התוכנה והתמיכה טכנית היו באדיבות הפתרונות Incorporated קורלציה (www.correlatedsolutions.com).

הערה: ההליכים המתוארים להלן בוצעו כחלק מפרוטוקול שאושר על ידי ועדת הטיפול ושימוש בבעלי חיים המוסדיים באוניברסיטת הדרום קרוליינה בקולומביה, דרום קרוליינה. 1. רקמות רכישה וDissection <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר את כל הכלים כירורגיים לפני נתיחת רקמה. מספריים החיטוי כירורגית ומלקחיים סטנדרטיים קנס וכן להבי כירורגים תחת לחץ של 15 psi וטמפרטורה של 121 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש סט אחד של חזירי טרי (זכרים landrace בן 7 חודשים, 60-70 קילוגרם) כליות עם אב העורקים ללא פגע מבית מטבחיים מקומי. רקמת תחבורה בחזרה למעבדה בפתרון פוספט 1% קרים שנאגרו מלוח (PBS). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד עם הגעתו, לבודד את אב העורקים בבטן מרקמות באמצעות מספריים ומלקחיים כירורגיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את הכלי שלוש פעמים באמצעות מזרק 50 מיליליטר מלא PBS (pH 7.2). בעזרת המספריים והמלקחיים, להסיר כמה שיותר רקמת perivascular כpossידיהם מבלי להתפשר על שלמות המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אנכי למקם סכין גילוח חד על החלק האמצעי של כלי השיט ולוודא שהוא ניצב לציר אורך הכלי. צור שתי דגימות טבעת כל אחד עם רוחב של כ 20 מ&quot;מ על ידי יישום שלושה חתכים היקפיים רציפים עם סכין הגילוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אנכי למקם סכין גילוח חד על מדגם טבעת אחד כזה שהלהב מכוון בכיוון רדיאלי. החל כוח חריף להניב חתך רדיאלי, וכתוצאה מכך לדוגמה בצורת רצועה לבדיקות מכאניות uniaxial. מניחים את המדגם בצלחת פטרי מ&quot;מ זכוכית 100 ולצלול בPBS עד היישום של ככתמי פני השטח. חזור למדגם הטבעת השני. </li></ol> 2. יצירת תבנית רבב Surface <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מברשת האוויר לשסתום הלחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את קוטר הנחיר של airbrush להניב כתמים של 60-100 מיקרומטר (טווח מתאים לקוטר נחיר צריךייקבע ממחקרים ראשוניים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים כ 2 מיליליטר של צבע סימון רקמה שחורה במזין הכובד של airbrush. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מברשת האוויר כ -0.5 מ &#39;מהמדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדגם מצלחת פטרי. ריסוס צבע רקמת סימון על פני השטח intimal של המדגם לכ -5 שניות תחת לחץ ריסוס של 100 psi. חזור שלוש פעמים כדי לוודא שדפוס רבב אחיד מכסה את פני השטח המדגם. </li></ol> 3. ביצוע ניסויים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף כל קצה של המדגם לרצועת פלסטיק (עובי אורך x 0.5 סנטימטרים רוחב x 1 סנטימטר 1 סנטימטר) באמצעות דבק רקמות. מניחים את המדגם על קרש חיתוך רקמות. מקם את המדגם כך שהוא שוכב ולמדוד את ממדיו באמצעות קליפר דיגיטלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליזום פקדי מערכת לבדיקות מכאניות. במערכת שולטת במסך הבית, בחר &quot;צורת גל&quot; בשורת המשימות ממוקמות בכרטיסיית &quot;ההגדרות&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוֹדָעָהרק את עמדתו של האחיזה העליונה של הבוחן המכני ל-4 מ&quot;מ (הרחבה 4 מ&quot;מ ביחס למצב הראשוני המיועד במערכת). בעדינות לאבטח רצועת פלסטיק אחד (שצורף לדגימה ב3.1) לאחיזה העליונה של הבוחן המכני ולאפשר המדגם לתלות באופן חופשי. השתמש בקליפר הדיגיטלי כדי להבטיח שהמרחק בין המדגם והאחיזה העליונה הוא פחות מ -2 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן ידני להתאים את המיקום של האחיזה נמוכה יותר, כך שהקצה החופשי של המדגם יכול להיות מאובטח ללא הארכה. בעדינות לאבטח את רצועת הפלסטיק מחוברת לקצה החופשי של המדגם לאחיזה התחתונה של הבוחן המכני. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בקליפר הדיגיטלי כדי להבטיח שהמרחק בין המדגם והאחיזה הנמוכה הוא פחות מ -2 מ&quot;מ. אפס תא עומס המערכת. מדוד את האורך של המדגם ולהשתמש בזה כאורך התייחסות לחישוב זנים היקפיים הגלובליים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את פרוטוקול הבדיקה המכני. הפרוטוקול המשמש בtההפגנה שלו כרוכה 4 מחזורי עקירת uniaxial אשר האריכו המדגם של 18% בקצב תזוזה של 0.01 מ&quot;מ / שנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסירוגין לרסס PBS על המדגם בכל פרוטוקול הבדיקה שנותר כדי להבטיח שהוא נשאר התייבשות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המצלמה (מצלמה 5 מגה פיקסל, עדשת 100 מ&quot;מ, גודל פיקסל של 3.49 מיקרומטר) על גבי חצובה אשר ממוקמת 1.5 מ &#39;מהמסגרת הטעינה. להבטיח את המצלמה ומשטח מדגם הם ניצבים על ידי הגדרת המצלמה לשדה זמין הנמוך ביותר של עומק ומניפולציה יישורה כך שכל שדה הראייה הוא בפוקוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תוכנת לכידת תמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &quot;PGR-2&quot; ב&quot; המערכת בחר &quot;האפשרות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את נתיב פרויקט כדי להציל את התמונות כדי להיות מנותח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על סמל &quot;כיכר הזמן&quot; ולציין את מרווח הרכישה כ5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את החשיפה, צמצם מספרי, ומוקד של העדשה כדי לקבל תצוגה ברורה של המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את המיקום של נורית לספק תאורה נאותה על המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על הסמל &quot;התחל&quot; בתוכנה ללכידה תמונה כדי להשיג תמונה של פני השטח הדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תוכנת ניתוח תמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבא את התמונה המתקבלת. קרב על רבב בודד, ולאחר מכן לספור מספר הפיקסלים בתוך רבב אדם זה. הערה: זהה רבב שחור נציג. הגדר את גודל רבב כמרחק ליניארי בין פיקסלים בשני הצדדים של רבב שיש ערכים גבוהים דומים. לגודל רבב מקובל, מספר הפיקסלים לרוחב רבב טיפוסי צריך להיות גדול מ 3 פיקסלים. כדי לשפר את הרזולוציה מרחבית במדידות, צריכים רוב כתמים לא יותר מ 5-7 פיקסלים לרוחב רבב, בכל הזדמנות אפשרית. לפיכך, רבב טיפוסי למקרה זה היה נע בין 10 מיקרומטר בקטנים ביותר ו -23 מיקרומטר בגודלה בממד ליניארי. כדי לקבוע משנה מתאיםגודל, משנה טיפוסי צריך לפחות לבנים 3 ו -3 כתמים שחורים על פני רוחבה. אם רבב טיפוסי הוא 5 פיקסלים בממד ליניארי, ואז כל קבוצת משנה 31x31 תהיה לפחות 105 מיקרומטר בממד ליניארי. המרווח בין מרכזי משנה צריך להיות לפחות 1/6 מהממד ליניארי. לפיכך, לגודל קבוצת משנה 31x31, המרחק הוא 5 פיקסלים המייצג 18 מיקרומטר במרחק יניארי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר אימות איכות דפוס רבב, בו זמנית לחץ על הסמל &quot;הפעל&quot; במערכת וסמל &quot;התחל&quot; בתוכנה ללכידה תמונה כדי להתחיל בבדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכוד סדרה של תמונות בכל בדיקות באמצעות תוכנת המצלמה ולכידת תמונה. </li></ol> 4. נהלים נקיים-עד לאחר הניסוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המדגם שהושלך בשקית Biohazard ולסגור את התיק. התקשר המחלקה לבריאות הסביבה והבטיחות (EHS) באוניברסיטת הדרום קרוליינה לסילוק נאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן זרחןפתרון חיטוי חינם עם יחס 1:64 דילול של חומר חיטוי חומר ניקוי למים מזוקקים. משרים את הכלים כירורגיים בפתרון זה עבור 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף ביסודיות את הפריטים מתוארים ב4.2 עם מים מזוקקים. ייבש את הכלים בעזרת מגבת נייר ולאחר מכן לרסס אותם עם פתרון אתנול 70%. שוב לייבש את הכלים כירורגיים באמצעות מגבת נייר ולשים אותם בחזרה בארגז הכלים כירורגיים. </li></ol> 5. ניתוח תמונה למדוד שדה הזנים המקומי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את תוכנת ניתוח תמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כרטיסיית &quot;תמונות רבב&quot;, לבחור את כל התמונות שצריכות להיות מנותחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כלי מלבן ובחר את האזור של עניין בתמונה הראשונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את גודל קבוצת משנה 41 × 41 פיקסלים וגודל צעד 5 פיקסלים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על התחל כרטיסיית ניתוח בתוכנה, בחר באינטרפולציה כ8-מלכודת מותאמת; בחר את הקריטריון כהבדלי אפס מנורמל בריבוע ומשקולות משנה אופציה כגאוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">הגדר את אפשרויות סף כברירת מחדל בתוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על כרטיסיית משנה שלאחר עיבוד בכרטיסיית ניתוח התחלה. לחץ חישוב מתח אפשרות לעזוב וגודל מסנן וסוג של מסנן כברירת מחדל בתוכנה. מותח בחר את סוג גראנז &#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר בכרטיסיית נתונים ולאחר מכן בחר כל תמונה ניתחה להדמיה של שדה מתח פני השטח. </li></ol>

<ol>
	<li>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=Biomechanics+of+soft+tissue.">Biomechanics of soft tissue.</a> The handbook of materials behavior models. 3, 1049-1063 (2001).</li><li>Vito, R. P., Dixon, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+vessel+constitutive+models-1995-2002.">Blood vessel constitutive models-1995-2002.</a> Annu Rev Biomed Eng. 5, 413-439 (2003).</li><li>Dodson, R. B., Martin, J. T., Hunter, K. S., Ferguson, V. L. <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+hyperelastic+properties+for+umbilical+artery+in+preeclampsia+from+uniaxial+extension+tests.">Determination of hyperelastic properties for umbilical artery in preeclampsia from uniaxial extension tests.</a> Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 169, 207-212 (2013).</li><li>Chuong, C. J., Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+residual+stresses+in+arteries.">On residual stresses in arteries.</a> J Biomech Eng. 108, 189-192 (1986).</li><li>Borschel, G. H., 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=Tissue+engineering+of+recellularized+small-diameter+vascular+grafts.">Tissue engineering of recellularized small-diameter vascular grafts.</a> Tissue Eng. 11, 778-786 (2005).</li><li>Wagenseil, J. E., Mecham, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+extracellular+matrix+and+arterial+mechanics.">Vascular extracellular matrix and arterial mechanics.</a> Physiol Rev. 89, 957-989 (2009).</li><li>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=Determination+of+material+models+for+arterial+walls+from+uniaxial+extension+tests+and+histological+structure.">Determination of material models for arterial walls from uniaxial extension tests and histological structure.</a> J Theor Biol. 238, 290-302 (2006).</li><li>Tanaka, T. T., Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+and+inelastic+properties+of+the+canine+aorta+and+their+variation+along+the+aortic+tree.">Elastic and inelastic properties of the canine aorta and their variation along the aortic tree.</a> J Biomech. 7, 357-370 (1974).</li><li>Sokolis, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+mechanical+properties+and+structure+of+the+aorta:+segmental+analysis.">Passive mechanical properties and structure of the aorta: segmental analysis.</a> Acta physiologica. 190, 277-289 (2007).</li><li>Twal, W., 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=Cellularized+Microcarriers+as+Adhesive+Building+Blocks+for+Fabrication+of+Tubular+Tissue+Constructs.">Cellularized Microcarriers as Adhesive Building Blocks for Fabrication of Tubular Tissue Constructs.</a> Ann Biomed Eng. , 1-12 (2013).</li><li>Shazly, 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=On+the+Uniaxial+Ring+Test+of+Tissue+Engineered+Constructs.">On the Uniaxial Ring Test of Tissue Engineered Constructs.</a> Exp Mech. , 1-11 (2014).</li><li>Kim, J., Baek, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circumferential+variations+of+mechanical+behavior+of+the+porcine+thoracic+aorta+during+the+inflation+test.">Circumferential variations of mechanical behavior of the porcine thoracic aorta during the inflation test.</a> J Biomech. 44, 1941-1947 (2011).</li><li>Li, L., 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=Determination+of+material+parameters+of+the+two-dimensional+Holzapfel-Weizsacker+type+model+based+on+uniaxial+extension+data+of+arterial+walls.">Determination of material parameters of the two-dimensional Holzapfel-Weizsacker type model based on uniaxial extension data of arterial walls.</a> Comput Methods Biomech Biomed Engin. 16, 358-367 (2013).</li><li>Li, L., 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=Determination+of+the+material+parameters+of+four-fibre+family+model+based+on+uniaxial+extension+data+of+arterial+walls.">Determination of the material parameters of four-fibre family model based on uniaxial extension data of arterial walls.</a> Comput Methods Biomech Biomed Engin. 17, 695-703 (2014).</li><li>Hoeltzel, D. A., Altman, P., Buzard, K., Choe, K. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strip+extensiometry+for+comparison+of+the+mechanical+response+of+bovine,+rabbit,+and+human+corneas.">Strip extensiometry for comparison of the mechanical response of bovine, rabbit, and human corneas.</a> J Biomech Eng. 114, 202-215 (1992).</li><li>Guo, X., Kassab, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+of+mechanical+properties+along+the+length+of+the+aorta+in+C57bl/6+mice.">Variation of mechanical properties along the length of the aorta in C57bl/6 mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 285, H2614-H2622 (2003).</li><li>Smutz, W., Drexler, M., Berglund, L., Growney, E., An, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+a+video+strain+measurement+system.">Accuracy of a video strain measurement system.</a> J Biomech. 29, 813-817 (1996).</li><li>Genovese, K., Lee, Y. U., Lee, A. Y., Humphrey, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+panoramic+digital+image+correlation+method+for+vascular+strain+analysis+and+material+characterization.">An improved panoramic digital image correlation method for vascular strain analysis and material characterization.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 27, 132-142 (2013).</li><li>Wang, C. C., Deng, J. M., Ateshian, G. A., Hung, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+approach+for+direct+measurement+of+two-dimensional+strain+distributions+within+articular+cartilage+under+unconfined+compression.">An automated approach for direct measurement of two-dimensional strain distributions within articular cartilage under unconfined compression.</a> J Biomech Eng. 124, 557-567 (2002).</li><li>Ning, 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=Deformation+measurements+and+material+property+estimation+of+mouse+carotid+artery+using+a+microstructure-based+constitutive+model.">Deformation measurements and material property estimation of mouse carotid artery using a microstructure-based constitutive model.</a> J Biomech Eng. 132, 121010 (2010).</li><li>Sutton, M. A., 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=Strain+field+measurements+on+mouse+carotid+arteries+using+microscopic+three-dimensional+digital+image+correlation.">Strain field measurements on mouse carotid arteries using microscopic three-dimensional digital image correlation.</a> J Biomed Mater Res A. 84, 178-190 (2008).</li><li>Sutton, M. A., Orteu, J. J., Schreier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Image correlation for shape, motion and deformation measurements: basic concepts, theory and applications. , (2009).</li><li>Verhulp, E., van Rietbergen, B., Huiskes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+digital+image+correlation+technique+for+strain+measurements+in+microstructures.">A three-dimensional digital image correlation technique for strain measurements in microstructures.</a> J Biomech. 37, 1313-1320 (2004).</li><li>Wang, C. C., Deng, J. M., Ateshian, G. A., Hung, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+approach+for+direct+measurement+of+two-dimensional+strain+distributions+within+articular+cartilage+under+unconfined+compression.">An automated approach for direct measurement of two-dimensional strain distributions within articular cartilage under unconfined compression.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 124, 557-567 (2002).</li><li>Franck, C., Hong, S., Maskarinec, S., Tirrell, D., Ravichandran, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+full-field+measurements+of+large+deformations+in+soft+materials+using+confocal+microscopy+and+digital+volume+correlation.">Three-dimensional full-field measurements of large deformations in soft materials using confocal microscopy and digital volume correlation.</a> Exp Mech. 47, 427-438 (2007).</li><li>Garcia, A., 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=Experimental+study+and+constitutive+modelling+of+the+passive+mechanical+properties+of+the+porcine+carotid+artery+and+its+relation+to+histological+analysis:+Implications+in+animal+cardiovascular+device+trials.">Experimental study and constitutive modelling of the passive mechanical properties of the porcine carotid artery and its relation to histological analysis: Implications in animal cardiovascular device trials.</a> Med Eng Phys. 33, 665-676 (2011).</li><li>Miller, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+test+very+soft+biological+tissues+in+extension?.">How to test very soft biological tissues in extension?.</a> J Biomech. 34, 651-657 (2001).</li><li>Sutton, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Springer handbook of experimental solid mechanics. , 565-600 (2008).</li><li>Han, H. C., Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longitudinal+strain+of+canine+and+porcine+aortas.">Longitudinal strain of canine and porcine aortas.</a> J Biomech. 28, 637-641 (1995).</li><li>Sokolis, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+passive+strain-energy+function+for+elastic+and+muscular+arteries:+correlation+of+material+parameters+with+histological+data.">A passive strain-energy function for elastic and muscular arteries: correlation of material parameters with histological data.</a> Med Biol Eng Comput. 48, 507-518 (2010).</li><li>Zhou, B., Wolf, L., Rachev, A., Shazly, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+structure-motivated+model+of+the+passive+mechanical+response+of+the+primary+porcine+renal+artery.">A structure-motivated model of the passive mechanical response of the primary porcine renal artery.</a> J Mech Med Biol. , (2013).</li><li>Zhou, B., Rachev, A., Shazly, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biaxial+active+mechanical+properties+of+the+porcine+primary+renal+artery.">The biaxial active mechanical properties of the porcine primary renal artery.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 48, 28-37 (2015).</li><li>Sommer, G., 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=3D+constitutive+modeling+of+the+biaxial+mechanical+response+of+intact+and+layer-dissected+human+carotid+arteries.">3D constitutive modeling of the biaxial mechanical response of intact and layer-dissected human carotid arteries.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 5, 116-128 (2012).</li></ol>

יש המחברים אין ניגודי עניינים פוטנציאליים.

למרות שהמחקרים קודמים השתמשו במגוון רחב של שיטות מעקב וידאו-צבע להעריך מתח מדגם 18,20,21,23,24, המטרה הנוכחית שלנו היא לספק מתודולוגיה מקיפה לזוג בדיקות מתיחים uniaxial עם 2D-דסק&quot;ש להערכה זני משטח בדגימות רקמת כלי דם. עם מצלמה ברזולוציה גבוהה ותוכנת ניתוח תמונה בבית, שדה המתח ניתן למדוד בתוך אזור משטח שנקבע מראש כמדגם עובר טעינת uniaxial. רלוונטי במיוחד לבדיקות מכאניות של רקמת כלי דם, הטכניקה שהוצגה ניתן להתאים באופן ישיר כדי להעריך זני משטח בבדיקות דו-ציריות מישוריים אשר בתורו יאפשר זיהוי של תכונות חומר מכוננות. על מנת להקל על ניתוח מתאם תמונה דיגיטלי, דפוס רבב מוחל על פני השטח המדגם. הצבע מנוצל כלכתמים הוא צבע סימון רקמות אשר בקלות שומר על רוב משטחי רקמה רכים. כדי להשיגאיכות טובה של ניגוד וצפיפות תקינה של דפוס רבב, גודל רבב אופטימלי של 60-100 מיקרומטר ומרחק ריסוס של 0.5 מ &#39;הם הבינו על ידי התאמת קוטר הנחיר של airbrush והמרחק בין המדגם ומברשת האוויר. גודל רבב משמש הוא קשור ישירות לרזולוציה של מדידות תוצאת 23,25. כל רבב יש נדגמו על ידי לפחות 3-5 פיקסלים להשיג מתאם תמונה מקובל. בהתחשב שדה 22 מ&quot;מ × 18 מ&quot;מ מבט וגודל רבב המנוצל, ברזולוציה של הניסוי שהוצג היא 9 מיקרומטר / פיקסל. קצב טעינה של 0.01 מ&quot;מ / שנייה משמש לבדיקות מכאניות כדי להשיג סדרה של מדינות שיווי משקל מעוות מעין-סטטי לרקמת כלי דם 26,27. מאז המצלמה ותא עומס באיכות גבוהה מאוד, שניהם רגישות לתנודות, לא אמור להיות תנועה מינימאלית במהלך הניסוי; גם אם קטן, תנועת מצלמה / דגימת גוף נוקשה יכולה להתרחש וwמדידות 2D מבוסס-דסק&quot;ש לבלבל חולה. באופן דומה, עיוות מדגם יכולה להתרחש עקב התייבשות רקמות, ולכן חשוב שPBS מיושם באמצעות בדיקה כדי לקדם את הדיוק של 2D-דסק&quot;ש. ל2D-דסק&quot;ש, מפרטים נדרשים כוללים את גודל קבוצת משנה ואת גודל הצעד בשימוש באלגוריתם התאמת תמונה 22. על מנת לקבל תוצאות מדויקות עם הטיה זניחה, לפחות 3 שחורים וכתמים לבנים 3 צריכים להיות נוכחים בכל תת-קבוצה, עם כל רבב שנדגמו על ידי לפחות 3-5 פיקסלים. כל נקודת נתונים בתפוקה מספקת מידע בממוצע לכל תיבה שמתאימה לגודל קבוצת המשנה (41x41 פיקסלים), נחשב כרזולוציה מרחבית של הניסוי. המרחק בין שתי נקודות נתונים במונחים של גודל צעד הוא 5 פיקסלים בניסוי זה. על מנת למקסם את הדיוק במדידות מתח עקירת רבב / משטח, שיטת אינטרפולציה שגם 8-רז מיושמת כדי להשיג ערכי עוצמה מדויקים, תת-פיקסל. ספיד 8-הרזיש OD דיוק גבוה במעט בהשגת זנים בהשוואה לתוצאות שהתקבלו או באמצעות 4-ברז או מסנן אינטרפולציה 6-רז. קריטריון המתאם &quot;הבדלים בריבוע מנורמלים&quot; נבחר להתאמה שכן הוא אינו מושפע משינוי בקנה מידה בתאורה (למשל, כאשר קבוצת משנה מעוותת הוא 30% בהיר יותר מהתייחסות). בחירה זו היא בחירת ברירת המחדל בתוכנה, ובדרך כלל מציעה את השילוב הטוב ביותר של גמישות ותוצאות 28. שקלול משנה, השולט איך פיקסלים בתוך תת-הקבוצה משוקללות בתהליך ההתאמה, נבחר כגאוס. עם משקולות אחידות, כל פיקסל בתת-הקבוצה נחשב באותה מידה; משקולות גאוס לספק את השילוב הטוב ביותר של רזולוציה מרחבית ורזולוציה עקירה. מקדמים שונים של שדה מתח פני השטח חושבו עם תוכנת ניתוח תמונה בבית ומשמשים לכמת את מידת ההטרוגניות מתח. המקדםficient של וריאציה של שדה המתח בשני הכיוונים ההיקפיים ואורך ירידה בלחץ גובר והולכים בעולם היקפי, שנצפה בעבר בבדיקות מכאניות מקבילות על סוגי רקמות וכלי דם אחרים (תוצאות לא פורסמו). בהתבסס על מגמה מתמשכת זו, סביר לצפות ששדות מתח פני השטח יכולים מספיק homogenize מעל מידה מסוימת קריטית של הרחבה שמדידות הגלובליות ומקומיות להתכנס. עם זאת סביר להניח כי ערך קריטי זה הוא דקיק ובמדגם ספציפי, ובכך תומך בשימוש במדידות מתח מקומיות לזיהוי מדויק של תכונות חומר מכוננות. כמה מגבלות חייבת להיחשב לפרשנות ראויה של המתודולוגיה שלנו הציגה ותוצאות. אנו נקבעו טווח מתון של מתח היקפי הגלובלי, כך הגדלים שלנו הבינו מקומי המתח בשני הכיוונים ההיקפיים ואורכים היו נמוכים באופן משמעותי<html> מערכים ראו in vivo. יתר על כן, אנו הערכנו את התגובה המכנית uniaxial תחת אוריינטצית מדגם יחידה, ולכן להפיק נתונים מספיקים כדי לזהות תכונות חומר מכוננות לרקמת כלי דם 29,30. עם זאת, המטרה שלנו היא לא לבצע ניתוח מכאני מקיף של אב העורקים חזירי, אלא כדי להדגים פרוטוקול ניסוי לזוג 2D-דסק&quot;ש לבדיקות מכאניות uniaxial ברקמות רכות. הטכניקה שהוצגה במסמך זה יכול להתארך בקלות לבדיקת biaxial מכאנית ובכך הכימות של התכונות מכאניות של רקמות כלי דם המכוננות 31-33. שיטת 2D-דסק&quot;ש לוכדת רק שדה מתח מישוריים המקביל למשטח המדגם. כאשר הדגימה מעווה ממטוס, או כאשר הדגימה היא גיאומטריה לא מישוריים (למשל, כלי דם), הדמיה לראיית סטריאו וטכניקת 3D-דסק&quot;ש יכולים להיות מיושמים למדידת מתח מקיף 23,25. NT &quot;&gt; לסיכום, כתב היד הנוכחית מספק מידע מפורט על המתודולוגיה לשלב בדיקות מתיחים uniaxial ומתאם תמונה דיגיטלי לאפיין את התגובה המכנית של רקמת כלי דם מקומית. השיטה שהוצגה במחקר זה ניתן להתאים בקלות לאפיון מכאני של ילידים אחרים ומהונדס רקמות רכות כמו גם הידרוג&#39;ל הרך / חומרים פולימריים, ושימושי במיוחד כאשר שדה מדגם מתח פני השטח מציג הטרוגניות משמעותית במהלך בדיקה מכאנית.

היסטוריה עשירה של מחקר המשתרעת על 50 שנים כבר התמקדה בכימות התכונות מכאניות של רקמות וכלי דם. מחקרים אלה מאפשרים לנו להבין טובים יותר הן ההתנהגות הפיזיולוגית ופתולוגיים של כלי דם, מספק בסיס להערכת היעילות / התאימות של התקני endovascular, וסיוע בתכנון וייצור של כלי דם מהונדסים בונה 1-6. מדידה מדויקת של התגובה המכנית של רקמות רכות ודוגמנות מכוננת של התכונות מכאניות שלהם היא מיסוד מאתגר בשל ההטרוגניות, אנאיזוטרופיה, והליניאריות המכנית הוצגה על ידי רוב סוגי רקמות. יתר על כן, מדידות ניסיוניות לעתים קרובות מבולבלות על ידי מורכבות מקומיות הציגו בממשקים מדגם אחיזה במהלך בדיקות מכאניות (כלומר, כיפוף, חיכוך, ריכוזי מתח, קורעים) והמעבר הבלתי נמנע של תכונות מכאניות של רקמות פעם הוא נכרת מהחי. &lt;/ P&gt; ניסוי מתיחה uniaxial הוא בין הבדיקות מכאניות הפשוטות שניתן לבצע על דגימה עשויה מחומר מוצק, ומשמש לעתים קרובות כדי להעריך את התגובה המכנית של רקמת כלי דם. תוצאות מניסויים אלה מספקים מידע ראשוני שימושי עבור שני מקורות רקמות מהונדסים והילידים, וניתן להשתמש בו כדי להשוות את ההשפעות של טיפולים מסוימים, מצבי מחלה, או תרכובות תרופתיות על ההתנהגות המכנית של כלי דם הקיר 7-11. בדיקות מכאניות uniaxial של רקמות רכות מבוצעות בדרך כלל על דגימות בגיאומטריות אחידות יחסית, שהם נפוצים ביותר כלב-עצם או טבעת בצורה 7,8,12-14. עם זאת, יציאה משמעותית מגיאומטריות אידיאליזציה אלה יכול להתרחש עקב אתגרים הקשורים לנתיחה רקמה, בידוד, והידוק בתוך מערכת הבדיקה. כל שאינם אחיד בגיאומטריה סופו של דבר לגרום ללחץ ומתח הטרוגניתשדות כאשר המדגם הוא נתון להארכת uniaxial, עם מידת ההטרוגניות תלויה בצורת מדגם בפועל, כמו גם גודל מדגם (יחסית לעובי הקורה) ואת התכונות מכאניות של החומר 9,15,16. כאשר heterogeneities השדה הוא משמעותיים, חישובי מתח מדגם מבוססים על עמדות אחיזה היחסית הם לא מדויקים ובכך בסיס מספיק להערכת התנהגות מכאנית. מערכות ניתוח וידאו היו בשימוש נרחב למדידות מתח של רקמות רכות, לעתים קרובות תוך שימוש בסמני צבע ניגודיות גבוהה מוחלים על פני השטח דגימת 17,18. מתאם תמונה דיגיטלי, טכניקה המטרולוגי אופטית המודדת מתח פני השטח שדה מלא על ידי השוואת ערכי עצמת רמה אפורות על פני השטח של הדגימה לפני ואחרי העיוות, בו נעשה שימוש בשילוב עם וידאו ניתוחים של רקמות רכות 19-21. ישנם מספר יתרונות של מתאם תמונה דיגיטלי לעומת interferometrשיטות IC שיכול להיות מועסק למדידות. ראשית, כטכניקת מדידה שאינה פנייה, היא ממזערת את תופעות בלבול של שינוי תכונות חומר בשל האופן שבו מערכת המדידה משפיעה על הדגימה. שנית, היא דורשת סביבת מדידה הרבה פחות מחמירה ויש לו מגוון רחב יותר של רגישות ורזולוציה יותר מאשר בשיטות אחרות. שלישית, ניחן ביכולת של לכידת שדה מלא של נוף, טכניקה זו יכולה לאפיין שני ממוצעת ותגובות מכאניות המקומיות. להסבר מפורט על השיטה, קוראים מוזמנים לראות את הספר על ידי 22 סאטון. כדי להשיג שדות מתח על פני השטח הדגימה, טכניקת מתאם תמונה דיגיטלית דו-ממדית (2D-DIC) יכולה לשמש. בקיצור, תמונות של הדגימה נלכדות במדינות טעונות טעונים ושונות. התמונה הראשונה מחולקת לריבועים קטנים בשם תת (פיקסלים M × M) אשר יוצרים רשת לחישוב הבא שלשדות מתח 2D. עמדתו של כל ריבוע בדגימה מעוותת מתקבלת באמצעות אלגוריתם התאמת תמונה. התנועה של כל ריבוע אז מעקב, תמונה-אחרת-תמונה, מניב שדות עקירה אשר לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להפיק הדרגתיים עיוות וזנים באמצעות מגוון רחב של שיטות, כולל אינטרפולציה אלמנט ההולמת או סופית פולינום. בכתב היד הנוכחית, אנו מספקים מתודולוגיה מפורטת להערכה של שדות מתח פני השטח על רקמות כלי דם מקומיות באמצעות שילוב של בדיקות מתיחה uniaxial ו2D-דסק&quot;ש.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="815">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Uniaxial tensile mechanical tester</td>
			<td style="width:176px;">Enduratec</td>
			<td style="width:119px;">3230 AT/HR</td>
			<td style="width:304px;"></td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:216px;">Blue tissue marking dye</td>
			<td style="width:176px;">http://www.ebay.com/itm/Tissue-Marking-Dye-in-Bottles-2oz-Bottle-1-ea-/201193551510?pt=LH_DefaultDomain_0&#38;hash=item2ed811f696</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sprayer</td>
			<td style="width:176px;">Anest-iwata</td>
			<td>CM-B</td>
			<td>Custom Micron B</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Camera</td>
			<td style="width:176px;">Point Grey</td>
			<td style="width:119px;">GS2-GE-50S5M-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Lens</td>
			<td style="width:176px;">Tokina</td>
			<td style="width:119px;">AT-X M100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vascular tissue</td>
			<td style="width:176px;">Caughman Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">0.9% Sodium Chloride Injection PBS</td>
			<td style="width:176px;">BAXTER HEALTHCARE CORP.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vic_snap</td>
			<td style="width:176px;">Correlated Solutions</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vic_2D</td>
			<td style="width:176px;">Correlated Solutions</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Wintest 4.1</td>
			<td style="width:176px;">Bose ElectroForce</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tissue adhesive</td>
			<td style="width:176px;">&#160;3M Vetbond&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Disinfectant&#160;</td>
			<td style="width:176px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">04-355-13</td>
			<td>Decon BDD Bacdown Detergent Disinfectant</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using digital image correlation to characterize local strains on vascular tissue specimens

Characterization of the mechanical behavior of biological and engineered soft tissues is a central component of fundamental biomedical research and product development. Stress-strain relationships are typically obtained from mechanical testing data to enable comparative assessment among samples and in some cases identification of constitutive mechanical properties. However, errors may be introduced through the use of average strain measures, as significant heterogeneity in the strain field may result from geometrical non-uniformity of the sample and stress concentrations induced by mounting/gripping of soft tissues within the test system. When strain field heterogeneity is significant, accurate assessment of the sample mechanical response requires measurement of local strains. This study demonstrates a novel biomechanical testing protocol for calculating local surface strains using a mechanical testing device coupled with a high resolution camera and a digital image correlation technique. A series of sample surface images are acquired and then analyzed to quantify the local surface strain of a vascular tissue specimen subjected to ramped uniaxial loading. This approach can improve accuracy in experimental vascular biomechanics and has potential for broader use among other native soft tissues, engineered soft tissues, and soft hydrogel/polymeric materials. In the video, we demonstrate how to set up the system components and perform a complete experiment on native vascular tissue.

נתונים מכאניים שנרכשו מבדיקת ארכה uniaxial ramped ברקמת כלי דם מורכב מעומס לעומת יחסי עקירת מדגם מוטלים בשיעור עקירה נתון. במחקר זה, 2D-דסק&quot;ש בשיתוף עם בדיקות מכאניות uniaxial משמש למדידת שדות מתח פני השטח של הדגימה בכיוונים מאונך במדינות שונות מעוותות. טבע viscoelastic של רקמת כלי דם מתבטא במידה ראויה לציון של hysteresis בעקומות עומס עקירה לפני נפשית מראש מכאניים. כדי לקדם את שחזור של בדיקות מכאניות ולקבל תגובה מכאנית אלסטי, רקמת preconditioned באמצעות מספר מחזורי טעינה ופריק, בי hysteresis מצטמצם (איור 1) בהדרגה. למרות הכנת המדגם מאוד זהירה והרכבה, מדידות 2D-דסק&quot;ש להוכיח כי שדה מתח פני השטח intimal תוצאה הוא הטרוגנית מאוד בשני<html> כיוונים היקפיים ואורכים. כצפוי, ערכי לחץ היקפיים מקומיים להגדיל עם עקירת מדגם שימושית. ההטרוגניות בדפוס המתח ההיקפי בדרך כלל מניבה ערכים שהם נמוכים בסמוך למרכז של המדגם בהשוואה לקרבת ממשק מדגם-אחיזה, המשקפים את ההשפעות של האחיזה על הזנים המקומיים (איור 2). בכיוון האורך, זני דחיסה לא אחידים על פני השטח כתוצאה intimal המדגם גדלו כמדגם מורחב בהדרגה, ושדה המתח כתוצאה מפגין מידה בולטת יותר של ההטרוגניות בהשוואה לכיוון ההיקפי (איור 3). המקדמים שונים (CV) של שדות מתח פני השטח בכיוונים מאונך חושבו על מנת לשקף את מידת ההטרוגניות שדה במדינות ניסיוניות בחרו, ונמצאו ירידה מונוטונית עם סיומת מוגברת מדגם (טבלת 1). jove_content &quot;FO: לשמור-together.within עמודים =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53625/53625fig1.jpg" /> איור 1. נפשית מראש ניסויי של דגימת רקמת כלי דם לבדיקת המתיחה uniaxial. מדגם בצורת מלבני הוא preconditioned עם שלושה מחזורי טעינה ופריקים, כדי להשיג תגובת אלסטי לשחזור. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53625/53625fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53625/53625fig2.jpg" /> איור 2. שדה מתח היקפי בשטח המדגם של עניין. דוגמא מייצגת של פני השטח intimal המדגם מנומרים ואזור המזוהה של עניין (). YY המקומי ההיקפי ε המתח (%) (ב) באזור המזוהה של ריבית בהגדלה<html> רמות של מתח היקפי הגלובלי יושם (הגדלת מ -1.6% ל -9% עד 18%, משמאל לימין). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53625/53625fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53625/53625fig3.jpg" /> איור 3. שדה אורך מתח בתוך שטח המדגם של עניין. (א) דוגמא מייצגת של פני השטח intimal המדגם מנומרים ואזור המזוהה של עניין. xx מקומי אורך ε המתח (%) (ב) באזור המזוהה של ריבית בהגדלת הרמות של מתח היקפי הגלובלי יושם (הגדלת מ -1.6% ל -9% עד 18%, משמאל לימין). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53625/53625fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table </html style=";text-align:right;direction:rtl">FO: לשמור-together.within עמודים = &quot;1&quot;&gt; <tbody><tr><td> זן גלובלי היקפי [%] </td><td> קורות חיים בYY ε (%) </td><td> קורות חיים בxx ε (%) </td></tr><tr><td> 1.6 </td><td> 11.8 </td><td> 28.1 </td></tr><tr><td> 9.0 </td><td> 7.4 </td><td> 25.1 </td></tr><tr><td> 18.0 </td><td> 5.6 </td><td> 20.7 </td></tr></tbody></table> טבלה 1. מקדמים שונים של שדות הזן. מקדמים שונים (CV) של שדות מתח פני השטח intimal המדגם בשני (YY ε) ההיקפי ו( xx ε) אורך כיוונים ברמות נבחרות של מתח היקפי הגלובלי יושם.

Watch this Scientific Journal Video about Using Digital Image Correlation to Characterize Local Strains on Vascular Tissue Specimens at JoVE.com

Using Digital Image Correlation to Characterize Local Strains on Vascular Tissue Specimens

באמצעות מתאם תמונה דיגיטלי לאפיין זנים מקומיים בדגימות רקמת כלי דם

We describe the use of digital image correlation to characterize the local surface strain field on vascular tissue samples subjected to uniaxial tensile testing. These measurements facilitate precise quantification of the sample mechanical response and the generation of constitutive stress-strain relations.

Characterization of the mechanical behavior of biological and engineered soft tissues is a central component of fundamental biomedical research and ...

using-digital-image-correlation-to-characterize-local-strains-on

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

9.4K Views.  University of South Carolina. We describe the use of digital image correlation to characterize the local surface strain field on vascular tissue samples subjected to uniaxial tensile testing. These measurements facilitate precise quantification of the sample mechanical response and the generation of constitutive stress-strain relations.

Video: Using Digital Image Correlation to Characterize Local Strains on Vascular Tissue Specimens

Isolation and Differentiation of Stromal Vascular Cells to Beige/Brite Cells

Brown adipocytes have the ability to uncouple the respiratory chain in mitochondria and dissipate chemical energy as heat. Development of UCP1-positive brown adipocytes in white adipose tissues (so called beige or brite cells) is highly induced by a variety of environmental cues such as chronic cold exposure or by PPAR&gamma; agonists, therefore, this cell type has potential as a therapeutic target for obesity treatment. Although most immortalized adipocyte lines cannot recapitulate the process of "browning" of white fat in culture, primary adipocytes isolated from stromal vascular fraction in subcutaneous white adipose tissue (WAT) provide a reliable cellular system to study the molecular control of beige/brite cell development. Here we describe a protocol for effective isolation of primary preadipocytes and for inducing differentiation to beige/brite cells in culture. The browning effect can be assessed by the expression of brown fat-selective markers such as UCP1.

Primary white preadipocytes isolated from white adipose tissues in mice can be differentiated into beige/brite cells. Presented here is a reliable cellular model system to study the molecular regulation of "browning" of white fat.

בידוד והתמיינות של תאי כלי דם לתאי סטרומה בז&#39;ים / Brite

Brown adipocytes have the ability to uncouple the  respiratory chain in mitochondria and dissipate chemical energy as heat.  Development of UCP1-positive ...

Easy Measurement of Diffusion Coefficients of EGFP-tagged Plasma Membrane Proteins Using k-Space Image Correlation Spectroscopy

Lateral diffusion and compartmentalization of plasma membrane proteins are tightly regulated in cells and thus, studying these processes will reveal new insights to plasma membrane protein function and regulation. Recently, k-Space Image Correlation Spectroscopy (kICS)1&#160;was developed to enable routine measurements of diffusion coefficients directly from images of fluorescently tagged plasma membrane proteins, that avoided systematic biases introduced by probe photophysics. Although the theoretical basis for the analysis is complex, the method can be implemented by nonexperts using a freely available code to measure diffusion coefficients of proteins. kICS calculates a time correlation function from a fluorescence microscopy image stack after Fourier transformation of each image to reciprocal (k-) space. Subsequently, circular averaging, natural logarithm transform and linear fits to the correlation function yields the diffusion coefficient. This paper provides a step-by-step guide to the image analysis and measurement of diffusion coefficients via kICS.
First, a high frame rate image sequence of a fluorescently labeled plasma membrane protein is acquired using a fluorescence microscope. Then, a region of interest (ROI) avoiding intracellular organelles, moving vesicles or protruding membrane regions is selected. The ROI stack is imported into a freely available code and several defined parameters (see Method section) are set for kICS analysis. The program then generates a &#34;slope of slopes&#34; plot from the k-space time correlation functions, and the diffusion coefficient is calculated from the slope of the plot. Below is a step-by-step kICS procedure to measure the diffusion coefficient of a membrane protein using the renal water channel aquaporin-3 tagged with EGFP as a canonical example.

This paper provides a step by step guide to the fluctuation analysis technique k-Space Image Correlation Spectroscopy (kICS) for measuring diffusion coefficients of fluorescently labeled plasma membrane proteins in live mammalian cells.

קל מדידה של מקדמי דיפוזיה של חלבונים בממברנה פלזמה מתויגים-EGFP באמצעות ספקטרוסקופיית מתאם תמונת k-Space

Lateral diffusion and compartmentalization of plasma membrane proteins are tightly regulated in cells and thus, studying these processes will reveal new ...

Measurement of mRNA Decay Rates in Saccharomyces cerevisiae Using rpb1-1 Strains

mRNA steady state levels vary depending on environmental conditions. Regulation of the steady state accumulation levels of an mRNA ensures that the correct amount of protein is synthesized for the cell&#8217;s specific growth conditions. One approach for measuring mRNA decay rates is inhibiting transcription and subsequently monitoring the disappearance of the already present mRNA. The rate of mRNA decay can then be quantified, and an accurate half-life can be determined utilizing several techniques. In S. cerevisiae, protocols that measure mRNA half-lives have been developed and include inhibiting transcription of mRNA using strains that harbor a temperature sensitive allele of RNA polymerase II, rpb1-1. Other techniques for measuring mRNA half-lives include inhibiting transcription with transcriptional inhibitors such as thiolutin or 1,10-phenanthroline, or alternatively, by utilizing mRNAs that are under the control of a regulatable promoter such as the galactose inducible promoter and the TET-off system. Here, we describe measurement of S. cerevisiae mRNA decay rates using the temperature sensitive allele of RNA polymerase II. This technique can be used to measure mRNA decay rates of individual mRNAs or genome-wide.

Measurement of mRNA Decay Rates in Saccharomyces cerevisiae Using rpb1-1 Strains

The steady state level of specific mRNAs is determined by the rate of synthesis and decay of the mRNA. Genome-wide mRNA degradation rates or the decay rates of specific mRNAs can be measured by determining mRNA half-lives. This protocol focuses on measurement of mRNA decay rates in Saccharomyces cerevisiae.

מדידת שיעורי ריקבון mRNA ב<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt; שימוש ב<em&gt; Rpb1-1</em&gt; זנים

mRNA steady state levels vary depending on environmental conditions. Regulation of the steady state accumulation levels of an mRNA ensures that the ...

Confocal Microscopy Reveals Cell Surface Receptor Aggregation Through Image Correlation Spectroscopy

Confocal microscopy provides an accessible methodology to capture sub-cellular interactions critical for the characterization and further development of pre-clinical agents labeled with fluorescent probes. With recent advancements in antibody based cytotoxic drug delivery systems, understanding the alterations induced by these agents within the realm of receptor aggregation and internalization is of critical importance. This protocol leverages the well-established methodology of fluorescent immunocytochemistry and the open source FIJI distribution of ImageJ, with its inbuilt autocorrelation and image mathematical functions, to perform spatial image correlation spectroscopy (ICS). This protocol quantitates the fluorescent intensity of labeled receptors as a function of the beam area of the confocal microscope. This provides a quantitative measure of the state of target molecule aggregation on the cell surface. This methodology is focused on the characterization of static cells with potential to expand into temporal investigations of receptor aggregation. This protocol presents an accessible methodology to provide quantification of clustering events occurring at the cell surface, utilizing well established techniques and non-specialized imaging apparatus.

Antibodies that bind to target receptors on the cell surface can confer conformation and clustering alterations. These dynamic changes have implications for characterizing drug development in target cells. This protocol utilizes confocal microscopy and image correlation spectroscopy through ImageJ/FIJI to quantify the extent of receptor clustering on the cell surface.

מיקרוסקופיה קונפוקלית מגלה התא קולטן משטח צבירת דרך התמונה המתאם ספקטרוסקופיה

Confocal microscopy provides an accessible methodology to capture sub-cellular interactions critical for the characterization and further development of ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for cartilage tissue engineering. MSCs from synovial fluid (SF-MSCs) have been considered promising candidates for articular regeneration, and their potential therapeutic benefit has made them an important research topic of late. SF-MSCs from the knee cavity of the New Zealand white rabbit can be employed as an optimized translational model to assess human regenerative medicine. By means of CD90-based magnetic activated cell sorting (MACS) technologies, this protocol successfully obtains rabbit SF-MSCs (rbSF-MSCs) from this rabbit model and further fully demonstrates the MSC phenotype of these cells by inducing them to differentiate to osteoblasts, adipocytes, and chondrocytes. Therefore, this approach can be applied in cell biology research and tissue engineering using simple equipment and procedures.

This article presents a simple and economic protocol for the straightforward isolation and purification of mesenchymal stem cells from New Zealand white rabbit synovial fluid.

מגנטי תא לפעיל על-מיון אסטרטגיות כדי לבודד ולטהר Synovial נגזר הנוזלים בתאי גזע Mesenchymal ממודל ארנב

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...

Micron-scale Phenotyping Techniques of Maize Vascular Bundles Based on X-ray Microcomputed Tomography

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a 'sample preparation protocol' for maize materials (i.e., stem, leaf, and root) suitable for ordinary microcomputed tomography (micro-CT) scanning. Based on high-resolution CT images of maize stem, leaf, and root, we describe two protocols for the phenotypic analysis of vascular bundles: (1) based on the CT image of maize stem and leaf, we developed a specific image analysis pipeline to automatically extract 31 and 33 phenotypic traits of vascular bundles; (2) based on the CT image series of maize root, we set up an image processing scheme for the three-dimensional (3-D) segmentation of metaxylem vessels, and extracted two-dimensional (2-D) and 3-D phenotypic traits, such as volume, surface area of metaxylem vessels, etc. Compared with traditional manual measurement of vascular bundles of maize materials, the proposed protocols significantly improve the efficiency and accuracy of micron-scale phenotypic quantification.

We provide a novel method to improve the X-ray absorption contrast of maize tissue suitable for ordinary microcomputed tomography scanning. Based on CT images, we introduce a set of image-processing workflows for different maize materials to effectively extract microscopic phenotypes of vascular bundles of maize.

טכניקות Phenotyping בקנה מידה מיקרון של חבילות וסקולריים תירס מבוסס על צילום רנטגן טומוגרפיה Microcomputed

It is necessary to accurately quantify the anatomical structures of maize materials based on high-throughput image analysis techniques. Here, we provide a ...

Using En Face Immunofluorescence Staining to Observe Vascular Endothelial Cells Directly

Aberrant changes in endothelial phenotype and morphology are considered to be initial events in the pathogenesis of atherosclerosis. Direct observation of the intact endothelium will provide valuable information for understanding the cellular and molecular events in the dysfunctional endothelial cells. Here, we describe a modified en face immunofluorescence staining technique which enables scientists to obtain clear images of the intact endothelial surface and analyze the molecule expression patterns in situ. The method is simple and reliable for observing the entire endothelial monolayer at different sites of the aorta. This technique may be a promising tool for understanding the pathophysiology of atherosclerosis, especially at an early stage.

Here, we present a protocol for immunofluorescence staining to observe the endothelial cells of the mouse aorta directly. This technique is useful when studying the cellular and molecular phenotype of endothelial cells in different flow patterns and in the development of atherosclerosis.

שימוש בפני הפנים הללו Immunofluorescence כתמים כדי להתבונן בתאי כלי דם אנדותל ישירות

Aberrant changes in endothelial phenotype and morphology are considered to be initial events in the pathogenesis of atherosclerosis. Direct observation of ...

Human Adipose Tissue Micro-fragmentation for Cell Phenotyping and Secretome Characterization

In the past decade, adipose tissue transplants have been widely used in plastic surgery and orthopaedics to enhance tissue repletion and/or regeneration. Accordingly, techniques for harvesting and processing human adipose tissue have evolved in order to quickly and efficiently obtain large amounts of tissue. Among these, the closed system technology represents an innovative and easy-to-use system to harvest, process, and re-inject refined fat tissue in a short time and in the same intervention (intra-operatively). Adipose tissue is collected by liposuction, washed, emulsified, rinsed and minced mechanically into cell clusters of 0.3 to 0.8 mm. Autologous transplantation of mechanically fragmented adipose tissue has shown remarkable efficacy in different therapeutic indications such as aesthetic medicine and surgery, orthopedic and general surgery. Characterization of micro-fragmented adipose tissue revealed the presence of intact small vessels within the adipocyte clusters; hence, the perivascular niche is left unperturbed. These clusters are enriched in perivascular cells (i.e., mesenchymal stem cell (MSC) ancestors) and in vitro analysis showed an increased release of growth factors and cytokines involved in tissue repair and regeneration, compared to enzymatically derived MSCs. This suggests that the superior therapeutic potential of microfragmented adipose tissue is explained by a higher frequency of presumptive MSCs and enhanced secretory activity. Whether these added pericytes directly contribute to higher growth factor and cytokine production is not known. This clinically approved procedure allows the transplantation of presumptive MSCs without the need for expansion and/or enzymatic treatment, thus bypassing the requirements of GMP guidelines, and reducing the costs for cell-based therapies.

Here, we present human adipose tissue enzyme-free micro-fragmentation using a closed system device. This new method allows the obtainment of sub-millimeter clusters of adipose tissue suitable for in vivo transplantation, in vitro culture, and further cell isolation and characterization.

מיקרו-הפיצול האנושי של רקמת אדיפוז לפנוטיפים של תאים ואפיון

In the past decade, adipose tissue transplants have been widely used in plastic surgery and orthopaedics to enhance tissue repletion and/or regeneration. ...

Divergence of Root Microbiota in Different Habitats based on Weighted Correlation Networks

The root microbiome plays an important role in plant growth and environmental adaptation. Network analysis is an important tool for studying communities, which can effectively explore the interaction relationship or co-occurrence model of different microbial species in different environments. The purpose of this manuscript is to provide details on how to use the weighted correlation network algorithm to analyze different co-occurrence networks that may occur in microbial communities due to different ecological environments. All analysis of the experiment is performed in the WGCNA package. WGCNA is an R package for weighted correlation network analysis. The experimental data used to demonstrate these methods were microbial community data from the NCBI (National Center for Biotechnology Information) database for three niches of the rice (Oryza sativa) root system. We used the weighted correlation network algorithm to construct co-abundance networks of microbial community in each of the three niches. Then, differential co-abundance networks among endosphere, rhizoplane and rhizosphere soil were identified. In addition, the core genera in network were obtained by the "WGCNA" package, which plays an important regulated role in network functions. These methods enable researchers to analyze the response of microbial network to environmental disturbance and verify different microbial ecological response theories. The results of these methods show that the significant differential microbial networks identified in the endosphere, rhizoplane and rhizosphere soil of rice.

Network analysis was applied to evaluate the association of various ecological microbial communities, such as soil, water and rhizosphere. Presented here is a protocol on how to use the WGCNA algorithm to analyze different co-occurrence networks that may occur in the microbial communities due to different ecological environments.

סטייה של מיקרוביוטה שורש בבתי גידול שונים המבוססת על רשתות מתאם משוקללים

The root microbiome plays an important role in plant growth and environmental adaptation. Network analysis is an important tool for studying communities, ...

Detection of Protein Aggregation using Fluorescence Correlation Spectroscopy

Protein aggregation is a hallmark of neurodegenerative disorders such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), Huntington's disease (HD), and so on. To detect and analyze soluble or diffuse protein oligomers or aggregates, fluorescence correlation spectroscopy (FCS), which can detect the diffusion speed and brightness of a single particle with a single molecule sensitivity, has been used. However, the proper procedure and know-how for protein aggregation detection have not been widely shared. Here, we show a standard procedure of FCS measurement for diffusion properties of aggregation-prone proteins in cell lysate and live cells: ALS-associated 25 kDa carboxyl-terminal fragment of TAR DNA/RNA-binding protein 43 kDa (TDP25) and superoxide dismutase 1 (SOD1). The representative results show that a part of aggregates of green fluorescent protein (GFP)-tagged TDP25 was slightly included in the soluble fraction of murine neuroblastoma Neuro2a cell lysate. Moreover, GFP-tagged SOD1 carrying ALS-associated mutation shows a slower diffusion in live cells. Accordingly, we here introduce the procedure to detect the protein aggregation via its diffusion property using FCS.

We here introduce a procedure to measure protein oligomers and aggregation in cell lysate and live cells using fluorescence correlation spectroscopy.

איתור צבירת חלבונים באמצעות ספקטרוסקופיית מתאם פלואורסצנטי

Protein aggregation is a hallmark of neurodegenerative disorders such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's ...