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

Bu çalışma Amerikan Kalp Derneği Bilim İnsanı Geliştirme Hibesi (16SDG27760143) ve Presbiteryen Sağlık Vakfı tarafından desteklenmiştir. KMC, kısmen Oklahoma Üniversitesi (OU) Lisans Araştırma Fırsatı Programı ve Onur Araştırma Çıraklık Programı tarafından desteklenmiştir. DWL, kısmen Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Bursu (GRF 2019254233) ve Amerikan Kalp Derneği / Çocuk Kalbi Vakfı Doktora Öncesi Bursu (Ödül #821298) tarafından desteklenmiştir. Tüm bu destek minnetle kabul edilmektedir.

Burada açıklanan tüm yöntemler, Oklahoma Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Hayvan dokuları USDA onaylı bir mezbahadan elde edildi.
1. Çift eksenli mekanik karakterizasyon
<ol><li>Doku hazırlama<ol>
<li>Dondurucudan bir TV broşürü, tıraş bıçağı, cerrahi kalem, forseps, deiyonize (DI) su içeren bir pipet ve bir kesme paspası alın. TV broşürünü 2-3 damla oda sıcaklığında DI suyu kullanarak ç...

<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>

Protokol için kritik adımlar şunları içerir: (i) katman mikrodiseksiyonu, (ii) doku montajı, (iii) referans belirteci yerleşimi ve (iv) pSFDI kurulumu. Uygun tabaka mikrodiseksiyonu, burada açıklanan yöntemin en önemli ve zor yönüdür. Bu tekniği kullanan bir soruşturma başlatmadan önce, dissektör (ler) mikrodiseksiyon tekniği ve üç TV broşürü ile uzun vadeli bir uygulamaya sahip olmalıdır. Dissektör, kompozit tabaka numunelerinin yeterince büyük (>3,3 mm) olmasını ve eşit bir kalınlığa...

TV, kalbin sağ atriyumu ile sağ ventrikülü arasında yer almaktadır. Kardiyak döngü boyunca TV, TV ön broşürünün (TVAL), TV posterior broşürünün (TVPL) ve TV septal broşürünün (TVSL) döngüsel olarak açılıp kapanması yoluyla tek yönlü kan akışını düzenler. Bu broşürler karmaşıktır ve benzersiz mikroyapısal bileşenlere sahip dört ayrı anatomik katmana sahiptir - atriyalis (A), spongiosa (S), fibrosa (F) ve ventrikülis (V). Atriyal ve ventrikülisteki elastin lifleri, mekanik yüklemeden sonra dokunun deforme olmamış geometrisine geri dönmesine yardımcı olur1. Buna karşılık, fibroza, broşürlerin yük taşıma kapasitesine katkıda bulunan yoğun bir dalgalı kollajen lifleri ağı içerir2. Esas olarak glikozaminoglikanlardan oluşan spongiosa, kalp kapağı fonksiyonu3 sırasında broşür tabakaları arasında kesmeyi sağlamak için hipotez edilmiştir. Her üç broşür tipi de aynı anatomik katmanlara sahip olsa da, tabakaların kalınlıklarında ve broşüre özgü mekanik davranışlar için etkileri olan bileşen oranlarında farklılıklar vardır.
Araştırmacılar, düzlemsel mekanik karakterizasyonları, histomorfolojik değerlendirmeleri ve kollajen lif mimarisinin optik karakterizasyonlarını kullanarak TV broşürlerinin özelliklerini araştırdılar. Örneğin, düzlemsel iki eksenli mekanik karakterizasyonlar, dokuya dik yer değiştirmeler uygulayarak ve ilişkili kuvvetleri kaydederek fizyolojik yükü taklit etmeye çalışır. Ortaya çıkan kuvvet-yer değiştirme (veya stres-gerilme) gözlemleri, her üç TV broşürünün de radyal doku yönünde 4,5,6 yönünde daha belirgin broşüre özgü tepkilerle doğrusal olmayan, yöne özgü mekanik davranışlar sergilediğini ortaya koymuştur. Bu broşüre özgü davranışların, standart histolojik teknikler kullanılarak gözlemlenen mikroyapısal özelliklerdeki farklılıklardan kaynaklandığına inanılmaktadır 6,7. Ayrıca, ikinci harmonik jenerasyon görüntüleme6, küçük açılı ışık saçılması8 ve polarize uzamsal frekans alanı görüntüleme7 (pSFDI) bu mikroyapısal özellikleri anlamayı amaçlamaktadır ve kollajen lif oryantasyonunda ve lif kıvrımında, gözlemlenen doku düzeyinde mekanik davranışlar üzerinde etkileri olan broşüre özgü farklılıklar göstermiştir. Bu çalışmalar, doku mikroyapısını ve doku düzeyindeki davranışlardaki rolünü anlamamızı önemli ölçüde geliştirmiştir. Bununla birlikte, doku mekaniğini ve altta yatan mikroyapıyı deneysel olarak birbirine bağlamada ele alınması gereken çok şey var.
Son zamanlarda, bu laboratuvar bir mikrodiseksiyon tekniği9 kullanılarak iki kompozit tabakaya (A / S ve F / V) ayrılmış TV broşür katmanlarının mekanik karakterizasyonlarını gerçekleştirmiştir. Bu önceki çalışma, katmanların mekanik özelliklerindeki farklılıkları vurguladı ve katmanlı mikroyapının doku mekanik davranışlarına nasıl katkıda bulunduğuna dair fikir vermeye yardımcı oldu. Bu araştırma, TV broşürü mikroyapısını anlamamızı geliştirmiş olsa da, tekniğin birkaç sınırlaması vardı. İlk olarak, kompozit tabakaların özellikleri doğrudan bozulmamış doku ile karşılaştırılmamıştır, bu da mekanik-mikroyapı ilişkisinin tam olarak anlaşılmamasına neden olmuştur. İkincisi, kompozit tabakaların kollajen lif mimarisi incelenmemiştir. Üçüncüsü, diğer iki TV broşüründen kompozit katmanların toplanmasındaki zorluklar nedeniyle sadece TVAL'in katmanları araştırıldı. Burada açıklanan yöntem, bu sınırlamaların üstesinden gelen bütünsel bir karakterizasyon çerçevesi sağlar ve TV broşürlerinin ve bunların kompozit katmanlarının tam karakterizasyonunu sağlar.
Bu yazıda, iki eksenli mekanik ve mikroyapısal karakterizasyonlar için üç TV broşürünü kompozit katmanlarına (A / S ve F / V) ayıran mikrodiseksiyon tekniği açıklanmaktadır10,11,12. Bu yinelemeli protokol, (i) sağlam broşürün iki eksenli mekanik testi ve pSFDI karakterizasyonunu, (ii) kompozit TV katmanlarını güvenilir bir şekilde elde etmek için yeni ve tekrarlanabilir bir mikrodiseksiyon tekniğini ve (iii) kompozit TV katmanlarının iki eksenli mekanik testini ve pSFDI karakterizasyonunu içerir. Doku, mekanik test için çeşitli kuvvet oranlarıyla çift eksenli çekme yüküne maruz bırakıldı. Daha sonra, çeşitli yüklü konfigürasyonlarda kollajen lifi oryantasyonunu ve hizalamasını belirlemek için pSFDI kullanıldı. pSFDI, doğal kollajen fiber mimarisini korur, yüke bağımlı analize izin verir ve ikinci harmonik nesil görüntüleme veya küçük açılı ışık saçılması gibi kollajen lifi mimarisi analizi için tipik doku sabitleme veya temizleme ihtiyacını ortadan kaldırır. Son olarak, dokular doku mikroyapısını görselleştirmek için standart histoloji teknikleri kullanılarak hazırlandı. Bu yinelemeli ve bütünsel çerçeve, TV broşürünün mekanik ve mikroyapısal özelliklerinin kompozit katmanlarıyla doğrudan karşılaştırılmasını sağlar.

<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

Triküspid kapak (TV), oksijensiz kanın sağ atriyumdan sağ ventriküle tek yönlü akışını düzenler. TV, her biri benzersiz mekanik davranışlara sahip üç broşürden oluşur. Üç TV broşürü arasındaki bu varyasyonlar, atriyalis (A), spongiosa (S), fibroza (F) ve ventricularis (V) olmak üzere dört anatomik tabakaları incelenerek daha da anlaşılabilir. Bu katmanlar her üç TV broşüründe de mevcut olsa da, kalınlıklarında ve mikroyapısal bileşenlerinde, kendi mekanik davranışlarını daha da etkileyen farklılıklar vardır. 
Bu protokol, katmana özgü farklılıkları aydınlatmak için dört adım içerir: (i) bozulmamış TV broşürünün mekanik ve kollajen lifi mimari davranışlarını karakterize etmek, (ii) TV broşürünün kompozit katmanlarını (A / S ve F / V) ayırmak, (iii) kompozit katmanlar için aynı karakterizasyonları gerçekleştirmek ve (iv) post-hoc yapmak histoloji değerlendirmesi. Bu deneysel çerçeve, bozulmamış TV dokusunun kompozit katmanlarının her biriyle doğrudan karşılaştırılmasına benzersiz bir şekilde izin verir. Sonuç olarak, TV broşürlerinin mikroyapısı ve biyomekanik fonksiyonu ile ilgili ayrıntılı bilgiler bu protokol ile toplanabilir. Bu tür bilgiler, TV hastalığının klinik tedavisi için rehberlik sağlamaya çalışan TV hesaplama modelleri geliştirmek için potansiyel olarak kullanılabilir.

Mikrodiseksiyon, (ticari) bir çift eksenli test cihazına monte edilebilen nispeten eşit kalınlıklara sahip A / S ve F / V numuneleri verecektir. Bozulmamış broşürün ve iki disseke edilmiş tabakanın histoloji analizi, dokunun spongiosa ve fibroza arasındaki sınır boyunca doğru bir şekilde ayrılıp ayrılmadığını doğrulayacaktır (Şekil 7). Ek olarak, histoloji mikrografları, ImageJ yazılımı kullanılarak doku tabakası kalınlıklarını ve kurucu kütle fraksiyonl...

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

Bu protokol, iki eksenli mekanik karakterizasyonu, polarize uzamsal frekans alanı görüntüleme tabanlı kollajen nicelleştirmesini ve triküspid kapak broşürlerinin mikrodiseksiyonunu tanımlar. Sağlanan yöntem, broşür katmanlarının bütünsel broşür davranışlarına nasıl katkıda bulunduğunu açıklar.

Çift Eksenli Mekanik Karakterizasyon ve Mikroyapısal Niceleme için Triküspid Vana Broşürlerinin Katman Mikrodiseksiyonu

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

Bu yöntem, doku katmanlarının genel doku davranışına katkılarını izole edebilir ve doku mikroyapısına yeni bir bakış açısı sağlayabilir. Mikrodiseksiyon ve test çerçevemiz, kalp kapağı broşürlerinin mekanik ve mikroyapısal özelliklerini doğrudan kendi kompozit katmanlarıyla karşılaştırmamızı sağlar. Mikrodiseksiyonun ustalaşması zor olabilir, bu nedenle, çalışmanıza başlamadan önce mümkün olduğunca pratik yapmanız şiddetle tavsiye edilir.İlk olarak, gerekli malzemeleri, balmumu tahtasını, DI suyunu, pipeti, neşter, mikro makasları, ince forsepsleri, kavisli forsepsleri, kalın forsepsleri ve pimleri toplayın. Dokuyu iki eksenli test cihazından çıkarın ve lazer yer değiştirme sensörünü kullanarak kalınlığını ölçün. Dokuyu balmumu tahtasına yerleştirin.Büyük korda yerleştirmeleri için dokunun ventrikülis tarafını inceleyin. Referans için bir fotoğraf çekin. Dokuyu balmumu tahtasına düz bir şekilde atriyalis yukarı bakacak şekilde yayın.Dokuyu tahtaya yapıştırmak için, her köşedeki dokudan uzağa açılı bir iğne yerleştirin, böylece dokuyu hafifçe gerin. Doku monte edilirken pimlerin çatallar tarafından oluşturulan deliklerin dışında olduğundan ve dokunun kare olduğundan ve tabaka mikrodiseksiyonu sırasında kaymadığından emin olun. Gerekirse, dokuyu daha fazla germek için diseksiyon sırasında dokunun yan tarafına pimler yerleştirin.Cam boncuk referans işaretleyicilerini çıkarın. DI suyunu dokunun yüzeyine bir pipetle yerleştirin, böylece dokuyu kabarcık benzeri bir şekilde tamamen kaplar. İlk köşeyi yapmak için, sabitlenmiş numunenin bir köşesini seçin ve kırılgan alanlarda büyük akor yerleştirmelerinden kaçının.Ardından, mekanik test için neşteri montaj delikleri boyunca doku yüzeyi üzerinde hafifçe sürükleyerek A / S tabakasını kesin. Kesimin kenarları birbirinden ayrılmaya başlar ve altındaki F / V tabakasını ortaya çıkarır. Künt, ince forsepslerle, kenarlarını daha da ayırmak için kesim boyunca sıkıca ovalayın.A/S tabakasındaki kesik ayrılmaya başlamazsa, aynı kesim üzerinde bir neşterle tekrar hafifçe izleyin. İlk kesime dik ikinci bir kesim yapın. İki kesim birbirine bağlı değilse, ince cımbızı iki kesimi ayıran küçük doku alanının altında çalıştırın.Ardından, dokuyu kesmek için makası dikkatlice kullanın. Doku F / V tabakasından ayrılana kadar köşenin kesikleri boyunca ince bir forseps ile ovalayın. Küçük bir doku parçası ayrılır ayrılmaz, büyük cımbızla tutun ve kompozit katmanları daha da ayırmak için yavaşça çekin.A / S kompozit tabakasının istenmeyen şekilde yırtılmasını ve yırtılmasını önlemek için dokuyu daha büyük cımbızla kavrarken soymaya devam edin ve köşe için yapılan iki kesimin sonuna gelene kadar dikişi ovalayın. İlk köşede ayırmayla ilgili önemli sorunlar varsa, başlangıç noktası olarak farklı bir köşe deneyin. Daha sonra, ikinci bir köşe yapmak için, neşter ucunu her kesimin altına yerleştirerek ve doku yüzeyi boyunca hafifçe sürükleyerek ilk köşe için yapılan iki kesimi uzatın, böylece kesim uzantıları orijinal kesimlere bağlanır ve çatal veya dikiş deliklerini takip etmeye devam eder.Kesimleri uzatmaya ve üst kompozit A/S tabakasını soymaya devam ederken bir taraf bitene kadar dikişi ovalayın. Dokunun bir kesim boyunca tamamen ayrılacağını gözlemleyin. Ardından, tamamen soyulmuş tarafın sonuna dik ikinci bir köşe oluşturun.Büyük akor yerleştirmelerinden kaçınırken kalan kesimleri uzatın. Korda eklemelerini A/S ayırma alanından hariç tutun, ancak bu dışlama deneysel karakterizasyonlar için yeterince büyük bir A/S örneğine izin verdiğinde kullanın. İlk köşe için kullanılan sürtünme ve çekme tekniklerini kullanarak A/S ve F/V katmanlarını ayırmaya devam edin.Bir yırtılma veya delik oluşursa dokuyu ayırmayı hemen bırakın. Cımbızların yakalanmasını önlemek için, makası oluşan herhangi bir deliğe yerleştirin ve dokuyu merkezden uzağa kesin. Kusur ayırma dikişi boyunca oluşursa, dokuyu başka bir kenar boyunca ayırmaya başlayın.Dokuyu ayırırken ortaya çıkabilecek ara katman bağlantılarını arayın ve daha fazla doku ayrılmasını önleyin. Bunların makas kullanılarak dikkatlice kesilmesi gereken ince ama güçlü teller olduğunu gözlemleyin. A/S katmanında bir delik oluşturmaktan veya F/V katmanına doğru aşağı doğru kesmekten kaçının.A/S katmanının mümkün olan en büyük örneği ayrılana kadar bu işleme devam edin. Cerrahi kalemi kullanarak numunenin yönünü işaretleyin. Son olarak, makasla kalan doku kenarı için ayırma dikişi boyunca kesin.Ayrılmış A/S kompozit tabakasını kesme paspası üzerine düz bir şekilde yerleştirin. Gerekirse, dokunun kenarlarını düzeltmek ve iki eksenli mekanik test için uygun kare bir doku şekli oluşturmak için neşteri kullanın. A/S tabakasını test edilmeye hazır olana kadar DI suyuna yerleştirin.Balmumu tahtasında kalan F/V tabakasının yönünü işaretleyin. A/S katmanının kaldırıldığı alandan mümkün olan en büyük kareyi kesin. Ardından, DI suyuna yerleştirin.Bozulmamış broşürün ve iki disseke edilmiş tabakanın histolojik analizi, dokunun spongiosa ve fibroza arasındaki sınır boyunca doğru bir şekilde ayrılıp ayrılmadığını doğruladı. Histoloji mikrografları, ImageJ yazılımı kullanılarak doku tabakası kalınlığını ve kurucu kütle fraksiyonlarını belirlemek için kullanıldı. Deplasman kontrollü mekanik test ve son işlem, dokunun doğrusal olmayan mekanik davranışını tanımlayan triküspid kapak ön broşürünün, triküspid kapak posterior broşürünün ve triküspid kapak septal broşürünün gerilme verilerine karşı membran gerilimi üretti.Polarize uzamsal frekans alanı görüntüleme verileri, kollajen lifi oryantasyonunun ve optik anizotropi derecesinin renk haritalarını verdi. Spesifik olarak, bu renk haritaları, tüm doku örneği boyunca kollajen lifi mimarisinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamıştır. Kompozit tabakanın, sabitlenmiş dokudan ayrıldıktan sonra küçüldüğüne dikkat etmek önemlidir.Sonraki testler için yeterli doku olduğundan emin olmak için mümkün olan en büyük örneği toplayın.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Sentetik, Multi-Layer, Self-Salınımlı Vokal Fold Model Fabrikasyon

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

İyonların ayrılması ve Nükleik Asit Saflaştırılması için on-chip 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

Doku Mühendisliği için iki eksenli Mekanik Yükleniyor Biyoreaktör tasarımı

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

Kantitatif, Deri Yara Yönetimi için bir konformal Cilt benzeri elektronik Sistemi İmalat ve Karakterizasyonu

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 Sabitleme için mikroakışkan Cihazlar Katman-katman Kolajen Biriktirme

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

Multi-View Stereo ve Isogeometric Kinematics kullanma Cilt Genişleme bir Domuz Modeli Genleme Niceleme

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

Kök saç Morfoloji Arabidopsis fidan bir iki katlı mikrosıvısal platformda görüntüleme

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

Nano-formülasyonları endotoksin tespiti Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) deneyleri kullanarak

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

Derleme ve biyomoleküler iyon kanal katkılı Lipid membranlar oluşan Memristors karakterizasyonu

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

Atriyoventriküler kalp kapakları biaxial mekanik karakterizasyonu

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