas (mais provavelmente indicativa do tempo real para aplicar o passo de pressão), 0,105 seg com uma agulha G 25 e 0,529 seg com uma agulha 30 G. O atraso em alcançar a pressão máxima pode ser visto nos traçados completa mostrada na Figura 4A e 4C. Embora o tempo de resposta é mais lento com a agulha 30G, a forma de onda é melhor capturado com os estádios de desenvolvimento embrionário precoce e neonatais, porque a taxa cardíaca aumenta com a idade nos ratinhos 5. Apesar desta limitação, a pressão sistólica pode ser calculada assumindo que a verdadeira LV pressão (mínimo) diastólica é zero, e as pressões sistólica (máxima) a pressão do VE é duas vezes a pressão de VE média determinada a partir das leituras no estado estacionário (Figura 4B e 4D ) 6. Supõe-se geralmente que a sistólica e pressão arterial são iguais. As pressões medidos frequências cardíacas e calculado LV para várias idades entre E18 e P14 são mostrados na Figura 5. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig1.jpg" /> Figura 1. Imagem do transdutor de pressão com anexados torneiras de três vias, do sexo masculino (M) e feminino (F) conexões luer lock, farpas de mangueiras, tubos, seringas e agulhas. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig2.jpg" /> Figura 2. Imagem da. Configurado para alinhar a agulha com a sonda de imagem (A) A plataforma de imagem é girada de modo que o vértice do VE do rato é de frente para o braço de injecção. A sonda é montado no suporte ajustável na orientação aproximada necessária para obter uma imagem do VE longo do eixo. O invólucro tubo da agulha está montada no braço de injecção. A agulha é avançado para dentro de um monte de gel de ultra-som na plataforma de imagem para determinar o ângulo adequado e na posição vertical e horizontal em relação à sonda de imagem (B). <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig3.jpg" /> Figura 3. Imagem da agulha (N) avançado através da parede torácica (CW) epara dentro do lúmen do VE em um rato P1. Barra de escala = 0,1 mm. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig4.jpg" /> Figura 4. Leituras Exemplo pulsáteis de pressão quando a agulha entra no ventrículo esquerdo de um E18 (A) e P14 (C) do rato. Há um atraso em alcançar um estado estacionário, devido ao tempo de resposta do sistema com a agulha colocada. Vistas Zoom das leituras no estado estacionário são mostrados na B e D. Nota que os mínimos E18 pressões do VE, são perto de zero, mas a forma de onda completa de zero para a pressão máxima não pode ser gravado com as taxas mais altas do coração de ratos P14. As pressões médias são medidas a partir das leituras de estado estacionário e é assumido que a pressão sistólica do VE = 2 x média medida de pressão. <img src="/files/ftp_upload/3756/3756fig5.jpg" /> Figura 5 batimentos cardíacos medidos (A) e calculadas as pressões sistólica do VE (B) para E18 -. P14 camundongos. N = 7 para E18, 5 para a P1, 22 para P3, 23 para a P7 e 16 para P14 <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>

Não há conflitos de interesse declarados.

O protocolo apresentado aqui fornece um método para medir a pressão no VE embrionário atrasado e cedo ratinhos neonatais. A principal limitação deste protocolo é a resolução temporal do sistema de pressão. O sinal de pressão é amortecido à medida que viaja a partir do VE, através da agulha para o transdutor, e apenas os valores médios de pressão pode ser gravado. O amortecimento pode ser minimizados através da utilização da maior agulha possível, mas a agulha deve caber dentro do lúmen do VE para dif...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente / equipamentos </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Sistema de ultra-sonografia de alta resolução </td><td> Visualsonics </td><td> Vevo 770 </td><td> Ou outro sistema de ultra apropriado </td></tr><tr><td> Sondas de ultra-som de alta freqüência </td><td> Visualsonics </td><td> 708 e 707B </td><td></td></tr><tr><td> Plataforma de imagem e braço para injeções </td><td> Visualsonics </td><td> Imagem Station 2 </td><td> Com ECG e controle de temperatura gabarito da plataforma </td></tr><tr><td> Transdutor de pressão </td><td> Instrumentos AD </td><td> MLT 844 </td><td></td></tr><tr><td> Amplificador Ponte </td><td> Instrumentos AD </td><td> ML221 </td><td></td></tr><tr><td> Dados do sistema de aquisição </td&gt; <td> Instrumentos AD </td><td> ML866 </td><td></td></tr><tr><td> Dados software de gravação </td><td> Instrumentos AD </td><td> LabChart </td><td></td></tr><tr><td> Anel de pé e braçadeira </td><td> Diversos fornecedores </td><td></td><td> Para segurar transdutor de pressão durante as medições </td></tr><tr><td> Torneiras de 3 vias com conexões luer, bloqueio masculino </td><td> Cole Parmer </td><td> 30600-02 </td><td></td></tr><tr><td> 1/16 &quot;Tubo Tygon ID </td><td> Cole Parmer </td><td> 06408 </td><td></td></tr><tr><td> Luers masculino e feminino w espigão / 1/16 &quot; </td><td> Cole Parmer </td><td> 45510-50 45510-00 </td><td></td></tr><tr><td> 24 tubo &quot;com luer macho e fêmea em cada extremidade </td><td> Cole Parmer </td><td> 30600-60 </td><td></td></tr><tr><td> 3 e 10 mL seringas </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 30 e 25G agulhas </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td> 1,5 polegadas de comprimento </td></tr><tr><td> Big Ben manômetro </td><td> Riester </td><td> 1456-100 </td><td></td></tr><tr><td> Salina </td><td> Diversos fornecedores </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Heparina </td><td> Diversos fornecedores </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Gel de ultra-som </td><td> Parker </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr><tr><td> Loção removedor de pêlos </td><td> Nair </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

measuring left ventricular pressure in late embryonic and neonatal mice

A pressão arterial aumenta significativamente durante o desenvolvimento embrionário e pós-natal em animais vertebrados. No rato, o fluxo sanguíneo é primeiro detectável por volta do dia embrionário (E) 8,5 1. Pressão sistólica do ventrículo esquerdo (LV) é de 2 mmHg em E9.5 e 11 mmHg na E14.5 2. Nessas fases mid-embrionárias, a LV é claramente visível através da parede torácica para medições de pressão invasiva, pois as costelas ea pele não estão totalmente desenvolvidos. Entre E14.5 e nascimento (aproximadamente E21) métodos de imagem deve ser usado para visualizar o LV. Após o nascimento, a média aumenta a pressão arterial de 30 a 70 mmHg desde o primeiro dia pós-natal (P) 2 - 35 3. Para além P20, a pressão arterial pode ser medida com cateteres de estado sólido (isto é, Millar ou Scisense). Antes de P20, estes cateteres são grandes demais para o desenvolvimento de artérias de rato e de pressão arterial deve ser medida com o costume puxado cateteres de plástico ligados a transdutores cheias de líquido de pressão ou 3 micropipetas de vidro attdoíam a servo-transdutores de pressão nulos 4. O nosso trabalho recente demonstrou que o maior aumento na pressão sanguínea ocorre durante os embrionário tardios para período pós-natal precoce em ratinhos 5-7. Este grande aumento na pressão sanguínea pode influenciar o fenótipo da célula de músculo liso (SMC) em artérias em desenvolvimento e desencadear eventos mecanotransdução importantes. Na doença humana, onde as propriedades mecânicas das artérias desenvolvimento estão comprometidos por defeitos de proteínas da matriz extracelular (Síndrome ie Marfan 8 e estenose aórtica supravalvar 9) as mudanças rápidas na pressão sanguínea durante este período pode contribuir para o fenótipo e gravidade da doença através de alterações na mecanotransdução sinais. Portanto, é importante ser capaz de medir as alterações da pressão arterial durante embrionário tardias e períodos neonatais em modelos de ratos de doenças humanas. Nós descrevemos um método para medir pressão do VE, no final deembrionário (E18) e pós-natal precoce (P1 - 20) camundongos. Uma agulha ligada a um transdutor de pressão cheio de fluido é inserido no ventrículo esquerdo sob a orientação de ultra-som. É tomado cuidado para manter a função cardíaca normal durante o protocolo experimental, especialmente para os ratos embrionários. Os dados representativos são apresentados e limitações do protocolo são discutidos.

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Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice

Medindo a pressão ventricular esquerda (LV) em ratinhos embrionárias e neonatal é descrito. A pressão é medida através da inserção de uma agulha ligada a um transdutor cheio de fluido para o VE sob a orientação de ultra-som. Cuidados devem ser tomados para manter a função cardíaca normal durante o protocolo experimental.

Pressão Ventricular Esquerda de medição no final de Ratos embrionárias e Neonatal

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

13.8K visualizações.  Saint Louis University. Medindo a pressão ventricular esquerda (LV) em ratinhos embrionárias e neonatal é descrito. A pressão é medida através da inserção de uma agulha ligada a um transdutor cheio de fluido para o VE sob a orientação de ultra-som. Cuidados devem ser tomados para manter a função cardíaca normal durante o protocolo experimental.

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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.

Medição e Modelagem contrátil que secam no Estrato Córneo Humano

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

Bioengenharia

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.

Síntese de amônia a baixa pressão

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.

Modelo de coração Neonatal anatomicamente realista para uso em simuladores de paciente Neonatal

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.

Modelo do rato de úlceras de pressão após lesão medular

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.

Medição de metaloproteinase matriz celular Global e atividade metabólica em hidrogel 3D

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.

Métodos para testes biomecânicos in vivo em plexo braquial em leitões neonatais

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.

Imagem óptica de miócitos ventriculares isolados de urina

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.

Padronização da geometria de colônias de células-tronco embrionárias humanas em substratos compatíveis para controlar a mecânica de nível de tecido

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.

Avaliação da Estrutura e Função Ventricular Esquerda utilizando Ecocardiografia 3D

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.

Medindo kinemática de ombro 3D in vivo usando videoradiografia biplanar

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