Este sistema pode ser usado para expor tecidos cardíacos projetados a regimes variados de pós-carga, a fim de estudar os efeitos desses estímulos no desenvolvimento da força tecidual, remodelação e maturação. Nossa técnica permite submeter precisamente tecidos batendo a uma ampla gama de rotinas personalizáveis de pós-carga ao longo de períodos prolongados de cultura sem sequer precisar abrir a placa de cultura celular. Nosso método poderia ser modificado para controlar a carga posterior em outro sistema de cultura de tecido muscular, como músculo esquelético, músculo liso ou músculo papilar excisado.
Uma vez que nossa abordagem de sistemas é bastante única e apresenta aspectos técnicos que muitos cientistas não estão familiarizados, a demonstração visual pode ajudar na recriação de nossa configuração. Para fabricar os racks de silicone magneticamente responsivos, adquira a placa de 24 poços pode remar racks de postes de silicone descritos no protocolo de texto. Usando uma polaridade fixa, lubrifique os ímãs com água e insira-os um de cada vez nos postes mais externos dos racks de silicone.
Use um pedaço misturado de fio dental de aço inoxidável para empurrá-los cuidadosamente para o fundo da cavidade pós oca. Até cinco ímãs podem ser empilhados em cada post. Use alicates de nariz redondo para dobrar o fio dentário de aço inoxidável em aparelhos de 11,25 milímetros de largura e 15 milímetros de comprimento.
Para garantir que as dimensões corretas sejam alcançadas, pode-se usar um gabarito auto-fabricado para ajudar na dobra do fio, em seguida, usar cortadores de arame para cortar o aparelho e o arquivo para suavizar a superfície de corte. Lubrifique os aparelhos ou postes com água e insira-os no rack de silicone fixando o segundo e o terceiro ao poste mais externo no processo. Comece a preparar o dispositivo de afinação conforme descrito no protocolo de texto, conecte-se ao suporte do ímã ao estágio piezoelétrico usando um material não magnético, isso pode ser alcançado usando uma peça de alumínio em forma de L.
Para habilitar a análise visual dos tecidos, instale uma fonte de luz dentro do dispositivo de ajuste de carga posterior. Aqui uma matriz de LEDs foi empregada para iluminar o engenheiro para tecidos cardíacos de baixo. Para calibrar o sistema de ajuste de pós-carga, monte um dos racks de silicone e use verticalmente materiais não magnéticos, de modo que os postes de silicone magneticamente responsivos sejam orientados horizontalmente.
Agora monte um dos ímãs da placa em um estágio linear horizontalmente itinerante de tal forma que esteja axialmente alinhado com o poste magneticamente responsivo. Posicione o ímã de calibração a uma distância definida do poste de silicone magneticamente responsivo usando o estágio horizontal. Coloque uma câmera na lateral desta configuração para poder registrar opticamente a deflexão dos postes sob a influência das cargas de teste.
Certifique-se de que há espaço suficiente abaixo do poste para que as cargas anexadas fiquem penduradas livremente. Tire uma foto do post na ausência de quaisquer pesos para usar como referência para a posição neutra dos posts. Sem mudar a perspectiva da câmera, anexe uma das cargas até a extremidade do poste de silicone, em seguida, tire uma foto do poste dobrando sob a influência do peso.
Agora gráfico a deflexão do poste de silicone no eixo x contra a força gravitacional de cada peso de teste no eixo y. Isso deve produzir uma relação linear entre força e deflexão. Traçar uma função de regressão linear passando por 00 e os dados de aquisição.
A inclinação desta função é a rigidez, k do poste de silicone magneticamente responsivo no espaçamento de ímã testado. Repita estes passos em vários espaçamentos entre dmax e um dmin. Aqui foram analisadas deflexões em oito diferentes posições de ímã, variando de cerca de 31 milímetros a cerca de cinco milímetros.
Muita regressão funciona através desses valores. Por exemplo, use fit não linear, função de decadência de uma fase no software de análise. Esta função de regressão descreve a relação entre espaçamento de ímã e pós-carga.
Para preparar o dispositivo de ajuste de pós-carga para experimentos, conecte o motor de estágio piezoelétrico ao controlador de movimento e conecte o controlador de movimento ao computador. Certifique-se de que o controlador de movimento também esteja conectado a uma fonte de energia. Em seguida, inicie o software da plataforma do controlador de movimento, conecte o software ao motor de estágio piezo selecionando a porta designada como placa de palco durante a instalação do software de controle de movimento e, em seguida, clique no botão de porta aberta.
Vá para o painel do sistema, selecione loop aberto, no menu de desemarçado. Mova manualmente a placa de ímã para sua posição mais alta, o espaçamento de ímã mais próximo possível. A placa de ímã deve fazer contato com o suporte da placa de cultura.
Agora vá para o Painel de Movimento, como o botão zero para redefinir a posição atual do estágio piezo para zero milímetros. Mova manualmente a lâmina do ímã para a posição mais baixa possível, anote a posição do codificador para determinar o alcance de movimento do motor do estágio piezoelétrico. Defina os limites de viagem no painel do sistema para valores dentro do intervalo de movimento determinado na etapa anterior.
Isso impede que a lâmina do ímã esbarre na lâmina de cultura ou na parte inferior do dispositivo de ajuste de carga posterior. Mais uma vez, mova a lâmina do ímã para sua posição mais alta e clique no botão zero. Vá para o painel do sistema e altere o modo de loop de feedback para loop fechado, fazendo isso garante que o estágio corrigirá quaisquer erros em seu posicionamento.
Clique no botão salvar na caixa de parâmetros da loja para armazenar essas configurações no sistema. Agora coloque a placa de cultura 24 bem contendo tecidos cardíacos projetados em racks de silicone magneticamente responsivos no suporte da placa de cultura. Para calcular o espaçamento do ímã necessário para alcançar uma carga posterior desejada, resolva a função de regressão não linear determinada anteriormente para d.
Subtrair dmin do espaçamento calculado do ímã, d. O resultado é a distância que a placa de ímã tem de viajar de sua posição zero para alcançar a carga posterior desejada. Digite esse valor no campo de entrada Target Position one no painel Movimento e clique em Ir para ajustar a carga posterior do tecido cardíaco projetado ao valor calculado.
Controle de um MREHTs produzidos a partir de corações de ratos foram cultivados na ausência de carga magnética até que um platô em força contratil foi alcançado. Neste dia, os MREHTs e os EHTs controlados tinham forças médias semelhantes. Durante a semana seguinte, a carga exercida sobre mrehts foi incrementalmente aumentada do ponto nove um para seis ponto oito cinco milinewton's por milímetro, enquanto a carga posterior para controlar EHTs permaneceu constante.
A força contratual média aumentou com o aumento da carga pós-venda até o ponto nove cinco mililitros, o que marca mais de um aumento de três vezes em força em comparação com o valor médio medido para EHTs controlados. A deflexão pós-deflexão, por outro lado, diminuiu em comparação com os tecidos de controle. No último dia de cultura, a principal deflexão medida para os MREHTs foi apenas um milímetro, em comparação com o ponto quatro oito milímetros para controle de EHT's.
EHTs rad em postes de silicone magneticamente responsivos foram cultivados a uma carga mínima de 9 pontos um mililitro por milímetro até que um platô e força contralética foram alcançados. A partir de hoje, os MREHTs foram submetidos a um regime de sete dias após a carga que expõe os EHTs a ciclos de pós-carga alternando entre o ponto nove um e seis ponto oito cinco milímetros por milímetro. A carga posterior de EHT's foi mantida constante no ponto seis zero milímetro por milímetro durante toda a duração da cultura.
As diferenças observadas não foram estatisticamente significantes. Combinado com a análise de contratilidade óptica, este método permite a medição em tempo real da resposta contratil de curto prazo a magnitudes flutuantes de pós-carga, o que poderia ser útil para investigar propriedades musculares fisiológicas. Ímãs fortes podem de repente se apegar uns aos outros, potencialmente causando ferimentos ao usuário e danificando os próprios ímãs, para evitar isso, manter o ímã separado a uma distância segura.
