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

Dette arbeidet ble støttet av American Heart Association Scientist Development Grant (16SDG27760143) og Presbyterian Health Foundation. KMC ble støttet delvis av University of Oklahoma (OU) Undergraduate Research Opportunity Program og Honors Research Apprenticeship Program. DWL ble støttet delvis av National Science Foundation Graduate Research Fellowship (GRF 2019254233) og American Heart Association / Children's Heart Foundation Predoctoral Fellowship (Award # 821298). All denne støtten er takknemlig anerkjent.

Alle metodene beskrevet her ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee ved University of Oklahoma. Dyrevev ble kjøpt fra et USDA-godkjent slakteri.
1. Biaxial mekanisk karakterisering
<ol><li>Forberedelse av vev<ol>
<li>Hent en TV-brosjyre fra fryseren, barberblad, en kirurgisk penn, tang, en pipette med avionisert (DI) vann og en skjærematte. Tin TV-brosjyren med 2-3 dråper romtemperert DI-vann. MERK: DI-vann brukes i stedet for fosfatbufret saltvann ...

<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>

Kritiske trinn for protokollen inkluderer: (i) lagets mikrodisseksjon, (ii) vevmonteringen, (iii) den fiduciale markørplasseringen og (iv) pSFDI-oppsettet. Passende lagmikrodisseksjon er det viktigste og vanskeligste aspektet ved metoden beskrevet her. Før en undersøkelse som bruker denne teknikken, bør dissectoren (e) ha langsiktig praksis med mikrodisseksjonsteknikken og alle tre TV-brosjyrene. Dissectoren skal sørge for at komposittlagsprøvene er tilstrekkelig store (>3,3 mm) og har en jevn tykkelse. Histologi b...

TV-en er plassert mellom høyre atrium og høyre ventrikel i hjertet. Gjennom hele hjertesyklusen regulerer TV-en den ensrettede blodstrømmen via syklisk åpning og lukking av TV-anterior leaflet (TVAL), TV posterior leaflet (TVPL) og TV-septalbrosjyren (TVSL). Disse brosjyrene er komplekse og har fire forskjellige anatomiske lag - atrialis (A), spongiosa (S), fibrosa (F) og ventricularis (V) - med unike mikrostrukturelle bestanddeler. Elastinfibrene i atrialis og ventricularis bidrar til å gjenopprette vevet til sin uformede geometri etter mekanisk belastning1. I motsetning til dette inneholder fibrosa et tett nettverk av bølgede kollagenfibre som bidrar til bæreevnen til brosjyrene2. Spongiosa består hovedsakelig av glykosaminoglykaner, og har blitt antatt å muliggjøre skjæring mellom brosjyrelag under hjerteventilfunksjon3. Mens alle tre brosjyretyper har de samme anatomiske lagene, er det variasjoner i tykkelsen på lagene og bestanddelene som har implikasjoner for brosjyrespesifikk mekanisk oppførsel.
Forskere har utforsket egenskapene til TV-brosjyrene ved hjelp av plane mekaniske karakteriseringer, histomorfologiske vurderinger og optiske karakteriseringer av kollagenfiberarkitekturen. For eksempel søker plane biaxiale mekaniske karakteriseringer å etterligne fysiologisk belastning ved å påføre vinkelrette forskyvninger på vevet og registrere de tilknyttede kreftene. De resulterende kraftforskyvningsobservasjonene (eller spenningsstrekk) har vist at alle tre TV-brosjyrene utviser ikke-lineær, retningsspesifikk mekanisk oppførsel med mer åpenbare brosjyrespesifikke responser i radialvevsretningen 4,5,6. Disse brosjyrespesifikke atferdene antas å stamme fra forskjeller i de mikrostrukturelle egenskapene observert ved bruk av standard histologiske teknikker 6,7. Videre har andre harmoniskgenerasjons bildebehandling 6, småvinklet lysspredning8 og polarisert romlig frekvensdomeneavbildning7 (pSFDI) som mål å forstå disse mikrostrukturelle egenskapene og har vist brosjyrespesifikke forskjeller i kollagenfiberorientering og fiberkrymp som har implikasjoner for den observerte mekaniske oppførselen på vevsnivå. Disse studiene har betydelig avansert vår forståelse av vevsmikrostrukturen og dens rolle i vevsnivåadferd. Imidlertid gjenstår mye å bli adressert i eksperimentelt å koble vevsmekanikken og den underliggende mikrostrukturen.
Nylig utførte dette laboratoriet mekaniske karakteriseringer av TV-brosjyrelagene separert i to sammensatte lag (A / S og F / V) ved hjelp av en mikrodisseksjonsteknikk9. Det tidligere arbeidet fremhevet forskjeller i de mekaniske egenskapene til lagene og bidro til å gi innsikt i hvordan den lagdelte mikrostrukturen bidrar til vevsmekanisk oppførsel. Selv om denne undersøkelsen forbedret vår forståelse av mikrostrukturen i TV-brosjyren, hadde teknikken flere begrensninger. For det første ble egenskapene til komposittlagene ikke direkte sammenlignet med det intakte vevet, noe som førte til mangel på fullstendig forståelse av forholdet mellom mekanikk og mikrostruktur. For det andre ble kollagenfiberarkitekturen til komposittlagene ikke undersøkt. For det tredje ble bare lagene i TVAL undersøkt på grunn av vanskeligheter med å samle komposittlagene fra de to andre TV-brosjyrene. Metoden beskrevet her gir et helhetlig karakteriseringsrammeverk som overvinner disse begrensningene og gir komplette karakteriseringer av TV-brosjyrene og deres sammensatte lag.
Denne artikkelen beskriver mikrodisseksjonsteknikken som skiller de tre TV-brosjyrene i deres sammensatte lag (A / S og F / V) for biaxial mekaniske og mikrostrukturelle karakteriseringer 10,11,12. Denne iterative protokollen inkluderer (i) biaksial mekanisk testing og pSFDI-karakterisering av den intakte brosjyren, (ii) en ny og reproduserbar mikrodisseksjonsteknikk for pålitelig å oppnå kompositt-TV-lagene, og (iii) biaxial mekanisk testing og pSFDI-karakterisering av kompositt-TV-lagene. Vevet ble utsatt for biaxial strekkbelastning med ulike kraftforhold for mekanisk testing. Deretter ble pSFDI brukt til å bestemme kollagenfiberorientering og justering ved forskjellige lastede konfigurasjoner. pSFDI bevarer den opprinnelige kollagenfiberarkitekturen, tillater belastningsavhengig analyse og omgår det typiske behovet for å fikse eller fjerne vev for kollagenfiberarkitekturanalyse, for eksempel i andre harmonisk generasjons bildebehandling eller småvinklet lysspredning. Til slutt ble vevene forberedt ved hjelp av standard histologiske teknikker for å visualisere vevsmikrostrukturen. Dette iterative og helhetlige rammeverket muliggjør direkte sammenligning av de mekaniske og mikrostrukturelle egenskapene til TV-brosjyren til komposittlagene.

<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

Trikuspidalklaffen (TV) regulerer den ensrettede strømmen av uoksygenert blod fra høyre atrium til høyre ventrikel. TV-en består av tre brosjyrer, hver med unik mekanisk oppførsel. Disse variasjonene mellom de tre TV-brosjyrene kan forstås ytterligere ved å undersøke deres fire anatomiske lag, som er atrialis (A), spongiosa (S), fibrosa (F) og ventricularis (V). Selv om disse lagene er til stede i alle tre TV-brosjyrene, er det forskjeller i tykkelsen og mikrostrukturelle bestanddeler som ytterligere påvirker deres respektive mekaniske oppførsel. 
Denne protokollen inneholder fire trinn for å belyse de lagspesifikke forskjellene: (i) karakterisere den mekaniske og kollagenfiber arkitektoniske oppførselen til den intakte TV-brosjyren, (ii) skille komposittlagene (A / S og F / V) i TV-brosjyren , (iii) utføre de samme karakteriseringene for komposittlagene, og (iv) utføre post hoc histologisk vurdering. Dette eksperimentelle rammeverket tillater unikt direkte sammenligning av det intakte TV-vevet til hvert av dets sammensatte lag. Som et resultat kan detaljert informasjon om mikrostruktur og biomekanisk funksjon av TV-brosjyrene samles inn med denne protokollen. Slik informasjon kan potensielt brukes til å utvikle TV-beregningsmodeller som søker å gi veiledning for klinisk behandling av TV-sykdom.

Mikrodisseksjonen vil gi A/S- og F/V-prøver med relativt ensartede tykkelser som kan monteres på et (kommersielt) biaksialt testapparat. Histologisk analyse av det intakte pakningsvedlegget og de to dissekerte lagene vil verifisere om vevet var riktig separert langs grensen mellom spongiosa og fibrosa (figur 7). I tillegg kan histologimikrografiene brukes til å bestemme vevslagtykkelser og bestanddeler av massefraksjoner ved hjelp av ImageJ-programvare. En mislykket disseksjon oppstår n?...

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

Denne protokollen beskriver biaxial mekanisk karakterisering, polarisert romlig frekvens domene imaging-basert kollagen kvantifisering, og mikrodisseksjon av tricuspid ventil brosjyrer. Den medfølgende metoden belyser hvordan brosjyrelagene bidrar til den holistiske brosjyreoppførselen.

Lagmikrodisseksjon av trikuspidalventilbrosjyrer for biaksial mekanisk karakterisering og mikrostrukturell kvantifisering

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

Denne metoden kan isolere vevslagenes bidrag til den generelle vevsadferden, og gi ny innsikt i vevsmikrostrukturen. Vårt rammeverk for mikrodisseksjon og testing gjør at vi direkte kan sammenligne de mekaniske og mikrostrukturelle egenskapene til hjerteventilbrosjyrer med sine egne sammensatte lag. Mikrodisseksjonen kan være vanskelig å mestre, derfor anbefales det sterkt å øve så mye som mulig før du starter studien.Først samler du de nødvendige materialene, voksbrett, DI-vann, pipette, skalpell, mikrosaks, tynne tang, buede tang, tykke tang og pinner. Demonter vevet fra den biaksiale testeren og mål tykkelsen ved hjelp av laserforskyvningssensoren. Plasser vevet på voksbrettet.Undersøk ventricularis-siden av vevet for store chorda-innsettinger. Ta et bilde som referanse. Spred vevet flatt på voksbrettet med atrialis vendt opp.For å feste vevet til brettet, plasser en pinne vinklet bort fra vevet i hvert hjørne slik at det trekker vevet litt stramt. Forsikre deg om at pinnene er utenfor hullene som er opprettet av tindene når du monterer vevet, og vevet er firkantet og ikke skifter under lagets mikrodisseksjon. Plasser om nødvendig pinner langs siden av vevet under disseksjonen for å strekke vevet mer.Fjern glassperlens fiducial markører. Plasser DI-vann på overflaten av vevet med en pipette slik at den helt dekker vevet på en boblelignende måte. For å gjøre det første hjørnet, velg et hjørne av det festede prøven, unngå store chorda-innsettinger i skjøre områder.Klipp deretter A/S-laget ved å dra skalpellen lett over vevsoverflaten langs monteringshullene for mekanisk testing. Kantene på kuttet begynner å trekke seg fra hverandre, og avslører F / V-laget under. Med stumpe, tynne tang, gni godt langs kuttet for å skille kantene ytterligere.Hvis kuttet i A/S-laget ikke begynner å trekke seg fra hverandre, kan du spore lett over det samme kuttet igjen med en skalpell. Lag et andre kutt vinkelrett på det første kuttet. Hvis de to kuttene ikke er koblet sammen, kjør den tynne pinsetten under det lille vevsområdet som skiller de to kuttene.Bruk deretter saksen forsiktig til å kutte vevet. Gni langs kuttene i hjørnet med en tynn tang til vevet skiller seg fra F / V-laget. Så snart et lite stykke vev er skilt, ta tak i det med den store pinsetten og trekk det forsiktig for å skille komposittlagene ytterligere.Fortsett å skrelle vevet mens du tar tak i det med større pinsett for å forhindre uønsket ripping og riving av A/S komposittlaget, og gni sømmen til den når enden av de to kuttene som er laget for hjørnet. Hvis det første hjørnet har store problemer med separasjon, kan du prøve et annet hjørne som utgangspunkt. Deretter, for å lage et nytt hjørne, forleng de to kuttene som er laget for det første hjørnet ved å plassere skalpellspissen nederst på hvert kutt og dra den lett langs vevsoverflaten slik at kuttforlengelsene kobles til de opprinnelige kuttene og fortsetter å følge tinn- eller suturhullene.Fortsett å forlenge kuttene og skrelle det øverste sammensatte A/S-laget tilbake mens du gnir sømmen til den ene siden er ferdig. Vær oppmerksom på at vevet vil bli helt separert langs ett kutt. Deretter lager du et andre hjørne vinkelrett på enden av den fullstendig skrellede siden.Forleng de resterende kuttene mens du unngår store chorda-innsettinger. Ekskluder chorda-innsettingene fra A/S-separasjonsområdet bare når denne utelukkelsen vil tillate et A/S-eksemplar som er stort nok til eksperimentell karakterisering. Fortsett å skille A/S- og F/V-lagene ved å bruke gnisse- og trekkteknikkene som brukes i det første hjørnet.Slutt å skille vevet umiddelbart hvis det dannes en tåre eller hull. For å forhindre at pinsett blir fanget, plasser saksen i et hull som dannes og klipp vevet bort fra midten. Hvis defekten dannes langs separasjonssømmen, begynner du å skille vevet langs en annen kant.Se etter mellomlagsforbindelser som kan oppstå når du separerer vevet og forhindrer ytterligere vevsseparasjon. Vær oppmerksom på at disse er tynne, men sterke tråder som må klippes forsiktig med saks. Unngå å lage et hull i A/S-laget eller skjære nedover i F/V-laget.Fortsett denne prosessen til den største mulige prøven av A/S-laget er separert. Merk retningen på prøven ved hjelp av den kirurgiske pennen. Til slutt, kutt langs separasjonssømmen for den gjenværende vevskanten med saksen.Plasser det separerte A/S komposittlaget flatt på skjærematten. Bruk om nødvendig skalpellen til å rette kantene på vevet og skape en firkantet vevsform som er egnet for biaxial mekanisk testing. Plasser A/S-laget i DI-vann til det er klart til å testes.Merk retningen på F/V-laget som er igjen på voksbrettet. Skjær størst mulig firkant ut av området der A/S-laget ble fjernet. Legg den deretter i DI-vann.Histologisk analyse av det intakte pakningsvedlegget og de to dissekerte lagene verifiserte om vevet var riktig separert langs grensen mellom spongiosa og fibrosa. Histologimikrografiene ble brukt til å bestemme vevslagtykkelsen og bestanddelenes massefraksjoner ved hjelp av ImageJ-programvare. Forskyvningskontrollert mekanisk testing og etterbehandling produserte membranspenning versus strekkdata fra trikuspidalklaffens fremre brosjyre, trikuspidalventilens bakre brosjyre og trikuspidalventilseptumbrosjyre, som beskriver vevets ikke-lineære mekaniske oppførsel.De polariserte romlige frekvensdomenebildedataene ga fargekart over kollagenfiberorientering og grad av optisk anisotropi. Spesielt ga disse fargekartene en omfattende forståelse av kollagenfiberarkitekturen over hele vevsprøven. Det er viktig å merke seg at komposittlaget krymper når de er skilt fra det festede vevet.Samle størst mulig prøve for å sikre at det er nok vev for den påfølgende testingen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Syntetisk, Multi-Layer, Self-Oscillerende Vocal Fold Model Fabrication

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

On-chip Isotachophoresis for Separasjon av ioner og rensing av nukleinsyrer

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

Design av en Biaxial Mekanisk belastning bioreaktor 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

Fabrikasjon og karakterisering av en Conformal Skin-lignende Electronic System for Quantitative, Kutan sårbehandling

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

Lag-på-lag Kollagen Nedfall i mikrofluid Enheter for Microtissue Stabilization

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

Kvantifisering av Strain i en svinekjøtt Model of Skin Expansion Bruke Multi-View Stereo og Isogeometric Kinematikk

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

Imaging roten håret morfologi av Arabidopsis frøplanter i en to-lags Microfluidic plattform

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

Deteksjon av Endotoxin i Nano-formuleringer bruker Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) analyser

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

Montering og karakterisering av Biomolecular Memristors bestående av Ion kanal-dopet Lipid membraner

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 mekanisk Characterizations av atrioventrikulær hjertet ventiler

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