Name: meso-scale particle image velocimetry studies of neurovascular flows in vitro
Uploaded: 2018-12-03T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro at JoVE.com

Die Autoren erkennen teilweise Unterstützung für dieses Projekt zur Verfügung gestellt durch einen kooperativen Samen Zuschuss aus dem Office of Research und ökonomische Entwicklung an der UC Riverside.

1. ABS-basierte Opfer Schimmel Fertigung
<ol><li>Entwurf eine inverse Modellierung des gewünschten Gewebe Phantom mit CAD-Software.</li>
	<li>Drucken Sie das Modell mit einem 3-d-Drucker mit ABS als Baumaterial.</li>
</ol>2. PDMS-basierte vaskulären Phantom Fertigung
<ol><li>
Mischen
	<ol>
<li>Mischen Sie die PDMS prepolymer Basis und Härtemittel im Verhältnis 10:1 (nach Gewicht); eine 66 g Mischung bietet genügend Material für die Herstellung von Phantomen mit einem Vol...

<ol>
	<li>Grant, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+image+velocimetry:+A+review.">Particle image velocimetry: A review.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 211 (1), 55-76 (1997).</li><li>Lindken, R., Rossi, M., Gro&#223;e, S., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-Particle+Image+Velocimetry+(&#181;PIV):+Recent+developments,+applications,+and+guidelines.">Micro-Particle Image Velocimetry (&#181;PIV): Recent developments, applications, and guidelines.</a> Lab on a Chip. 9 (17), 2551 (2009).</li><li>Hove, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracardiac+fluid+forces+are+an+essential+epigenetic+factor+for+embryonic+cardiogenesis.">Intracardiac fluid forces are an essential epigenetic factor for embryonic cardiogenesis.</a> Nature. 421, 172 (2003).</li><li>Ando, J., Yamamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+Mechanobiology.">Vascular Mechanobiology.</a> Circulation Journal. 73 (11), 1983-1992 (2009).</li><li>Conway, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+Shear+Stress+on+Endothelial+Cells+Modulates+Mechanical+Tension+across+VE-Cadherin+and+PECAM-1.">Fluid Shear Stress on Endothelial Cells Modulates Mechanical Tension across VE-Cadherin and PECAM-1.</a> Current Biology. 23 (11), (2013).</li><li>Kuhlencordt, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+Atherosclerosis,+Aortic+Aneurysm+Formation,+and+Ischemic+Heart+Disease+in+Apolipoprotein+E/Endothelial+Nitric+Oxide+Synthase+Double-Knockout+Mice.">Accelerated Atherosclerosis, Aortic Aneurysm Formation, and Ischemic Heart Disease in Apolipoprotein E/Endothelial Nitric Oxide Synthase Double-Knockout Mice.</a> Circulation. 104 (4), 448-454 (2001).</li><li>Lieber, B. B., Stancampiano, A. P., Wakhloo, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alteration+of+hemodynamics+in+aneurysm+models+by+stenting:+Influence+of+stent+porosity.">Alteration of hemodynamics in aneurysm models by stenting: Influence of stent porosity.</a> Annals of Biomedical Engineering. 25 (3), 460-469 (1997).</li><li>Bulusu, K. V., Plesniak, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Investigation+of+Secondary+Flow+Structures+Downstream+of+a+Model+Type+IV+Stent+Failure+in+a+180&#176;+Curved+Artery+Test+Section.">Experimental Investigation of Secondary Flow Structures Downstream of a Model Type IV Stent Failure in a 180&#176; Curved Artery Test Section.</a> Journal of Visualized Experiments. (113), e51288 (2016).</li><li>Tseng, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+organization+of+the+extracellular+matrix+regulates+cell-cell+junction+positioning.">Spatial organization of the extracellular matrix regulates cell-cell junction positioning.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (5), 1506-1511 (2012).</li><li>Shavit, U., Lowe, R. J., Steinbuck, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intensity+Capping:+a+simple+method+to+improve+cross-correlation+PIV+results.">Intensity Capping: a simple method to improve cross-correlation PIV results.</a> Experiments in Fluids. 42 (2), 225-240 (2007).</li><li>Raffel, M., Willert, C. E., Werely, S., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle Image Velocimetry: a Practical Guide. , (2007).</li><li>Kerl, H. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+Pipeline+Flow-Diverting+Stents+Reduces+Aneurysm+Inflow+Without+Relevantly+Affecting+Static+Intra-aneurysmal+Pressure.">Implantation of Pipeline Flow-Diverting Stents Reduces Aneurysm Inflow Without Relevantly Affecting Static Intra-aneurysmal Pressure.</a> Neurosurgery. 74 (3), 321-334 (2014).</li><li>Lieber, B. B., Livescu, V., Hopkins, L. N., Wakhloo, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Image+Velocimetry+Assessment+of+Stent+Design+Influence+on+Intra-Aneurysmal+Flow.">Particle Image Velocimetry Assessment of Stent Design Influence on Intra-Aneurysmal Flow.</a> Annals of Biomedical Engineering. 30 (6), 768-777 (2002).</li><li>Charonko, J., Karri, S., Schmieg, J., Prabhu, S., Vlachos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro,+time-resolved+PIV+comparison+of+the+effect+of+stent+design+on+wall+shear+stress.">In vitro, time-resolved PIV comparison of the effect of stent design on wall shear stress.</a> Annals of Biomedical Engineering. 37 (7), 1310-1321 (2009).</li><li>Rand, P. W., Lacombe, E., Hunt, H. E., Austin, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscosity+of+normal+human+blood+under+normothermic+and+hypothermic+conditions.">Viscosity of normal human blood under normothermic and hypothermic conditions.</a> Journal of Applied Physiology. 19 (1), 117-122 (1964).</li><li>Kenner, T., Leopold, H., Hinghofer-Szalkay, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+continuous+high-precision+measurement+of+the+density+of+flowing+blood.">The continuous high-precision measurement of the density of flowing blood.</a> Pfl&#252;gers Archiv European Journal of Physiology. 370 (1), 25-29 (1977).</li><li>Hoyt, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Table+of+the+Refractive+Index+of+Pure+Glycerol+at+20&#176;C.">New Table of the Refractive Index of Pure Glycerol at 20&#176;C.</a> Industrial &amp; Engineering Chemistry. 26 (3), 329-332 (1934).</li><li>Cai, Z., Qiu, W., Shao, G., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+fabrication+method+for+all-PDMS+waveguides.">A new fabrication method for all-PDMS waveguides.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 204, 44-47 (2013).</li><li>Bouillot, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+imaging+velocimetry+evaluation+of+intracranial+stents+in+sidewall+aneurysm:+hemodynamic+transition+related+to+the+stent+design.">Particle imaging velocimetry evaluation of intracranial stents in sidewall aneurysm: hemodynamic transition related to the stent design.</a> PloS ONE. 9 (12), 113762 (2014).</li><li>Trager, A. L., Sadasivan, C., Lieber, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+in+vitro+hemodynamic+performance+of+new+flow+diverters+for+bypass+of+brain+aneurysms.">Comparison of the in vitro hemodynamic performance of new flow diverters for bypass of brain aneurysms.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 134 (8), 084505 (2012).</li><li>Clauser, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Plasma-Based+Fluid+for+Particle+Image+Velocimetry+(PIV):+In-Vitro+Feasibility+Study+of+Flow+Diverter+Effects+in+Aneurysm+Model.">A Novel Plasma-Based Fluid for Particle Image Velocimetry (PIV): In-Vitro Feasibility Study of Flow Diverter Effects in Aneurysm Model.</a> Annals of Biomedical Engineering. 46 (6), 841-848 (2018).</li><li>Johnston, I. D., McCluskey, D. K., Tan, C. K. L., Tracey, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+bulk+Sylgard+184+for+microfluidics+and+microengineering.">Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 24 (3), 035017 (2014).</li><li>Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+Compatibility+of+Poly(dimethylsiloxane)-Based+Microfluidic+Devices.">Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices.</a> Analytical Chemistry. 75 (23), 6544-6554 (2003).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+PIV+Algorithm+for+Estimating+Time-Averaged+Velocity+Fields.">A PIV Algorithm for Estimating Time-Averaged Velocity Fields.</a> Journal of Fluids Engineering. 122 (2), 285 (2000).</li><li>Bosbach, J., K&#252;hn, M., Wagner, C., Raffel, M., Resagk, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Scale+Particle+Image+Velocimetry+of+Natural+and+Mixed+Convection.">Large-Scale Particle Image Velocimetry of Natural and Mixed Convection.</a> 13th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. , (2006).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PIV+measurements+of+a+microchannel+flow.">PIV measurements of a microchannel flow.</a> Experiments in Fluids. 27 (5), 414-419 (1999).</li><li>Lima, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+blood+flow+in+a+rectangular+PDMS+microchannel:+experimental+observations+using+a+confocal+micro-PIV+system.">In vitro blood flow in a rectangular PDMS microchannel: experimental observations using a confocal micro-PIV system.</a> Biomedical Microdevices. 10 (2), 153-167 (2008).</li><li>Kuo, C. -. C., Mao, R. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Precision+Surface+Polishing+System+for+Parts+Fabricated+by+Fused+Deposition+Modeling.">Development of a Precision Surface Polishing System for Parts Fabricated by Fused Deposition Modeling.</a> Materials and Manufacturing Processes. 31 (8), 1113-1118 (2016).</li><li>Kang, K., Oh, S., Yi, H., Han, S., Hwang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+truly+3D+microfluidic+channel+using+3D-printed+soluble+mold.">Fabrication of truly 3D microfluidic channel using 3D-printed soluble mold.</a> Biomicrofluidics. 12 (1), 014105 (2018).</li><li>Prasad, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+Image+Velocimetry.">Particle Image Velocimetry.</a> Current Science. 79 (1), 51-60 (2000).</li><li>Dellenback, P. A., Macharivilakathu, J., Pierce, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast-enhancement+techniques+for+particle-image+velocimetry.">Contrast-enhancement techniques for particle-image velocimetry.</a> Applied Optics. 39 (32), 5978-5990 (2000).</li><li>Cowen, E. A., Monismith, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hybrid+digital+particle+tracking+velocimetry+technique.">A hybrid digital particle tracking velocimetry technique.</a> Experiments in Fluids. 22 (3), 199-211 (1997).</li><li>Gruen, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+least+squares+correlation:+a+powerful+image+matching+technique.">Adaptive least squares correlation: a powerful image matching technique.</a> South African Journal of Photogrammetry, Remote Sensing and Cartography. 14 (3), 175-187 (1985).</li><li>Nogueira, J., Lecuona, A., Rodr&#237;guez, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data+validation,+false+vectors+correction+and+derived+magnitudes+calculation+on+PIV+data.">Data validation, false vectors correction and derived magnitudes calculation on PIV data.</a> Measurement Science and Technology. 8 (12), 1493-1501 (1997).</li><li>Loudon, C., Tordesillas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+the+Dimensionless+Womersley+Number+to+Characterize+the+Unsteady+Nature+of+Internal+Flow.">The Use of the Dimensionless Womersley Number to Characterize the Unsteady Nature of Internal Flow.</a> Journal of Theoretical Biology. 191 (1), 63-78 (1998).</li><li>Drost, S., De Kruif, B. J., Newport, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arduino+control+of+a+pulsatile+flow+rig.">Arduino control of a pulsatile flow rig.</a> Medical Engineering and Physics. 51, 67-71 (2017).</li><li>Tsai, W., Sava&#351;, &. #. 2. 1. 4. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+pumping+system+for+physiological+waveforms.">Flow pumping system for physiological waveforms.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 48 (2), 197-201 (2010).</li><li>Kato, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast-enhanced+2D+cine+phase+MR+angiography+for+measurement+of+basilar+artery+blood+flow+in+posterior+circulation+ischemia.">Contrast-enhanced 2D cine phase MR angiography for measurement of basilar artery blood flow in posterior circulation ischemia.</a> American Journal of Neuroradiology. 23 (8), 1346-1351 (2002).</li></ol>

Das Protokoll beschriebenen Umrisse ein vereinfachtes Verfahren für die Durchführung von PIV Studien um neurovaskuläre visualisieren an physiologisch relevanten Dimensionen und Fluss Bedingungen in Vitromündet. Auf diese Weise dient es Ergänzung Protokolle von anderen berichtet, die auch konzentriert haben, über die Vereinfachung der Quantifizierung der Vektorfelder, sondern in sehr verschiedenen Kontexten, die erfordern, dass die Berücksichtigung der weit größeren Länge25 oder ...

PIV ist weit verbreitet in Experimentelle Strömungsmechanik für Visualisierung und quantitative Untersuchungen der fließenden Bewegung, die in Längenskala von atmosphärischen mikrozirkulatorischen fließt1,2,3variieren. Während die Besonderheiten ihrer Umsetzung so weit wie ihre Anwendungen variieren können, ist ein Aspekt für fast alle PIV Studien die Verwendung von video-Bildgebung der Tracer Partikel innerhalb des Arbeitsfluids, gefolgt von einer paarweisen Analyse der aufeinander folgenden Bildrahmen ausgesät gewünschten Fließeigenschaften zu extrahieren. In der Regel erfolgt dies durch erste Unterteilung jeder Bildrahmen in kleinere Regionen Verhör Windows bezeichnet. Als Folge der zufälligen Positionen der dispergierten Partikel enthält jedes Verhör-Fenster eine eindeutige Verteilung der Pixelintensität. Wenn die Fenster-Dateigröße und Datenrate Erwerb passend gewählt sind, kann Kreuzkorrelation des Signals Intensität in jedem Fenster verwendet werden, um die durchschnittliche Verschiebung innerhalb der Region zu schätzen. Schließlich, angesichts der Tatsache, dass die Vergrößerung und die Frame-Rate experimentellen Parameter bekannt sind, kann eine momentane Geschwindigkeit Vektor auffangen leicht berechnet werden.
Ein großer Vorteil der PIV über Einzelpunkt-Messverfahren ist seine Fähigkeit Vektorfelder auf einer zwei- oder dreidimensionalen Domäne zuordnen. Hämodynamische Anwendungen profitierten vor allem von diese Funktion, denn es eine gründliche Untersuchung der lokalen Strömungen, die bekannt sind ermöglicht, spielen eine wichtige Rolle bei Gefäßerkrankungen oder Umbau (z.B., Atherosklerose, Angiogenese) 4 , 5 , 6. Dies wurde auch für die Bewertung der neurovaskulären fließt wahr, und deren Wechselwirkungen mit Endovaskuläre Prothesen (z.B., Flow Diverter, Stents, intrasaccular Spulen), da die relevanten Längenskalen in solchen Anwendungen können häufig umfassen eine oder mehrere Größenordnungen (z.B.von Mikrometer auf Millimeter) und Gerät Geometrie und Platzierung kann die lokale Strömungsmechanik7erheblich beeinträchtigen.
Die meisten Gruppen PIV-basierte hämodynamischen Untersuchungen Vertrauen auf Versuchsanordnungen, die einige der frühesten Untersuchungen des Stents Einfluss auf vaskuläre Flow7,8eng imitieren. Diese gehören in der Regel eine) gepulste Laser und High-Speed-Kameras erfassen hoher Geschwindigkeit fließt; (b) Synchronizer, Aliasing zwischen die Pulsfrequenz des Lasers und die Framerate der Kamera Übernahme zu verhindern; (c) zylindrische Optik, bilden einen leichten Bogen und so minimieren die Hintergrundfluoreszenz vom Tracer Partikel oberhalb und unterhalb der Ebene der Vernehmung; (d) bei der kommerziellen schlüsselfertige Systeme, proprietäre Software-Pakete, die Kreuzkorrelation Analysen durchzuführen. Aber, während einige Anwendungen erfordern die Leistung und/oder die Vielseitigkeit, die gemeinsam von diesen Komponenten gewährt, nicht viele andere. Darüber hinaus die hohe Kosten der kommerziell sourced Gewebe Phantome, die gewünschte vaskuläre Strukturen rekapitulieren können auch beweisen Begrenzung für viele in-vitro- Studien, insbesondere für die Phantome mit verfügt über die Brücke des mesoskaligen Regimes (> 500 USD / Phantom). Hier berichten wir über die Entwicklung eines vereinfachten Protokolls zur Umsetzung PIV für in-vitro- Visualisierung der neurovaskulären Ströme, die in der Regel sowohl räumlich liegen und zeitlich innerhalb des mesoskaligen Regimes (d.h.Längenskalen bis hin von Submillimeter Millimeter und Geschwindigkeiten bis zu zehn Millimeter/Sekunde). Das Protokoll soll Ressourcen bereits zur Verfügung stehen viele Bioengineering Forscher, wodurch die Einstiegsschwelle für unverständliche nutzen.
Das erste Element dieses Protokolls beinhaltet die Verwendung von einer Investition Gießtechnik, die hauseigene Herstellung von transparenten, Polydimethylsiloxan (PDMS) ermöglichen-basierte Gewebe Phantome aus 3-D-gedruckt Opfer Formen. Durch die Nutzung der zunehmenden Verfügbarkeit von 3-d-Drucker in den letzten Jahren, insbesondere in geteilt/multi-user Einrichtungen (z.B., institutionelle Einrichtungen oder öffentliche Makerspaces), diese Methode senkt die Kosten erheblich (z. B.< 100 USD/Phantom im hier vorgestellten Fall), und ermöglicht eine schnelle Trendwende für die Herstellung einer Vielzahl von Designs und Geometrien. In das aktuelle Protokoll ein fused Deposition Modellierung dient als Baustoff mit Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und der gedruckten Teil dient als Opfer Form für das spätere phantom Casting. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass ABS eignet sich gut für einen solchen Einsatz, denn es löslich in gebräuchlichen Lösungsmitteln (z.B. Aceton ist), und es hat ausreichende Festigkeit und Steifigkeit zu Schimmel Integrität nach dem Entfernen des Trägermaterials (z.B., zu verhindern, dass die Verformung oder Bruch der Diminutiv Formelemente). Das aktuelle Protokoll ist Schimmel Integrität weiter gewährleistet mit gedruckten Volumenmodelle, obwohl dies auf Kosten der erhöhten Auflösungszeit kommt. Die Verwendung von hohlen Modellen kann auch in einigen Fällen, solvent Zugang zu verbessern und somit die Auflösungszeit möglich sein. Jedoch kann sorgfältige Beachtung geschenkt werden sollte, die Wirkung dies auf Schimmel Integrität haben. Schließlich, während die Phantoms hierin fabriziert auf idealisierte Darstellungen der neurovaskulären Strukturen erzeugt, mit einer gemeinsamen Computer aided Design (CAD) Software basieren, das Protokoll soll offen für die Herstellung von komplexen , Patienten-spezifischen Geometrien sowie (z.B. über die Verwendung von Modelldateien erzeugt durch die Umwandlung des klinischen Bilddaten, die. STL Datei-Format von den meisten 3-d-Druckern verwendet). Weitere Details zu den phantom Fertigungsprozess sind in Abschnitt 2 des Protokolls zur Verfügung gestellt.
Das zweite Element des Protokolls beinhaltet die Verwendung einer Open-Source-Plug-in für ImageJ die Kreuzkorrelation Analysen9durchzuführen. Dies ist in Verbindung mit der Umsetzung eines einfachen statistischen Schnittstellenüberwachung Systems (d.h.Intensität Deckelung)10 , das Bildsignal vor ein postcorrelation Vektor-Validierung-Schema, die normalisierte Kreuzkorrelation sowie zu verbessern Median-Test (NMT), unechte Vektoren durch einen Vergleich der einzelnen auf seine nächsten Nachbarn11zu beseitigen. Gemeinsam können bildgebende Geräte weit verbreitet in vielen Laboratorien der Biotechnik, wodurch die Notwendigkeit für den Erwerb von viele teuren Komponenten typisch PIV-Systeme (z.B., gepulste Laser ausgeführt werden sollen Synchronizer, zylindrische Optik und proprietäre Software). Weitere Details zur video-Sammlung, Bildverarbeitung und Analyse der Daten sind in den Abschnitten 5 und 6 des Protokolls zur Verfügung gestellt.
Abbildung 1 zeigt das PIV-Setup verwendet in diesem Protokoll stützt sich auf ein Fluoreszenzmikroskop mit einer Hochgeschwindigkeitskamera für imaging, sowie eine externe, kontinuierliche Weißlichtquelle (d.h., Metalldampflampen) ausgestattet für volumetrische Beleuchtung durch Ziel. Eine variabler Drehzahl Zahnradpumpe wird verwendet, um den umlaufenden Fluss einer transparenten mock Blut-Lösung durch die neurovaskuläre Gewebe Phantome zu verhängen. Die Lösung besteht aus einer 60: 40 Mischung von entionisiertem Wasser (DI) und Glycerin, die gemeinsame Ersatz für Blut im hämodynamischen12,13,14, durch Studien eine) ähnliche Dichte und Viskosität (d.h., 1.080 kg/m3 und 3,5 cP vs. 1.050 kg/m3 und 3-5 cP für Blut)15,16; (b) seine Transparenz im sichtbaren Bereich; (c) seine ähnlichen Brechungsindex wie PDMS (1,38 vs. 1.42 für PDMS)17,18,19,20, die optischen Verzerrungen minimiert; (d) die Leichtigkeit, mit der nicht-newtonsches Verhalten kann, eingeführt werden, wenn nötig, über die Zugabe von Xanthane21. Schließlich sind fluoreszierende Polystyrol-Kügelchen als Tracer Partikel (10,3 µm im Durchmesser; 480 nm/501 nm Anregung/Emission) verwendet. Während neutral Auftrieb Perlen gewünscht werden, kann Beschaffung Tracer Partikel mit optimale mechanische Eigenschaften (z.B.Dichte, Größe, Zusammensetzung) und Emissionswellenlänge herausfordernde beweisen. Die hierin verwendeten Perlen sind beispielsweise etwas weniger dicht als die Glycerin-Lösung (1.050 kg/m3 vs. 1.080 kg/m3). Die hydrodynamische Effekte, davon sind jedoch vernachlässigbar, angesichts der Tatsache, dass die Dauer der ein typisches Experiment viel kürzer als die Zeitskala mit Auftrieb Wirkungen verbunden ist (d.h., 5 min und 20 min, beziehungsweise). Weiter sind Einzelheiten über die mock Blut Lösung Formulierung und in-vitro- Herz-Kreislauf-System Set-up in den Abschnitten 3 und 4 des Protokolls zur Verfügung gestellt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1024px;" width="1022">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Solidworks 2015</td>
			<td style="width:147px;">Dassault Systems</td>
			<td style="width:153px;">N/A</td>
			<td style="width:361px;">CAD Software&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Dow Corning Sylgard 184 Kit</td>
			<td style="width:147px;">Ellsworth Adhesive</td>
			<td style="width:153px;">184 SIL ELAST KIT 3.9KG</td>
			<td>PDMS Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Stratasys Dimension Elite</td>
			<td style="width:147px;">Stratasys</td>
			<td style="width:153px;">9180-00105</td>
			<td>3D printer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">P430 Model Material Cartridge</td>
			<td style="width:147px;">Stratasys</td>
			<td style="width:153px;">340-21202</td>
			<td>ABS build material&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">P400 SR Soluble Support Material Cartridge</td>
			<td style="width:147px;">Stratasys</td>
			<td style="width:153px;">340-30200</td>
			<td>Support material</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">CleanStation DT3</td>
			<td style="width:147px;">PM3 Technologies</td>
			<td style="width:153px;">00-00300R</td>
			<td>Base bath</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Lindberg Blue M LGO Box Furnace&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:153px;">LB305745M</td>
			<td>Oven</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">21G BD PrecisionGlide Needle</td>
			<td style="width:147px;">Betcon Dickenson</td>
			<td style="width:153px;">BD 305167</td>
			<td>Branching perforator mold segment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Desiccator (Vacuum)</td>
			<td style="width:147px;">Polylab</td>
			<td style="width:153px;">55205</td>
			<td>Desiccator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Branson 1800 Utrasonic Cleaning</td>
			<td style="width:147px;">Branson</td>
			<td>CPX-952-116R</td>
			<td>Sonicator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Acetone</td>
			<td style="width:147px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:153px;">A9494</td>
			<td>Acetone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Isopropol Alcohol</td>
			<td style="width:147px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:153px;">A4514</td>
			<td>Isopropol Alcohol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Glycerol</td>
			<td style="width:147px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:153px;">GW33500</td>
			<td>Glycerol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">10um Polystyrene Yellow-Green Fluorescent Particles</td>
			<td style="width:147px;">Magsphere</td>
			<td style="width:153px;">PSF-010UM</td>
			<td>Fluorescent beads</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Phantom Miro&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Vision Research</td>
			<td style="width:153px;">Miro M310</td>
			<td>High speed camera</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Micropump</td>
			<td style="width:147px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:153px;">81101</td>
			<td>Recirculating pump</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Leica DM2000</td>
			<td style="width:147px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:153px;">DM2000</td>
			<td>Fluorescent Microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Leica 10X Objective</td>
			<td style="width:147px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:153px;">506259</td>
			<td>Objective for perforator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Leica 2.5X Objective</td>
			<td style="width:147px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:153px;">11506083</td>
			<td>Objective aneurysm sac</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Leica Blue Filter Cube L5</td>
			<td style="width:147px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:153px;">513840</td>
			<td>Blue filter cube</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Leica EL6000</td>
			<td style="width:147px;">Leica Microsystems</td>
			<td style="width:153px;">11504115</td>
			<td>Light source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Alconox</td>
			<td style="width:147px;">Alconox Inc</td>
			<td style="width:153px;">1104-1</td>
			<td>Detergent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">ImageJ</td>
			<td style="width:147px;">NIH</td>
			<td style="width:153px;">N/A</td>
			<td style="width:361px;">Open source image analysis software 
			https://imagej.nih.gov/ij/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Particle Image Velocimetry PIV Plugin</td>
			<td style="width:147px;">Qingson Tseng</td>
			<td style="width:153px;">N/A</td>
			<td>https://sites.google.com/site/qingzongtseng/piv</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

meso-scale particle image velocimetry studies of neurovascular flows in vitro

Particle Image Velocimetry (PIV) dient in einer Vielzahl von Feldern, durch die Möglichkeit, die es für präzise Visualisierung und Quantifizierung fließt in einem großen raumzeitlichen Spektrum bietet. Ihre Umsetzung erfordert jedoch in der Regel die Verwendung von teuer und spezialisierte Instrumentierung, die seine breitere Dienstprogramm begrenzt. Darüber hinaus auf dem Gebiet der Biotechnologie, in-vitro- Flow Visualisierung Studien sind auch oft weitere begrenzt durch die hohen Kosten der kommerziell sourced Gewebe Phantome, die gewünschten anatomische Strukturen, vor allem für diejenigen zu rekapitulieren, die Das mesoskalige Regime (d.h. Submillimeter Millimeter Länge Skalen) erstrecken. Hier präsentieren wir Ihnen ein vereinfachte experimentelles Protokoll entwickelt, um diese Einschränkungen zu beheben, die Schlüsselelemente von denen umfassen (1) eine relativ kostengünstige Methode zur Herstellung von mesoskaligen Gewebe Phantome mit 3D-Druck und Silikon gießen, und (2) eine OpenSource-Bild Analyse und Verarbeitung Rahmen, der die Nachfrage nach Instrumenten zur Messung der mesoskaligen fließt reduziert (d.h., Geschwindigkeiten bis zu zehn Millimeter/Sekunde). Kollektiv, senkt dies die Einstiegsschwelle für unverständliche, durch die Nutzung von Ressourcen bereits zur Verfügung stehen viele Bioengineering Forscher. Wir Demonstratethe Anwendbarkeit dieses Protokolls im Rahmen des neurovaskulären Fluss Charakterisierung; Allerdings wird es voraussichtlich für ein breiteres Anwendungsspektrum mesoskalige in Bioingenieurwesen und darüber hinaus relevant sein.

Abbildung 2 veranschaulicht die PDMS Gewebe phantom Fertigungsprozess. Die Phantome entwickelt hierin sind für die Untersuchung der Strömung im idealisierten Wide-necked, saccular, intrakranielle Aneurysmen sowie proximalen Verzweigung Perforator Arterien bestimmt. Wichtige weitere Design Merkmale 1) eine gemeinsame Reservoir, das alle Schiffe in, zu entwässern, um unbelastet Flüssigkeit austritt aus der Phantom - andernfalls sicherzustellen Tropfenbildun...

Watch this Scientific Journal Video about Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro at JoVE.com

Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro

Hier präsentieren wir vereinfachte Methoden für die Herstellung von transparenten neurovaskuläre Phantome und Charakterisierung des Fluss darin. Wir markieren Sie mehrere wichtige Parameter und ihre Beziehung zum Feld Genauigkeit zu demonstrieren.

Mesoskaligen Partikel Image Velocimetry Studien des neurovaskulären fließt In-vitro-

Particle image velocimetry (PIV) is used in a wide variety of fields, due to the opportunity it provides for precisely visualizing and quantifying flows ...

Diese Methode kann helfen, schlüsselhafte Fragen im Bereich Bioengineering zu beantworten, insbesondere solche, die sich auf die Hämodynamik und deren Wechselwirkungen mit intervaskulären Geräten beziehen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie Geräte verwendet, die bereits in den meisten Bioengineering-Labors zu finden sind, und dies kann dazu beitragen, die Barriere für den Eintritt für Nicht-Experten zu reduzieren. Mischen Sie die PDMS-Prepolymerbasis im Härtungsmittel in einem Verhältnis von 10 zu eins nach Gewicht.Eine 66-Gramm-Mischung liefert ausreichend Material für die Herstellung von Phantomen mit Volumen bis zu 50 Kubikzentimetern. Legen Sie das Gemisch 60 Minuten lang in einen Vakuumaustrocknungsor, um das Gas zu entgasen und die Blaseneinschlüsse zu minimieren. Verwenden Sie zyklische Druckdruck-Druckdruck, um Blasenbruch zu erleichtern.Um Gießguss montieren Sie die gedruckte ABS-Form auf einem Glasschlitten mit Formkasten, um die Schnittstelle zu versiegeln. Gießen Sie die PDMS-Mischung vorsichtig in die Form, während Sie versuchen, die Blaseneinschlüsse zu minimieren. Lingering-Blasen können manuell mit einer Nadel gebrochen werden.Das gegossene Phantom bei Raumtemperatur mindestens 24 Stunden aushärten. Ein Behälter kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass sich Staub während der Aushärtung nicht auf dem Phantom absetzt. Um die Entfärbung durchzuführen, lösen Sie das ABS auf, indem Sie das Phantom in Aceton tauchen.Beschallen Sie für mindestens 15 Minuten mit Leistungen bis zu 70 Watt. Spülen Sie das Phantom gründlich mit Isopropylalkohol und dann entionisiertem Wasser, um Lösungsmittelrückstände zu entfernen. Erfassen Sie mithilfe eines optischen Mikroskops mit einer angeschlossenen Kamera in der Bildaufnahmesoftware ein Bild eines kritischen Features innerhalb des Phantoms unter einer Vergrößerung, die das Feature im Sichtfeld maximiert.Erfassen Sie ein Bild eines geeigneten Kalibrierabsehens bei derselben Vergrößerung. Laden Sie beide Bilder in ImageJ, indem Sie sie auf die Symbolleiste ziehen. Klicken Sie auf das Kalibrierableitungsbild, um es aktiv zu machen, und wählen Sie dann das Linienwerkzeug aus.Zeichnen Sie mit der Maus eine Linie entlang eines Features einer bekannten Entfernung, und wählen Sie Analysieren aus. Legen Sie die Skalierung aus dem ImageJ-Menü fest. Geben Sie die Länge des Features in das Feld mit der Bezeichnung "Bekannter Abstand" und seine Einheit in die feldbeschriftete Längeneinheit ein.Aktivieren Sie das Kontrollkästchen global, um diesen Kalibrierungsfaktor auf alle geöffneten Bilder anzuwenden. Aktivieren Sie das Bild des phantomkritischen Features, und verwenden Sie das Linienwerkzeug, um eine Linie entlang eines von Interesse erhabenen Features zu zeichnen. Wählen Sie im ImageJ-Menü Analysieren aus, messen Sie die Länge der Linie.Vergleichen Sie den erwarteten Wert mit dem Wert in der markierten Spalte im Ergebnisfenster, um die Phantomtreue zu bestätigen. Um die Mock-Blut-Lösung mischen deionisiertes Wasser und Glycerin in einem 60 bis 40 Verhältnis nach Volumen. Fügen Sie der Mock-Blutlösung einen Milliliter 2,5% fluoreszierende Polystyrol-Perlenlösung hinzu und homogenisieren Sie das Gemisch dann 10 Minuten lang auf einer magnetischen Rührplatte bei 400 Rpm.Führen Sie die In-vitro-Kreislaufsystemeinrichtung wie im Textprotokoll beschrieben durch. Bestimmen Sie wie bisher das Kalibrierverhältnis für die Video-Imaging. Eine Acrylfolie kann über die Mikroskopstufe gelegt werden, bevor das PDMS-Phantom platziert wird, um das Mikroskop vor unbeabsichtigten Verschüttungen zu schützen.Um das Gerät einzurichten, stellen Sie das PDMS-Phantom auf die Bühne des Fluoreszenzmikroskops. Schließen Sie das Phantom an die Zahnradpumpe an und führen Sie die Mock-Blut-Lösung ein. Stellen Sie den Pumpenmotorregler auf Basis der Pumpenkalibrierungskurve auf die gewünschte Durchflussrate ein.Führen Sie die Pumpe ein bis fünf Minuten vor dem Experiment aus, um einen stabilen Zustand zu gewährleisten. Wenn das Kleben von Perlen nach einem Experiment beobachtet wird, beschallen Sie das Phantom in einer wässrigen Waschmittellösung mit Leistungen bis zu 70 Watt. Die Sauberkeit des Modells ist auch für die Vektorfeldtreue von entscheidender Bedeutung, da Perlen, die an der Oberfläche des Phantoms kleben, zu Abfragefenstern mit Nullverschiebung führen.Um die Bildverarbeitung durchzuführen, ziehen Sie die AVI-Datei speichern in das ImageJ-Fenster, um sie zu importieren. Wählen Sie das Feld markiert konvertieren in Graustufen. Erstellen Sie im Menü ImageJ analysieren, generieren Sie Histogramm, um ein Histogramm mit Bildpixelintensitäten zu generieren.Beachten Sie den Mittelwert und die Standardabweichung für das unverarbeitete Bild. Wählen Sie im ImageJ-Menü Bild aus, passen Sie Helligkeit und Kontrast an, um einen Helligkeitskontrastfilter anzuwenden. Klicken Sie im Menü Helligkeit und Kontrast auf die Schaltfläche "Einstellen", um die Bildgrenzen zu definieren.Legen Sie den Minimalwert als Mittelwert plus eine Standardabweichung und den Maximalwert für die maximale Intensität des Bildes fest. Wählen Sie im ImageJ-Menü Prozess, Rauschen, Despeckle aus, um die Anzahl der gesättigten Pixel zu reduzieren. Wählen Sie dann Prozess, Filter, Gaußsche Unschärfe mit einem Radius von 1,5.Dadurch werden Artefakte reduziert, die durch das gelegentliche Entfernen von beleuchteten Pixeln in einer 3x3-Nachbarschaft durch die vorherige Entschämungsoperation entstehen. Klicken Sie auf das Polygon-Werkzeug und dann auf das Bild, um den Interessenbereich zu skizzieren. Wählen Sie im ImageJ-Menü Bearbeiten aus, löschen Sie außen, um Sensorrauschen an Stellen zu entfernen, an denen kein Signal erwartet wird, das das Gesamtsignal-Rauschverhältnis verringern kann.Fahren Sie mit der Datenanalyse fort, wie im Textprotokoll beschrieben. Hier ist das fertige Phantom mit Abmessungen sowie die Partikelbild-Velocimetrie oder PIV-Region von Interesse hervorgehoben. Diese Abbildung zeigt Bildintensitätskonturdiagramme und Oberflächendiagramme, die aus fluoreszierenden Perlen in der Perforatorarterie während der Videoaufnahme entstehen.Dies zeigt die Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses nach der Intensitätsbegrenzung. Hier sind die resultierenden Vektorfelder zu sehen, die auf Rohvideos, nach der Deckelung der Intensität und dann wieder nach der Validierung des intensitätsbedeckten Vektorfeldes mit dem normalisierten Mediantest erhalten wurden. Mit dem Einsatz von Nachbearbeitungs- und Vektorvalidierungstechniken wird das Vektorfeld einheitlicher und ähnelt dem erwarteten Strömungsprofil in einem kreisförmigen Kanal.Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich auf die Minimierung des Rauschens im erworbenen Signal selbst zu konzentrieren. Während dieses Protokoll softwarebasierte Techniken zur Milderung dieser Abweichungen beschreibt, sollte bei jedem Schritt darauf geachtet werden, ihr Auftreten zu reduzieren. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Aceton extrem gefährlich sein kann und Sie sollten immer persönliche Schutzausrüstung tragen sowie unter einer Dunstabzugshaube arbeiten, weg von allen Zündquellen, während Sie dieses Verfahren durchführen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus SCUVA

Quantitativen Messung In situ Flows mit einem Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

The ability to directly measure velocity fields in a fluid environment is necessary to provide empirical data for studies in fields as diverse as ...

Forschung

Biotechnik

Visualizing Proteins and Macromolecular Complexes by Negative Stain EM: from Grid Preparation to Image Acquisition

Visualizing Proteine ​​und Makromolekulare Komplexe von Negative Stain EM: von Grid Vorbereitung auf Image Acquisition

Single particle electron microscopy (EM), of both negative stained or frozen hydrated biological samples, has become a versatile tool in structural ...

Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

Micro-Particle Image Velocimetry für Velocity Micro Profil Messungen der Blut fließt

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to ...

A Novel Three-dimensional Flow Chamber Device to Study Chemokine-directed Extravasation of Cells Circulating under Physiological Flow Conditions

A Novel Dreidimensionale-Flow-Kammer-Geräte zu Chemokine gerichtet Extravasation von zirkulierenden Zellen unter physiologischen Bedingungen zu studieren Durchfluss

Extravasation of circulating cells from the bloodstream plays a central role in many physiological and pathophysiological processes, including stem cell ...

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

Längs Messung der extrazellulären Matrix Steifigkeit in 3D Tumormodelle mit Particle-Tracking Mikrorheologie

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

Test auf Augenreizung (EIT) zur Kennzeichnung der Gefahr von Augen Reizt Chemicals mit rekonstruierter menschlicher Hornhaut-ähnlichen Epithelial (RhCE) Gewebemodell

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

In-situ-Mapping der mechanischen Eigenschaften von Biofilmen durch Partikel-Tracking Mikrorheologie

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip

Electro Studium der Lungenkrebszellen unter Verwendung eines Mehrkanal-Zwei elektrischen Feldes Mikrofluidik-Chip

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

Ein<em&gt; In Vitro</em&gt; Organ Culture Modell der Murine Bandscheiben

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

Comparable Decellularization of Fetal and Adult Cardiac Tissue Explants as 3D-like Platforms for In Vitro Studies

Vergleichbare Decellularization von fetalen und adulten Herzgewebe Explantaten als 3D-ähnliche Plattformen für In-vitro-Studien

Current knowledge of extracellular matrix (ECM)-cell communication translates to large two-dimensional (2D) in vitro culture studies where ECM components ...