Name: layer microdissection of tricuspid valve leaflets for biaxial mechanical characterization and microstructural quantification
Uploaded: 2022-02-10T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Layer Microdissection of Tricuspid Valve Leaflets for Biaxial Mechanical Characterization and Microstructural Quantification at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل منحة تطوير العلماء التابعة لجمعية القلب الأمريكية (16SDG27760143) ومؤسسة الصحة المشيخية. تم دعم KMC جزئيا من قبل برنامج فرص البحث الجامعي بجامعة أوكلاهوما (OU) وبرنامج التدريب المهني البحثي مع مرتبة الشرف. تم دعم DWL جزئيا من قبل زمالة أبحاث الدراسات العليا التابعة للمؤسسة الوطنية للعلوم (GRF 2019254233) وزمالة ما قبل الدكتوراه لجمعية القلب الأمريكية / مؤسسة قلب الأطفال (الجائزة رقم 821298). ويعترف بكل هذا الدعم بامتنان.

تمت الموافقة على جميع الطرق الموضحة هنا من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها في جامعة أوكلاهوما. تم الحصول على الأنسجة الحيوانية من مسلخ معتمد من وزارة الزراعة الأمريكية.
1. التوصيف الميكانيكي ثنائي المحور
<ol><li>تحضير الأنسجة<ol>
<li>استرجع نشرة تلفزيو?...

<ol>
	<li>Vesely, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+elastin+in+aortic+valve+mechanics.">The role of elastin in aortic valve mechanics.</a> Journal of Biomechanics. 31 (2), 115-123 (1998).</li><li>Zhang, W., Ayoub, S., Liao, J., Sacks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+meso-scale+layer-specific+structural+constitutive+model+of+the+mitral+heart+valve+leaflets.">A meso-scale layer-specific structural constitutive model of the mitral heart valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 32, 238-255 (2016).</li><li>Stella, J. A., Sacks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+biaxial+mechanical+properties+of+the+layers+of+the+aortic+valve+leaflet.">On the biaxial mechanical properties of the layers of the aortic valve leaflet.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 129 (5), 757-766 (2007).</li><li>Khoiy, K. A., Amini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+biaxial+mechanical+response+of+porcine+tricuspid+valve+leaflets.">On the biaxial mechanical response of porcine tricuspid valve leaflets.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 138 (10), 104504 (2016).</li><li>Jett, S. V., 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=An+investigation+of+the+anisotropic+mechanical+properties+and+anatomical+structure+of+porcine+atrioventricular+heart+valves.">An investigation of the anisotropic mechanical properties and anatomical structure of porcine atrioventricular heart valves.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 87, 155-171 (2018).</li><li>Meador, W. D., 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+detailed+mechanical+and+microstructural+analysis+of+ovine+tricuspid+valve+leaflets.">A detailed mechanical and microstructural analysis of ovine tricuspid valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 102, 100-113 (2020).</li><li>Hudson, L. 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=A+pilot+study+on+linking+tissue+mechanics+with+load-dependent+collagen+microstructures+in+porcine+tricuspid+valve+leaflets.">A pilot study on linking tissue mechanics with load-dependent collagen microstructures in porcine tricuspid valve leaflets.</a> Bioengineering. 7 (2), 60 (2020).</li><li>Pant, A. D., 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=Pressure-induced+microstructural+changes+in+porcine+tricuspid+valve+leaflets.">Pressure-induced microstructural changes in porcine tricuspid valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 67, 248-258 (2018).</li><li>Kramer, K. 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=An+investigation+of+layer-specific+tissue+biomechanics+of+porcine+atrioventricular+heart+valve+leaflets.">An investigation of layer-specific tissue biomechanics of porcine atrioventricular heart valve leaflets.</a> Acta Biomaterialia. 96, 368-384 (2019).</li><li>Ross, C. J., Laurence, D. W., Wu, Y., Lee, C. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biaxial+mechanical+characterizations+of+atrioventricular+heart+valves.">Biaxial mechanical characterizations of atrioventricular heart valves.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (146), e59170 (2019).</li><li>Goth, W., Lesicko, J., Sacks, M. S., Tunnell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical-based+analysis+of+soft+tissue+structures.">Optical-based analysis of soft tissue structures.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 18, 357-385 (2016).</li><li>Jett, S. V., 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=Integration+of+polarized+spatial+frequency+domain+imaging+(pSFDI)+with+a+biaxial+mechanical+testing+system+for+quantification+of+load-dependent+collagen+architecture+in+soft+collagenous+tissues.">Integration of polarized spatial frequency domain imaging (pSFDI) with a biaxial mechanical testing system for quantification of load-dependent collagen architecture in soft collagenous tissues.</a> Acta Biomaterialia. 102, 149-168 (2020).</li><li>Reddy, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An Introduction to Continuum Mechanics. , (2013).</li><li>Duginski, G. A., Ross, C. J., Laurence, D. W., Johns, C. H., Lee, C. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+effect+of+freezing+storage+on+the+biaxial+mechanical+properties+of+excised+porcine+tricuspid+valve+anterior+leaflets.">An investigation of the effect of freezing storage on the biaxial mechanical properties of excised porcine tricuspid valve anterior leaflets.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 101, 103438 (2020).</li><li>Salinas, S. D., Clark, M. M., Amini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+response+changes+in+porcine+tricuspid+valve+anterior+leaflet+under+osmotic-induced+swelling.">Mechanical response changes in porcine tricuspid valve anterior leaflet under osmotic-induced swelling.</a> Bioengineering. 6 (3), 70 (2019).</li><li>Pokutta-Paskaleva, A., Sulejmani, F., DelRocini, M., Sun, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+mechanical,+morphological,+and+microstructural+characterization+of+porcine+mitral+and+tricuspid+leaflets+and+chordae+tendineae.">Comparative mechanical, morphological, and microstructural characterization of porcine mitral and tricuspid leaflets and chordae tendineae.</a> Acta Biomaterialia. 85, 241-252 (2019).</li><li>Ross, C. 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=An+investigation+of+the+glycosaminoglycan+contribution+to+biaxial+mechanical+behaviors+of+porcine+atrioventricular+heart+valve+leaflets.">An investigation of the glycosaminoglycan contribution to biaxial mechanical behaviors of porcine atrioventricular heart valve leaflets.</a> Journal of the Royal Society Interface. 16 (156), 0069 (2019).</li><li>Sommer, G., Regitnig, P., Ko&#776;ltringer, L., Holzapfel, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biaxial+mechanical+properties+of+intact+and+layer-dissected+human+carotid+arteries+at+physiological+and+supraphysiological+loadings.">Biaxial mechanical properties of intact and layer-dissected human carotid arteries at physiological and supraphysiological loadings.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 298 (3), 898-912 (2009).</li><li>Holzapfel, G. A., Sommer, G., Gasser, C., Regitnig, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+layer-specific+mechanical+properties+ofhuman+coronary+arteries+with+intimal+thickening,+and+related+constitutive+modelling.">Determination of the layer-specific mechanical properties ofhuman coronary arteries with intimal thickening, and related constitutive modelling.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (5), 2048-2058 (2005).</li><li>Sommer, G., 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=Multiaxial+mechanical+response+and+constitutive+modeling+of+esophageal+tissues:+Impact+on+esophageal+tissue+engineering.">Multiaxial mechanical response and constitutive modeling of esophageal tissues: Impact on esophageal tissue engineering.</a> Acta Biomaterialia. 9 (12), 9379-9391 (2013).</li></ol>

تشمل الخطوات الحاسمة للبروتوكول ما يلي: (i) التشريح المجهري للطبقة ، (ii) تركيب الأنسجة ، (iii) وضع العلامة الائتمانية ، و (iv) إعداد pSFDI. التشريح المجهري للطبقة المناسبة هو الجانب الأكثر أهمية وصعوبة في الطريقة الموضحة هنا. قبل بدء تحقيق باستخدام هذه التقنية ، يجب أن يكون لدى التفكيك (التشريح) مما...

يقع التلفزيون بين الأذين الأيمن والبطين الأيمن للقلب. طوال الدورة القلبية ، ينظم التلفزيون تدفق الدم أحادي الاتجاه عن طريق الفتح والإغلاق الدوري للنشرة الأمامية للتلفزيون (TVAL) ، والنشرة الخلفية التلفزيونية (TVPL) ، ونشرة الحاجز التلفزيوني (TVSL). هذه المنشورات معقدة ولها أربع طبقات تشريحية متميزة - الأذينية (A) ، والإسفنج (S) ، والليفية (F) ، والبطينين (V) - مع مكونات بنية دقيقة فريدة. تساعد ألياف الإيلاستين في الأذينين والبطين على استعادة الأنسجة إلى هندستها غير المشوهة بعد التحميل الميكانيكي1. في المقابل ، يحتوي التليف على شبكة كثيفة من ألياف الكولاجين المتموجة التي تساهم في القدرة الحاملة للمنشورات2. تتكون الإسفنجية بشكل رئيسي من الجليكوسامينوغليكان ، وقد تم افتراضها لتمكين القص بين طبقات الريقة أثناء وظيفة صمام القلب3. في حين أن جميع أنواع المنشورات الثلاثة لها نفس الطبقات التشريحية ، إلا أن هناك اختلافات في سمك الطبقات والنسب المكونة التي لها آثار على السلوكيات الميكانيكية الخاصة بالمنشورات.
استكشف الباحثون خصائص المنشورات التلفزيونية باستخدام التوصيفات الميكانيكية المستوية ، والتقييمات النسيجية ، والتوصيفات البصرية لبنية ألياف الكولاجين. على سبيل المثال ، تسعى التوصيفات الميكانيكية ثنائية المحور المستوية إلى محاكاة الحمل الفسيولوجي عن طريق تطبيق الإزاحات العمودية على الأنسجة وتسجيل القوى المرتبطة بها. كشفت ملاحظات إزاحة القوة الناتجة (أو تمدد الإجهاد) أن جميع المنشورات التلفزيونية الثلاث تظهر سلوكيات ميكانيكية غير خطية خاصة بالاتجاه مع استجابات أكثر وضوحا خاصة بالنشرة في اتجاه الأنسجة الشعاعية4،5،6. ويعتقد أن هذه السلوكيات الخاصة بالمنشورات تنبع من الاختلافات في الخصائص الهيكلية الدقيقة التي لوحظت باستخدام التقنيات النسيجية القياسية 6,7. علاوة على ذلك ، يهدف تصوير الجيل التوافقي الثاني6 ، وتشتت الضوء بزاوية صغيرة8 ، وتصوير مجال التردد المكاني المستقطب7 (pSFDI) إلى فهم هذه الخصائص الهيكلية الدقيقة وقد أظهروا اختلافات خاصة بالنشرة في اتجاه ألياف الكولاجين وتجعيد الألياف التي لها آثار على السلوكيات الميكانيكية على مستوى الأنسجة المرصودة. وقد عززت هذه الدراسات بشكل كبير فهمنا للبنية المجهرية للأنسجة ودورها في السلوكيات على مستوى الأنسجة. ومع ذلك ، لا يزال هناك الكثير مما يجب معالجته في الربط التجريبي بين ميكانيكا الأنسجة والبنية المجهرية الأساسية.
وفي الآونة الأخيرة، أجرى هذا المختبر توصيفات ميكانيكية لطبقات نشرة التلفزيون مفصولة إلى طبقتين مركبتين (A/S وF/V) باستخدام تقنية التشريح المجهري9. سلط هذا العمل السابق الضوء على الاختلافات في الخواص الميكانيكية للطبقات وساعد في توفير نظرة ثاقبة حول كيفية مساهمة البنية المجهرية ذات الطبقات في السلوكيات الميكانيكية للأنسجة. على الرغم من أن هذا التحقيق حسن فهمنا للبنية المجهرية للنشرة التلفزيونية ، إلا أن هذه التقنية كان لها العديد من القيود. أولا ، لم تتم مقارنة خصائص الطبقات المركبة مباشرة بالأنسجة السليمة ، مما أدى إلى عدم وجود فهم كامل للعلاقة بين الميكانيكا والبنية المجهرية. ثانيا ، لم يتم فحص بنية ألياف الكولاجين للطبقات المركبة. ثالثا ، تم التحقيق فقط في طبقات TVAL بسبب صعوبات في جمع الطبقات المركبة من النشرتين التلفزيونيتين الأخريين. توفر الطريقة الموضحة هنا إطارا شاملا للتوصيف يتغلب على هذه القيود ويوفر توصيفات كاملة للمنشورات التلفزيونية وطبقاتها المركبة.
تصف هذه الورقة تقنية التشريح المجهري التي تفصل المنشورات التلفزيونية الثلاث إلى طبقاتها المركبة (A / S و F / V) للتوصيفات الميكانيكية والهيكلية الدقيقة ثنائية المحور 10،11،12. يتضمن هذا البروتوكول التكراري (i) الاختبار الميكانيكي ثنائي المحور وتوصيف pSFDI للنشرة السليمة ، (ii) تقنية تشريح مجهري جديدة وقابلة للتكرار للحصول بشكل موثوق على طبقات التلفزيون المركبة ، و (iii) الاختبار الميكانيكي ثنائي المحور وتوصيف pSFDI لطبقات التلفزيون المركبة. تعرض النسيج لتحميل الشد ثنائي المحور بنسب قوة مختلفة للاختبار الميكانيكي. بعد ذلك ، تم استخدام pSFDI لتحديد اتجاه ألياف الكولاجين ومحاذاتها في مختلف التكوينات المحملة. يحافظ pSFDI على بنية ألياف الكولاجين الأصلية ، ويسمح بالتحليل المعتمد على الحمل ، ويتحايل على الحاجة النموذجية لإصلاح أو مسح الأنسجة لتحليل بنية ألياف الكولاجين ، كما هو الحال في تصوير الجيل التوافقي الثاني أو تشتت الضوء بزاوية صغيرة. وأخيرا، تم إعداد الأنسجة باستخدام تقنيات الأنسجة القياسية لتصور البنية المجهرية للأنسجة. يسمح هذا الإطار التكراري والشامل بإجراء مقارنة مباشرة للخصائص الميكانيكية والهيكلية الدقيقة للنشرة التلفزيونية بطبقاتها المركبة.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10% Formalin Solution, Neutral Buffered</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>HT501128-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alconox Detergent</td>
			<td>Alconox</td>
			<td></td>
			<td>cleaning compound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioTester - Biaxial Tester</td>
			<td>CellScale Biomaterials Testing</td>
			<td></td>
			<td>1.5 N Load Cell Capacity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting Mat</td>
			<td>Dahle</td>
			<td>B0027RS8DU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deionized Water</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine-Tipped Tool</td>
			<td>HTI INSTRUMENTS</td>
			<td>NSPLS-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps - Curved</td>
			<td>Scientific Labwares</td>
			<td>16122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps - Thick</td>
			<td>Scientific Labwares</td>
			<td>161001078</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps - Thin</td>
			<td>Scientific Labwares</td>
			<td>16127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabJoy</td>
			<td>CellScale Biomaterials Testing</td>
			<td>Version 10.66</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Displacement Sensor</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>IL-030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Cyanoacrylate Glue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>2436365</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>Version 2020a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Scissors</td>
			<td>HTI Instruments</td>
			<td>CAS55C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Belmaks</td>
			<td>360758081051Y4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarized Spatial Frequency Domain Imaging Device</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>Made in-house using a digital light projector, linear polarizer, rotating polarizer mount, and charge-coupled device camera. 
			See doi.org/10.1016/j.actbio.2019.11.028 (PMCID: PMC8101699) for more details.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>THINKPRICE</td>
			<td>TP-SCALPEL-3010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single Edge Industrial Razor Blades (Surgical Carbon Steel)</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>H3515541105024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Pen</td>
			<td>LabAider</td>
			<td>LAB-Skin-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-Pins</td>
			<td>Business Source</td>
			<td>BSN32351</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wax Board</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>Made in-house using modeling wax and baking tray</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigh Boat</td>
			<td>Pure Ponta</td>
			<td>mdo-azoc-1030</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

layer microdissection of tricuspid valve leaflets for biaxial mechanical characterization and microstructural quantification

ينظم الصمام ثلاثي الشرف (TV) التدفق أحادي الاتجاه للدم غير المؤكسج من الأذين الأيمن إلى البطين الأيمن. يتكون التلفزيون من ثلاث منشورات ، لكل منها سلوكيات ميكانيكية فريدة. يمكن فهم هذه الاختلافات بين المنشورات التلفزيونية الثلاث بشكل أكبر من خلال فحص طبقاتها التشريحية الأربعة ، وهي الأذينية (A) والإسفنجية (S) والتليف (F) والبطين (V). في حين أن هذه الطبقات موجودة في جميع المنشورات التلفزيونية الثلاثة ، إلا أن هناك اختلافات في سمكها ومكوناتها الهيكلية الدقيقة التي تؤثر بشكل أكبر على سلوكياتها الميكانيكية. 
يتضمن هذا البروتوكول أربع خطوات لتوضيح الاختلافات الخاصة بالطبقات: (i) توصيف السلوكيات المعمارية الميكانيكية وألياف الكولاجين للنشرة التلفزيونية السليمة ، (ii) فصل الطبقات المركبة (A / S و F / V) من النشرة التلفزيونية ، (iii) تنفيذ نفس التوصيفات للطبقات المركبة ، و (iv) أداء ما بعد التخصيص تقييم الأنسجة. يسمح هذا الإطار التجريبي بشكل فريد بالمقارنة المباشرة لأنسجة التلفزيون السليمة مع كل طبقة من طبقاتها المركبة. ونتيجة لذلك ، يمكن جمع معلومات مفصلة بشأن البنية المجهرية والوظيفة الميكانيكية الحيوية للمنشورات التلفزيونية باستخدام هذا البروتوكول. يمكن استخدام هذه المعلومات لتطوير نماذج حسابية تلفزيونية تسعى إلى توفير إرشادات للعلاج السريري لمرض التلفزيون.

سينتج عن التشريح المجهري عينات A / S و F / V بسماكات موحدة نسبيا يمكن تركيبها على جهاز اختبار ثنائي المحور (تجاري). سيتحقق تحليل الأنسجة للنشرة السليمة والطبقتين التشريحيتين مما إذا كان النسيج قد تم فصله بشكل صحيح على طول الحدود بين الإسفنج والتليف (الشكل 7). بالإضافة إلى ذلك ، ي...

Watch this Scientific Journal Video about Layer Microdissection of Tricuspid Valve Leaflets for Biaxial Mechanical Characterization and Microstructural Quantification at JoVE.com

Layer Microdissection of Tricuspid Valve Leaflets for Biaxial Mechanical Characterization and Microstructural Quantification

يصف هذا البروتوكول التوصيف الميكانيكي ثنائي المحور، وتحديد كمية الكولاجين القائمة على التصوير في مجال التردد المكاني المستقطب، والتشريح المجهري لمنشورات الصمام ثلاثي الشرف. توضح الطريقة المقدمة كيف تساهم طبقات النشرة في سلوكيات النشرة الشاملة.

التشريح المجهري للطبقة من وريقات الصمام ثلاثي الشرف للتوصيف الميكانيكي ثنائي المحور والتكميم الهيكلي الدقيق

The tricuspid valve (TV) regulates the unidirectional flow of unoxygenated blood from the right atrium to the right ventricle. The TV consists of three ...

يمكن لهذه الطريقة عزل مساهمات طبقات الأنسجة في سلوك الأنسجة العام ، مما يوفر نظرة ثاقبة جديدة على البنية المجهرية للأنسجة. يسمح لنا إطار التشريح المجهري والاختبار الخاص بنا بمقارنة الخصائص الميكانيكية والهيكلية الدقيقة لريقات صمام القلب مباشرة بطبقاتها المركبة. قد يكون من الصعب إتقان التشريح المجهري ، وبالتالي ، يوصى بشدة بممارسة أكبر قدر ممكن قبل بدء دراستك.أولا ، اجمع المواد المطلوبة ، لوح الشمع ، ماء DI ، الماصة ، المشرط ، المقص الصغير ، الملقط الرقيق ، الملقط المنحني ، الملقط السميك ، والدبابيس. قم بفك الأنسجة من جهاز الاختبار ثنائي المحور وقياس سمكها باستخدام مستشعر الإزاحة بالليزر. ضع المنديل على لوح الشمع.افحص الجانب البطيني من الأنسجة بحثا عن إدخالات غرد كبيرة. التقط صورة فوتوغرافية للرجوع إليها. انشر الأنسجة بشكل مسطح على لوح الشمع مع توجيه الأذينيين لأعلى.لتثبيت الأنسجة على اللوحة، ضع دبوسا واحدا بزاوية بعيدا عن الأنسجة في كل زاوية بحيث يسحب الأنسجة مشدودة قليلا. تأكد من أن المسامير خارج الثقوب التي تم إنشاؤها بواسطة السنون عند تركيب الأنسجة وأن الأنسجة مربعة ولا تتحول أثناء التشريح المجهري للطبقة. إذا لزم الأمر ، ضع دبابيس على طول جانب الأنسجة أثناء التشريح لتمديد الأنسجة أكثر.قم بإزالة العلامات الائتمانية للخرزة الزجاجية. ضع ماء DI على سطح الأنسجة باستخدام ماصة بحيث تغطي الأنسجة بالكامل بطريقة تشبه الفقاعة. لإنشاء الزاوية الأولية، حدد زاوية من العينة المثبتة، وتجنب إدخال الحبال الكبيرة في المناطق الهشة.ثم ، قم بقطع طبقة A / S عن طريق سحب المشرط برفق فوق سطح الأنسجة على طول ثقوب التركيب للاختبار الميكانيكي. تبدأ حواف القطع في التفكك ، مما يكشف عن طبقة F / V تحتها. باستخدام ملقط حاد ورقيق ، افركي بقوة على طول القطع لزيادة فصل حوافها.إذا لم يبدأ القطع في طبقة A / S في التفكك ، فقم بتتبع نفس القطع برفق مرة أخرى باستخدام مشرط. اجعل القطع الثاني عموديا على القطع الأول. إذا لم يكن القطعان متصلين ، فقم بتشغيل الملقط الرقيق تحت المساحة الصغيرة من الأنسجة التي تفصل بين القطعتين.ثم ، استخدم المقص بعناية لقطع الأنسجة. افركي على طول قطع الزاوية بملقط رفيع حتى ينفصل النسيج عن طبقة F/V. بمجرد فصل قطعة صغيرة من الأنسجة ، أمسكها بالملقط الكبير واسحبها برفق لفصل الطبقات المركبة أكثر.استمر في تقشير الأنسجة أثناء الإمساك بها باستخدام ملاقط أكبر لمنع التمزيق والتمزق غير المرغوب فيه للطبقة المركبة A / S ، وفرك التماس حتى يصل إلى نهاية القطعتين اللتان تم إجراؤهما للزاوية. إذا كانت الزاوية الأولى تعاني من مشكلات كبيرة في الفصل ، فجرب زاوية مختلفة كنقطة بداية. بعد ذلك ، لإنشاء زاوية ثانية ، قم بتمديد القطعتين اللتان تم إجراؤهما للزاوية الأولى عن طريق وضع طرف المشرط في الجزء السفلي من كل قطع وسحبه برفق على طول سطح الأنسجة بحيث تتصل ملحقات القطع بالجروح الأصلية وتستمر في اتباع ثقوب السنين أو الخياطة.استمر في تمديد التخفيضات وتقشير طبقة A / S المركبة العلوية للخلف أثناء فرك التماس حتى يتم الانتهاء من جانب واحد. لاحظ أنه سيتم فصل الأنسجة بالكامل على طول قطع واحد. بعد ذلك ، قم بإنشاء زاوية ثانية عمودية على نهاية الجانب المقشر بالكامل.قم بتمديد التخفيضات المتبقية مع تجنب إدخال الحبال الكبيرة. استبعاد إدخالات الحبال من منطقة الفصل A / S فقط عندما يسمح هذا الاستبعاد بعينة A / S كبيرة بما يكفي للتوصيفات التجريبية. استمر في فصل طبقات A/S وF/V باستخدام تقنيات الفرك والسحب المستخدمة في الزاوية الأولى.توقف عن فصل الأنسجة على الفور إذا تشكل تمزق أو ثقب. لمنع التقاط الملقط ، ضع المقص في أي ثقب يتشكل واقطع الأنسجة بعيدا عن المركز. إذا تشكل العيب على طول التماس الانفصال ، فابدأ في فصل الأنسجة على طول حافة أخرى.ابحث عن الوصلات بين الطبقات التي قد تظهر عند فصل الأنسجة ومنع المزيد من فصل الأنسجة. لاحظ أن هذه خيوط رقيقة ولكنها قوية يجب قطعها بعناية باستخدام المقص. تجنب إنشاء ثقب في طبقة A / S أو القطع لأسفل في طبقة F / V.استمر في هذه العملية حتى يتم فصل أكبر عينة ممكنة من طبقة A / S. ضع علامة على اتجاه العينة باستخدام القلم الجراحي. أخيرا ، قم بقطع التماس للفصل لحافة الأنسجة المتبقية باستخدام المقص.ضع الطبقة المركبة A / S المنفصلة بشكل مسطح على حصيرة القطع. إذا لزم الأمر ، استخدم المشرط لتصويب حواف الأنسجة وإنشاء شكل نسيج مربع مناسب للاختبار الميكانيكي ثنائي المحور. ضع طبقة A / S في ماء DI حتى تصبح جاهزة للاختبار.ضع علامة على اتجاه طبقة F/V التي تبقى على لوح الشمع. اقطع أكبر مربع ممكن من المنطقة التي تمت فيها إزالة طبقة A / S. ثم ضعه في ماء DI.تحقق التحليل النسيجي للنشرة السليمة والطبقتان التشريحيتان مما إذا كان النسيج مفصولا بشكل صحيح على طول الحدود بين الإسفنج والليف. تم استخدام الصور المجهرية لعلم الأنسجة لتحديد سمك طبقة الأنسجة وكسور الكتلة المكونة باستخدام برنامج ImageJ. أنتج الاختبار الميكانيكي الذي يتم التحكم فيه بالإزاحة وما بعد المعالجة توتر الغشاء مقابل بيانات التمدد للنشرة الأمامية للصمام ثلاثي الشرف ، والنشرة الخلفية للصمام ثلاثي الشرف ، ونشرة حاجز الصمام ثلاثي الشرف ، والتي تصف السلوك الميكانيكي غير الخطي للأنسجة.أسفرت بيانات تصوير مجال التردد المكاني المستقطب عن خرائط ملونة لاتجاه ألياف الكولاجين ودرجة التباين البصري. على وجه التحديد ، قدمت خرائط الألوان هذه فهما شاملا لبنية ألياف الكولاجين عبر عينة الأنسجة بأكملها. من المهم ملاحظة أن الطبقة المركبة تتقلص بمجرد فصلها عن الأنسجة المثبتة.اجمع أكبر عينة ممكنة لضمان وجود أنسجة كافية للاختبار اللاحق.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Synthetic, Multi-Layer, Self-Oscillating Vocal Fold Model Fabrication

الاصطناعية ، ومتعدد الطبقات ، الذاتي تتأرجح صوتي تصنيع الغطاء النموذجي

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing ...

On-chip Isotachophoresis for Separation of Ions and Purification of Nucleic Acids

على رقاقة Isotachophoresis للفصل بين الأيونات والتنقية من الأحماض النووية

Electrokinetic techniques are a staple of microscale applications because of their unique ability to perform a variety of fluidic and electrophoretic ...

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

تصميم مفاعل حيوي ذو محورين الميكانيكية جار للهندسة الأنسجة

We  designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial  mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for  ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

تصنيع وتوصيف نظام الكتروني مثل الجلد امتثالي لإدارة الكمي، الجلدي الجرح

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

طبقة تلو طبقة الكولاجين ترسب في أجهزة ميكروفلويديك لMicrotissue لتحقيق الاستقرار

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Quantification of Strain in a Porcine Model of Skin Expansion Using Multi-View Stereo and Isogeometric Kinematics

الكمي للسلالة في نموذج الخنزير من التوسع الجلد عن طريق متعدد ستيريو وIsogeometric الكينماتيكا

Tissue expansion is a popular technique in plastic and reconstructive surgery that grows skin in vivo for correction of large defects such as burns and ...

Imaging the Root Hair Morphology of Arabidopsis Seedlings in a Two-layer Microfluidic Platform

Imaging the Root Hair Morphology of Arabidopsis Seedlings in a Two-layer Microfluidic Platform

التصوير مورفولوجيا الجذر الشعر شتلات نبات في منصة موائع جزيئية طبقتين

Root hairs increase root surface area for better water uptake and nutrient absorption by the plant. Because they are small in size and often obscured by ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

كشف الذيفان في تركيبات النانو باستخدام فحوصات ليستي (ال) أموبوسيتي ليمولوس

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Assembly and Characterization of Biomolecular Memristors Consisting of Ion Channel-doped Lipid Membranes

الجمعية وتوصيف ميمريستورس الجزيئية البيولوجية تتكون من الأغشية الدهنية قناة أيون يخدر

The ability to recreate synaptic functionalities in synthetic circuit elements is essential for neuromorphic computing systems that seek to emulate the ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

بياكسيال الخصائص الميكانيكية لصمامات القلب بي

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...