Name: layer microdissection of tricuspid valve leaflets for biaxial mechanical characterization and microstructural quantification
Uploaded: 2022-02-10T15:00:00
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이 연구는 미국 심장 협회 과학자 개발 보조금 (16SDG27760143)과 장로교 건강 재단의 지원을 받았다. KMC는 오클라호마 대학 (OU) 학부 연구 기회 프로그램 및 명예 연구 견습 프로그램에 의해 부분적으로 지원되었습니다. DWL은 National Science Foundation Graduate Research Fellowship (GRF 2019254233)과 American Heart Association/Children's Heart Foundation Predoctoral Fellowship (Award #821298)의 지원을 받았습니다. 이 모든 지원은 감사하게 인정됩니다.

여기에 설명 된 모든 방법은 오클라호마 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 동물 조직은 USDA가 승인 한 도살장에서 획득했습니다.
1. 이축 기계적 특성화
<ol><li>조직 준비<ol>
<li>냉동실, 면도날, 수술 펜, 포셉, 탈 이온화 (DI) 물이 든 피펫 및 절단 매트에서 TV 전단지를 검색하십시오. 실온 DI 물 2-3 방울을 사용하여 TV 전단지를 해동하십?...

<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>

프로토콜에 대한 중요한 단계는 (i) 층 미세 해부, (ii) 조직 장착, (iii) 신탁 마커 배치, 및 (iv) pSFDI 셋업을 포함한다. 적절한 층 미세해부는 본원에 기재된 방법의 가장 중요하고 어려운 측면이다. 이 기술을 활용한 조사를 시작하기 전에, 해체(들)는 미세 해부 기술과 세 개의 TV 전단지를 모두 사용하여 장기적인 연습을 해야 한다. 디스섹터는 복합 층 시편이 충분히 크고 (>3.3mm) 균일 한 두께를 갖도...

TV는 심장의 우심방과 우심실 사이에 있습니다. 심장 주기 전반에 걸쳐 TV는 TV 전단지 (TVAL), TV 후부 전단지 (TVPL) 및 TV 중격 전단지 (TVSL)의 순환 개폐를 통해 단방향 혈류를 조절합니다. 이 전단지는 복잡하며 심방 (A), 해면질 (S), 섬유사 (F) 및 심실 (V)의 네 가지 해부학 적 층을 가지고 있으며 독특한 미세 구조 구성 요소가 있습니다. 심방과 심실의 엘라스틴 섬유는 기계적 하중 후 변형되지 않은 기하학으로 조직을 복원하는 데 도움이됩니다1. 대조적으로, 섬유사는 전단지2의 하중 지지 능력에 기여하는 물결 모양의 콜라겐 섬유의 조밀 한 네트워크를 함유한다. 주로 글리코사미노글리칸으로 구성된 스폰지오사는 심장 판막 기능3 동안 전단지층 사이의 전단을 가능하게 하는 가설을 세웠다. 세 가지 전단지 유형 모두 해부학 적 층이 동일하지만 층의 두께와 구성 비율에 차이가 있으며 전단지 별 기계적 행동에 영향을 미칩니다.
연구자들은 평면 기계적 특성화, 조직 형태 학적 평가 및 콜라겐 섬유 아키텍처의 광학 특성화를 사용하여 TV 전단지의 특성을 탐구했습니다. 예를 들어, 평면 이축 기계적 특성화는 조직에 수직 변위를 적용하고 관련 힘을 기록함으로써 생리적 하중을 에뮬레이트하는 것을 추구한다. 그 결과 힘-변위(또는 응력-스트레치) 관찰에 따르면 세 개의 TV 전단지 모두 방사형 조직 방향 4,5,6에서 보다 명백한 전단지 특이적 반응과 함께 비선형, 방향별 기계적 거동을 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 이러한 전단지-특이적 거동은 표준 조직학적 기술6,7을 사용하여 관찰된 미세구조적 특성의 차이로부터 기인하는 것으로 여겨진다. 또한, 초고조파 생성 이미징6, 소각 광 산란8, 및 편광 공간 주파수 영역 이미징7 (pSFDI)은 이러한 미세 구조적 특성을 이해하는 것을 목표로하며 관찰 된 조직 수준의 기계적 거동에 영향을 미치는 콜라겐 섬유 배향 및 섬유 크림프의 전단지 특이적 차이를 보여주었습니다. 이 연구는 조직 미세 구조에 대한 우리의 이해와 조직 수준의 행동에서의 역할을 상당히 향상 시켰습니다. 그러나 조직 역학과 기본 미세 구조를 실험적으로 연결하는 데있어 해결해야 할 사항이 많이 남아 있습니다.
최근에이 실험실은 미세 해부 기술9를 사용하여 두 개의 복합 층 (A / S 및 F / V)으로 분리 된 TV 전단지 층의 기계적 특성화를 수행했습니다. 그 이전의 연구는 층의 기계적 특성의 차이를 강조하고 층상 미세 구조가 조직 기계적 거동에 어떻게 기여하는지에 대한 통찰력을 제공하는 데 도움이되었습니다. 이 조사는 TV 전단지 미세 구조에 대한 우리의 이해를 향상 시켰지만이 기술에는 몇 가지 한계가있었습니다. 첫째, 복합 층의 특성은 손상되지 않은 조직과 직접 비교되지 않았으며, 이는 역학 - 미세 구조 관계에 대한 완전한 이해의 부족으로 이어졌다. 둘째, 복합층의 콜라겐 섬유 구조는 조사되지 않았다. 셋째, 다른 두 TV 전단지에서 복합 층을 수집하는 데 어려움이 있기 때문에 TVAL의 층 만 조사되었습니다. 본원에 기술된 방법은 이러한 한계를 극복하고 TV 전단지 및 이들의 복합 층의 완전한 특성화를 제공하는 전체론적 특성화 프레임워크를 제공한다.
이 백서에서는 이축 기계 및 미세 구조 특성10,11,12를 위해 세 개의 TV 전단지를 복합 층 (A / S 및 F / V)으로 분리하는 미세 해부 기술을 설명합니다. 이러한 반복적 프로토콜은 (i) 무손상 전단지의 이축 기계적 테스트 및 pSFDI 특성화, (ii) 복합 TV 층을 신뢰성 있게 획득하기 위한 신규하고 재현 가능한 미세 해부 기술, 및 (iii) 복합 TV 층의 이축 기계적 테스트 및 pSFDI 특성화를 포함한다. 조직을 기계적 시험을 위해 다양한 힘 비율로 이축 인장 하중에 노출시켰다. 이어서, pSFDI를 사용하여 다양한 로딩된 구성에서 콜라겐 섬유 배향 및 정렬을 결정하였다. pSFDI는 천연 콜라겐 섬유 아키텍처를 보존하고, 부하 의존적 분석을 허용하며, 초고조파 생성 이미징 또는 소각 광산란과 같은 콜라겐 섬유 아키텍처 분석을 위해 조직을 고정하거나 맑게 해야 하는 일반적인 필요성을 회피합니다. 마지막으로, 조직은 조직 미세조직을 시각화하기 위해 표준 조직학 기술을 사용하여 준비되었다. 이 반복적이고 전체적인 프레임 워크는 TV 전단지의 기계적 및 미세 구조적 특성을 복합 층과 직접 비교할 수있게합니다.

<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

트리쿠스피드 밸브 (TV)는 우심방에서 우심실로 산소가 공급되지 않은 혈액의 단방향 흐름을 조절합니다. TV는 세 개의 전단지로 구성되어 있으며 각 전단지는 독특한 기계적 동작을 가지고 있습니다. 세 개의 TV 전단지 사이의 이러한 변형은 심방 (A), 해면첩 (S), 섬유사 (F) 및 심실 (V) 인 네 개의 해부학 적 층을 조사함으로써 더 잘 이해할 수 있습니다. 이 층들은 세 개의 TV 전단지에 모두 존재하지만, 각각의 기계적 거동에 더 많은 영향을 미치는 두께와 미세 구조 구성 요소에는 차이가 있습니다. 
이 프로토콜에는 층별 차이점을 설명하는 네 가지 단계가 포함되어 있습니다 : (i) 손상되지 않은 TV 전단지의 기계적 및 콜라겐 섬유 건축 거동을 특성화하고, (ii) TV 전단지의 복합 층 (A / S 및 F / V)을 분리하고, (iii) 복합 레이어에 대해 동일한 특성화를 수행하고, (iv) 사후 촬영을 수행합니다. 조직학 평가. 이 실험 프레임 워크는 고유하게 손상되지 않은 TV 조직을 각각의 복합 층과 직접 비교할 수있게합니다. 결과적으로, TV 전단지의 미세 구조 및 생체 역학 기능에 관한 자세한 정보는이 프로토콜을 통해 수집 될 수 있습니다. 이러한 정보는 잠재적으로 TV 질환의 임상 치료를 위한 지침을 제공하고자 하는 TV 계산 모델을 개발하는 데 사용될 수 있다.

미세 해부는 (상용) 이축 테스트 장치에 장착 할 수있는 비교적 균일 한 두께의 A / S 및 F / V 표본을 생산합니다. 무손상 전단지와 두 해부된 층의 조직학 분석은 조직이 해면질과 섬유사 사이의 경계를 따라 정확하게 분리되었는지를 검증할 것이다(도 7). 추가적으로, 조직학 현미경 사진은 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 조직층 두께 및 구성 질량 분율을 결정하는데 사용될 수 ...

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

이 프로토콜은 이축 기계적 특성화, 편광 공간 주파수 영역 이미징 기반 콜라겐 정량화 및 트리쿠스피드 밸브 전단지의 미세 해부를 설명합니다. 제공된 방법은 전단지 레이어가 전체 론적 전단지 동작에 어떻게 기여하는지 설명합니다.

이축 기계적 특성화 및 미세 구조 정량화를 위한 Tricuspid 밸브 전단지의 층 미세 해부

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

이 방법은 전체 조직 거동에 대한 조직 층의 기여를 분리하여 조직 미세 구조에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 우리의 미세 해부 및 테스트 프레임 워크를 통해 심장 판막 전단지의 기계적 및 미세 구조적 특성을 자체 복합 층과 직접 비교할 수 있습니다. 미세 해부술은 마스터하기가 어려울 수 있으므로 연구를 시작하기 전에 가능한 한 많이 연습하는 것이 좋습니다.먼저 필요한 재료, 왁스 보드, DI 물, 피펫, 메스, 마이크로 가위, 얇은 포셉, 곡선 포셉, 두꺼운 포셉 및 핀을 수집하십시오. 이축 테스터에서 조직을 분리하고 레이저 변위 센서를 사용하여 두께를 측정합니다. 조직을 왁스 보드에 놓습니다.큰 코드 삽입을 위해 조직의 심실 측면을 검사하십시오. 참고로 사진을 찍습니다. 심방이 위를 향하게하여 왁스 보드에 조직을 평평하게 펴십시오.조직을 보드에 부착하려면 각 모서리의 조직에서 비스듬히 기울어진 핀 하나를 놓아 조직이 약간 당겨지도록 합니다. 조직을 장착 할 때 핀이 색조에 의해 생성 된 구멍 외부에 있고 조직이 정사각형이고 층 미세 해부 중에 이동하지 않는지 확인하십시오. 필요한 경우 해부 중에 조직의 측면을 따라 핀을 배치하여 조직을 더 늘립니다.유리 비드 신탁 마커를 제거하십시오. DI 물을 피펫으로 조직 표면에 놓아 거품과 같은 방식으로 조직을 완전히 덮도록하십시오. 초기 모서리를 만들려면 고정된 시편의 모서리를 선택하여 깨지기 쉬운 영역에 큰 코드 삽입을 피하십시오.그런 다음 기계 테스트를 위해 장착 구멍을 따라 메스를 조직 표면 위로 가볍게 드래그하여 A / S 층을 자릅니다. 컷의 가장자리가 떨어져 나가기 시작하여 아래에 F/V 레이어가 나타납니다. 무딘 얇은 포셉으로 컷을 따라 단단히 문질러 가장자리를 더 분리하십시오.A/S 레이어의 컷이 분리되기 시작하지 않으면 메스로 동일한 컷을 다시 가볍게 추적합니다. 첫 번째 컷에 수직인 두 번째 컷을 만듭니다. 두 컷이 연결되어 있지 않으면 두 컷을 분리하는 조직의 작은 영역 아래에서 얇은 핀셋을 실행하십시오.그런 다음 조심스럽게 가위를 사용하여 조직을 자릅니다. 조직이 F / V 층에서 분리 될 때까지 얇은 포셉으로 모서리의 컷을 따라 문지릅니다. 작은 조직 조각이 분리되면 큰 핀셋으로 잡고 부드럽게 잡아 당겨 복합 층을 더 분리하십시오.A / S 복합 층의 바람직하지 않은 찢어짐과 찢어짐을 방지하기 위해 더 큰 핀셋으로 조직을 잡으면서 조직을 계속 벗겨 내고 모서리에 대해 만들어진 두 컷의 끝에 도달 할 때까지 이음새를 문지릅니다. 첫 번째 모서리에 분리에 큰 문제가 있는 경우 다른 모서리를 시작점으로 시도해 보십시오. 그런 다음 두 번째 모서리를 만들려면 메스 팁을 각 컷의 하단에 놓고 조직 표면을 따라 가볍게 드래그하여 첫 번째 모서리에 대해 만들어진 두 개의 컷을 확장하여 컷 확장이 원래 컷에 연결되도록하고 주석 또는 봉합사 구멍을 계속 따라갑니다.컷을 계속 연장하고 상단 복합 A/S 레이어를 다시 벗겨내면서 한쪽이 끝날 때까지 이음새를 문지릅니다. 조직이 하나의 컷을 따라 완전히 분리 될 것임을 관찰하십시오. 다음으로, 완전히 벗겨진 면의 끝에 수직인 두 번째 모서리를 만듭니다.큰 코드 삽입을 피하면서 나머지 컷을 확장합니다. 이 제외가 실험 특성화에 충분히 큰 A/S 표본을 허용하는 경우에만 A/S 분리 영역에서 코드 삽입을 제외합니다. 첫 번째 모서리에 사용된 문지르기 및 당김 기술을 사용하여 A/S 및 F/V 레이어를 계속 분리합니다.눈물이나 구멍이 형성되면 즉시 조직 분리를 중단하십시오. 핀셋이 잡히지 않도록 하려면 형성되는 구멍에 가위를 놓고 중심에서 조직을 잘라냅니다. 분리의 솔기를 따라 결함이 형성되면 다른 가장자리를 따라 조직을 분리하기 시작하십시오.조직을 분리하고 더 이상의 조직 분리를 방지 할 때 나타날 수있는 층간 연결을 찾으십시오. 이들은 가위를 사용하여 조심스럽게 절단해야하는 얇지 만 강한 가닥임을 관찰하십시오. A/S 레이어에 구멍을 만들거나 F/V 레이어로 아래쪽으로 자르지 마십시오.A/S 레이어의 가능한 가장 큰 샘플이 분리될 때까지 이 프로세스를 계속합니다. 수술용 펜을 사용하여 샘플의 방향을 표시하십시오. 마지막으로, 가위로 나머지 조직 가장자리에 대한 분리의 솔기를 따라 자른다.분리 된 A / S 복합 층을 절단 매트 위에 평평하게 놓습니다. 필요한 경우 메스를 사용하여 조직의 가장자리를 곧게 펴고 이축 기계 테스트에 적합한 사각형 조직 모양을 만듭니다. A/S 층을 테스트할 준비가 될 때까지 DI 물에 넣습니다.왁스 보드에 남아 있는 F/V 레이어의 방향을 표시합니다. A/S 레이어가 제거된 영역에서 가능한 가장 큰 사각형을 잘라냅니다. 그런 다음 DI 물에 넣으십시오.무손상 전단지와 두 개의 해부된 층의 조직학적 분석은 조직이 해면질과 섬유사 사이의 경계를 따라 정확하게 분리되었는지를 검증하였다. 조직학 현미경 사진을 사용하여 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 조직층 두께 및 구성 질량 분율을 결정하였다. 변위 제어 기계 테스트 및 후처리는 조직의 비선형 기계적 거동을 설명하는 트리쿠스피드 밸브 전단지, 트리쿠스피드 밸브 후부 전단지 및 트리쿠스피드 밸브 중격 전단지의 스트레치 데이터 대 멤브레인 장력을 생성했습니다.편광된 공간 주파수 영역 이미징 데이터는 콜라겐 섬유 배향 및 광학 이방성의 정도에 대한 컬러 맵을 산출하였다. 특히, 이러한 컬러 맵은 전체 조직 표본에 걸친 콜라겐 섬유 구조에 대한 포괄적인 이해를 제공했습니다. 복합 층이 고정 된 조직에서 분리되면 수축한다는 점에 유의해야합니다.후속 검사를 위해 충분한 조직이 있는지 확인하기 위해 가능한 가장 큰 샘플을 수집하십시오.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

합성, 멀티 레이어, 셀프 진동 보컬 접어 모델 제작

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 ...

연구

생체공학

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

이온의 분리 및 핵산의 정화를위한 온칩 Isotachophoresis

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

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

양적, 피부가 상처 관리를위한 등각 피부와 같은 전자 시스템의 제조 및 특성

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

Microtissue 안정화를위한 미세 유체 장치에서 레이어별로 층 콜라겐 증착

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

다중보기 스테레오 및 Isogeometric 운동학을 사용하여 피부 확장의 돼지 모델에서 변형의 정량화

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

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2 층 미세 플랫폼에서 애기 모종의 루트 머리 형태를 이미징

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

나노 제형에도 Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) 분석 실험을 사용 하 여

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

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

Biaxial 기계 Characterizations 것 심장 밸브의

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