Detta protokoll bestämmer dragspänningsavslappnings- och felegenskaperna hos svinspår. Resultat från sådana metoder kan bidra till att förbättra förståelsen för luftstrupens viskoelastiska och feltrösklar och hjälpa till att främja kapaciteten hos beräkningsmodeller i lungsystemet.
Luftrörets biomekaniska egenskaper påverkar luftflödet direkt och bidrar till andningsorganens biologiska funktion. Att förstå dessa egenskaper är avgörande för att förstå skademekanismen i denna vävnad. Detta protokoll beskriver ett experimentellt tillvägagångssätt för att studera stressavslappningsbeteendet hos svinluftstrupen som var försträckt till 0% eller 10% belastning i 300 s, följt av mekanisk dragbelastning tills fel. Denna studie ger detaljer om experimentell design, datainsamling, analyser och preliminära resultat från biomekanisk testning av luftstrupen hos svin. Med hjälp av de detaljerade stegen i detta protokoll och MATLAB-koden för dataanalys kan framtida studier undersöka det tidsberoende viskoelastiska beteendet hos luftstrupen, vilket är avgörande för att förstå dess biomekaniska svar under fysiologiska, patologiska och traumatiska tillstånd. Dessutom kommer djupgående studier av luftstrupens biomekaniska beteende att kritiskt hjälpa till att förbättra utformningen av relaterade medicintekniska produkter såsom endotrakealimplantat som används i stor utsträckning under operationer.
Trots sin kritiska roll vid lungsjukdom har den största luftvägsstrukturen, luftstrupen, begränsade studier som beskriver dess viskoelastiska egenskaper1. En fördjupad förståelse av luftrörets tidsberoende, viskoelastiska beteende är avgörande för lungmekanikforskning eftersom förståelse av de luftvägsspecifika materialegenskaperna kan hjälpa till att främja vetenskapen om skadeförebyggande, diagnos och klinisk intervention för lungsjukdomar, som är den tredje ledande dödsorsaken i USA 2,3,4.
Tillgängliga vävnadskarakteriseringsstudier har rapporterat luftstrupens styvhetsegenskaper 5,6,7,8. De tidsberoende mekaniska svaren har undersökts minimalt trots deras betydelse vid vävnadsombyggnad, vilket också förändras av patologi 9,10. Dessutom begränsar bristen på tidsberoende responsdata också de prediktiva egenskaperna hos de lungmekaniska beräkningsmodellerna som för närvarande använder sig av de generiska konstitutiva lagarna. Det finns ett behov av att ta itu med detta gap genom att utföra stressavslappningsstudier som kan ge de materialegenskaper som krävs för att informera biofysiska studier av luftstrupen. Den aktuella studien erbjuder detaljer om testmetoder, datainsamling och dataanalyser för att undersöka stressavslappningsbeteendet hos svinens luftstrupe.
Mycket få studier har rapporterat stressavslappningsegenskaperna hos luftstrupen21,23. Studier behövs för att ytterligare stärka vår förståelse av trakealvävnadens tidsberoende svar. Denna studie erbjuder detaljerade steg för att utföra sådana undersökningar; Följande kritiska steg i protokollet måste dock säkerställas för tillförlitlig testning: (1) korrekt vävnadshydrering, (2) liknande vävnadstyp (antal broskringar och muskler) fördelning …
The authors have nothing to disclose.
Forskning som rapporteras i denna publikation stöddes av Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development vid National Institutes of Health under prisnummer R15HD093024 och National Science Foundation CAREER Award Number 1752513.
Disposable safety scalpels | Fine Science Tools Inc | 10000-10 | |
eXpert 7600 | ADMET Inc. | N/A | Norwood, MA |
Forceps | Fine Science Tools Inc | 11006-12 and 11027-12 or 11506-12 | |
Gauge Safe | ADMET Inc. | N/A | Free Download |
Image J | NIH | N/A | Open Source |
Proramming Software – MATLAB | Mathworks | N/A | version 2018A |
Scissors | Fine Science Tools Inc | 14094-11 or 14060-09 | |
Sterile phosphate buffer solution | Millipore, Thomas Scientific | MFCD00131855 |