Este método pode fornecer uma melhor compreensão da biomecânica da válvula cardíaca que pode ser extremamente útil na modelagem computacional e no refinamento de métodos de tratamento para doenças da válvula cardíaca. Este protocolo é vantajoso em comparação com outros protocolos de teste estabelecidos porque pode ser usado para realizar caracterizações mecânicas de tecidos de válvula cardíaca usando um esquema de teste unificado. Este protocolo de teste biaxial com o esquema de teste unificado será benéfico para a pesquisa biomecânica de tecido mole de quantificações mecânicas, como caracterização completa de vasos arteriais e tecido da pele.
Comece usando fórceps para remover o folheto de interesse do armazenamento PBS. Coloque o folheto plano em um tapete de corte com a direção radial alinhada à direção Y e à direção circunferencial alinhada à direção X. Identifique a região central do folheto como a seção de testes e alinhe um cortador de tecido para que a região de teste de tecido desejada esteja dentro dos limites das lâminas de barbear.
Faça um corte horizontal e um vertical para formar uma região quadrada das dimensões desejadas e use uma caneta cirúrgica para rotular a orientação radial do tecido. Em seguida, use as fórceps para esticar o chordae do folheto e use uma lâmina de barbear para aparar qualquer acessório de coro, tomando cuidado para não danificar o folheto. Usando fórceps, coloque a amostra de tecido plana sobre uma espátula e use uma pinça digital para medir a espessura do par de tecido espátula em três locais diferentes de folhetos.
Em seguida, monte o tecido para o sistema de testes biaxial, garantindo que as direções circunferenciais e radiais da amostra estejam alinhadas com as direções X e Y da máquina. Para a colocação do marcador fiduciário, coloque contas de vidro em um pequeno recipiente de rosto aberto e adicione uma pequena piscina de supercola a outro recipiente. Cubra a ponta de uma ferramenta de ponta fina com uma pequena quantidade de supercola e coloque uma conta individual na ponta da ferramenta.
Em seguida, use cuidadosamente a ferramenta para transferir a conta para um canto do terço médio da região de testes teciduais, repetindo esta colocação até que uma matriz quadrada de quatro contas seja formada. No computador conectado ao sistema de teste biaxial, crie um protocolo de pré-condicionamento para que o tecido se submeta a 10 ciclos de carga/descarga nas forças associadas ao pico de tensão da membrana e uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto, incluindo uma pré-carga de 2,5% da força máxima. Crie um novo diretório de testes arbitrário para armazenar temporariamente os dados de pré-condicionamento e estabeleça uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto para testes subsequentes.
Crie um novo conjunto de parâmetros de teste e defina o nome do protocolo como Pré-condicionamento0. Para os eixos X e Y, defina o Modo de Controle para Forçar e a Função de Controle para Passo. Defina a Magnitude da Carga como a força associada à tensão de membrana de pico alvo, e a Magnitude da Pré-carga como 2,5% da força máxima apenas para a primeira repetição.
Defina a duração do estiramento e a duração da recuperação para 25 segundos e defina o número de repetições para 10. Quando a etapa pré-condicionamento terminar, anote a deformação do tecido nas direções X e Y e prepare um protocolo para mover a amostra para a força máxima, a partir do tamanho registrado. Em seguida, inicie o protocolo de carregamento de força máxima, a partir da deformação pós-pré-condicionamento ao iniciar simultaneamente um cronômetro quando a máquina começar a acionar.
Pare o cronômetro quando a atuação parar conforme indicado por pistas auditivas. Em seguida, registo da deformação do tecido de pico pós-pré-condicionamento, juntamente com o tempo do cronômetro representando o tempo ideal de alongamento do tecido. Para testes mecânicos biaxiais, prepare um protocolo controlado por força a uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto, como demonstrado e abra um novo diretório de testes.
Nomeie o teste e defina os dados para salvar em um local conhecido para uso em cálculos posteriores de estresse e tensão. Mova o espécime de volta para a configuração de montagem original e crie um conjunto de protocolo intitulado Primeira Imagem. Defina o modo de controle do eixo X e Y para forçar e a função de controle para passo.
Defina a magnitude da carga para zero mililitro e defina a duração do estiramento e a duração da recuperação para um segundo. Defina o número de repetições para um e tanto a frequência de saída de dados quanto a frequência de saída de imagem para um hertz. Instrua um novo conjunto de testes e nomeie-o Pré-condicionamento A, estabelecendo os parâmetros de teste de modo que o tecido será submetido a 10 repetições de carga/descarga cíclica à força alvo para a tensão de membrana desejada como demonstrado.
Instrua outro conjunto de testes chamado Pré-condicionamento B com parâmetros de teste idênticos ao conjunto de testes Pré-condicionamento A, mas com a Frequência de Saída de Imagem definida para 15 hertz e sem pré-carga aplicada. Após os protocolos de pré-condicionamento, crie os protocolos de teste para que o tecido seja carregado para o pico de tensão da membrana nas relações circunferenciais indicadas para carregamento radial a uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto. Recuperar os dados dos dois últimos ciclos de cada relação de carregamento para processamento e análises subsequentes de dados descritos.
Prepare um protocolo de teste de alongamento biaxial controlado por deslocamento a uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto nas direções X e Y para os deslocamentos associados aos trechos circunferenciais e radiais de pico, respectivamente. Prepare um protocolo de teste de tesoura pura ao longo da direção X, estendendo-se na direção X associada ao pico circunferencial e encurtando na direção Y, mantendo a área tracejada constante sob deformação. Prepare um protocolo de teste de alongamento uniaxial restrito ao longo da direção X.
Em seguida, prepare um protocolo de teste de tesoura pura ao longo da direção Y e um protocolo de teste de alongamento uniaxial restrito ao longo da direção Y. Entre cada um desses protocolos, construa um ciclo de descanso de um minuto que mantenha o tecido na configuração montada original e recupere os dados dos dois últimos ciclos de cada relação de carregamento para processamento e análise de dados. Em seguida, prepare um protocolo de relaxamento do estresse para que o tecido seja carregado em cada direção a uma taxa de carregamento de 4,42 newtons por minuto para os deslocamentos associados ao pico das tensões de membrana e mantido nesse deslocamento por 15 minutos.
Após 15 minutos, o protocolo deve ser definido para recuperar o tecido à sua configuração original de montagem. Os dados de estiramento de estresse de um teste mecânico biaxial controlado por força representativo revelam uma curva não linear com alguma semelhança com uma curva exponencial, com as curvas de comportamento material transversalmente isotrópicas e o trecho radial maior que a deformação circunferencial. Em alguns casos, a direção da anisotropia pode virar, com a direção circunferencial exibindo maior conformidade do que a direção radial.
A partir de testes controlados por deslocamento, os dados de estiramento de estresse seguem uma resposta não linear para a direção principal em tensão. No protocolo de tensão uniaxial restrito, uma resposta crescente do estiramento de estresse é exibida na direção restrita, demonstrando o acoplamento do alongamento aplicado na outra direção principal. A partir do teste de relaxamento do estresse, os dados de tempo de tensão da membrana normalizados seguem uma curva não linear em decomposição.
Ambos os tecidos de folhetos de válvula mitral e tricúspide apresentam uma maior redução de estresse na direção radial em comparação com a da direção circunferencial. A análise histológica representativa das seções de tecido de tecido de válvula mitral e válvula tricúspide anterior usando a coloração tricrômica de Masson demonstra constituintes típicos encontrados em válvulas cardíacas atrioventriculares, como fibras de colágeno e células intersticiais valvulares. É importante que as contas de vidro não sejam coladas acidentalmente para evitar erros significativos no cálculo de deformação do tecido durante a etapa pós-processamento.
Os dados adquiridos podem ser posteriormente utilizados na modelagem computacional da válvula cardíaca que pode informar melhor como funciona a válvula e para melhorias nos procedimentos cirúrgicos para o tratamento de doenças cardíacas valvulares. Este protocolo abre portas no campo da biomecânica de tecidos moles para comparar os comportamentos mecânicos entre tecidos saudáveis e doentes, bem como para a concepção de materiais biomiméticos.
