توصيف النشاط الحيوي للأنسجة لينة الإنسان عن طريق المسافة البادئة واختبار الشد

وقد نشرت عدة بروتوكولات الشد وتسنن لتوصيف الأنسجة الرخوة الإنسان. قدمنا ​​طريقة أخرى، والتي تهدف إلى أن تكون أكثر التشخيص وغير مدمرة. العينات قيد الاختبار الميكانيكي في هذا البروتوكول محدودة بسبب الحمل بدلا من التشرد، ومحولات الطاقة هي أكثر حساسية للتحميل من على النزوح. لذلك، يمكن نسخ التجربة تكون أكثر دقة في الأنسجة والمواد الاصطناعية. باستخدام هذه التقنية، لقد أثبتنا بروتوكول الشد لتقييم أنسجة الجلد، وبروتوكول المسافة البادئة لتحليل الأنسجة الغضروف. كلا البروتوكولين هي سهلة وبسيطة لتنفيذ ويمكن أخذها في الاعتبار لتوصيف الأنسجة الرخوة الإنسان ويبني الأنسجة المهندسة.

واحدة من الخطوات الحيوية للمنهجية للحصول على منحنى الإجهاد والاسترخاء مناسبة للتحليل هو التأكد من أن العينة لا تنزلق أثناء الاختبار. تثبيت الكافي اشتراطاتالطبعه، ولكن هذا يجب أن تكون متوازنة ضد تسبب أي إجهاد على العينات والتأكد من أن إندينتر هو عمودي على السطح لمنع أي تحميل القص. ومن الأهمية بمكان أن تكوين وكذلك حجم وشكل النسيج مماثلة بين العينات. لغضروف، من المهم جدا لاستخدام بروتوكول تشريح للتكرار وأبعاد العينة. للحصول على عينات الجلد، من المهم جدا لإزالة جميع الأنسجة تحت الجلد من أجل الحصول على عينة متكررة. ومن المهم أيضا أن يضمن لجميع العينات، والظروف عينة متطابقة، بما في ذلك الماء، ودرجة حرارة الغرفة، وعملية الذوبان، إذا كان ذلك مناسبا.

هناك بعض القيود على البروتوكولات المعروضة. وقد اقترحت الدراسات أن الخصائص تشوه الجلد والغضاريف وتعتمد على عينة توجه ^13. واعترف الجلد ليكون متباين الخواص بقدر ما يعود إلى القرن ^التاسع 19، مع انجر يتظاهرون في عام 1861 أن الجلد لديه خطوط الطبيعيةمن التوتر، ويشار إلى خطوط لانغر ^4. وهكذا، عندما تميز عينات الجلد، فإنه من المهم توجيه جميع العينات موازية أو عمودية على خطوط لانغر لتجنب إدخال تحيز منهجية ^4. يظهر الغضروف أيضا خصائص متباين الخواص ويحتوي على خطوط Hultkrantz، التي تعادل خطوط لانغر، وبالتالي فإن الغضروف يمكن أن تشوه مختلف وفقا للاتجاه الذي يتم تحميله ^{12 و 19.} وبالتالي، فمن المهم زيادة حجم العينة للسماح لاختبار الغضروف في اتجاهات مختلفة. كما تختلف خصائص النشاط الحيوي للأنسجة أيضا مع التقدم في السن ونوع الجنس، ينبغي إجراء دراسات مع لفيف المريض التمثيلية للحفاظ على صحة لإعداد سريرية. وعلاوة على ذلك، بعض البروتوكولات الميكانيكية تدعو شروط مسبقة، حيث يخضع الأنسجة تحميل دوري للتأكد من أن الأنسجة في حالة مستقرة لاختبار الميكانيكية لاحق ^20. ومع ذلك، فإن الآلية الدقيقة لصتجديد غير واضح والعدد الدقيق للدورات اللازمة لإنتاج استجابة متسقة وقابلة للتكرار يختلف في دراسات مختلفة ^20. الباحث أن تنظر أم لا تشمل شروط مسبقة بعد تقييم سبب لأداء اختبار النشاط الحيوي محددة ^20.

الجلد هو معقدة، مواد متعددة الطبقات، وتنقسم الى ثلاث طبقات رئيسية: البشرة، الأدمة، واللحمة ^4. وقد تم مؤخرا تقييم الخواص الميكانيكية للأنسجة الجلد باستخدام في التقييمات الجسم الحي ^(4). ومع ذلك، بروتوكولات اختبار الشد يمكن استخدامها لفهم الميكانيكا الحيوية البشرة من الجلد رفعه ^4. مثل هذه الاختبارات يمكن أن توفر معلومات لنمذجة العلاقات بين الإجهاد والانفعال، لأن الشروط الحدية يمكن تعريف ^4. عادة، في المختبر أنظمة اختبار تستخدم سلالات عالية لتوصيف المواد إلى الفشل، بينما في الجسم الحي استخدام أنظمةويتراوح الضغط المنخفض ^4. عند مقارنة قيم النشاط الحيوي للبشرة رفعه في التوتر، وهناك تفاوت كبير بين الدراسات المختلفة، بدءا 2،9 حتي 150 ميجا باسكال ^(4). ومن المتوقع اختلافات كبيرة بين المواد بسبب الاختلاف البيولوجي الطبيعي، ولكن الاختلافات في الأنظمة بروتوكول يمكن أيضا أن تزيد من تعقيد هذه الاختلافات البيولوجية الطبيعية. على سبيل المثال، فإن الاختلافات في معدلات التحميل بين البروتوكولات يسبب الاختلاف، وأكبر معدلات التحميل تسبب قتا أقل للسائل بالتدفق خارج، مما أدى إلى تصلب أعلى. وبروتوكولات إعداد والختان، والتعامل مع أنسجة الجلد أيضا أن يسبب اختلافات في الخصائص الميكانيكية ^4. هذا البروتوكول أظهرت لاختبار الجلد يوفر طريقة بديلة للباحثين لتوصيف أنسجة الجلد. أنها توفر بعض المزايا، بما في ذلك القدرة على التعرف على خصائص المرونة واللزجة من أنسجة الجلد في الاختبار الميكانيكي واحد، مما يسمح للمزيد من الفهم للجلدفي فترة قصيرة من الزمن. وعلاوة على ذلك، يمكن تطبيق نفس الاختبار لاستبدال الأنسجة المهندسة لتصنيع التركيبات مع خصائص النشاط الحيوي مماثلة الجلد الأصلي.

يوفر اختبار المسافة البادئة خيارا جذابا مقارنة اختبار ضغط محصورة لفهم الميكانيكا الحيوية للغضروف ^21. المسافة البادئة لديه القدرة على الحفاظ على هيكل الفسيولوجية للغضروف، وبالتالي توفر القيم التي تحاكي تلك عملية إعداد سريرية. باستخدام المسافة البادئة، فمن الممكن أيضا لاختبار الغضروف في حين لا تزال تعلق على العظام الكامنة. المسافة البادئة كما يسمح للاختبار الفسيولوجية الغضروف كما هو الحال في الجسم الحي. عندما تقترب سطحين الغضروف بعضها البعض، والحواف المحيطة مجال الاتصال "انتفاخ" بسبب المياه تحت منطقة التماس تشريدهم أفقيا بعد حدوث تشوه الضغط ^{17 و 21.} يجب أن تتم المسافة البادئة الغضروف مع فيdenter مع دائرة نصف قطرها أصغر من عينة الغضروف للسماح للانتفاخ مماثل. وينبغي أيضا أن يكون حجم إندينتر لا يقل عن 8 أضعاف حجم عينة للتأكد من أن الغضروف يتفاعل كما لو كانت جزءا من عينة غير محددة ^22. باستخدام إندينتر أصغر بكثير من نصف قطر قطر عينة يزيل أي آثار حافة الحالية في إنشاء العينة. وبالإضافة إلى ذلك، المسافة البادئة تتجنب الأخطاء التجريبية المحتملة الناجمة عن اختبار عيوب الغضروف التالف عن طريق استخراج عينة. تسنن أيضا لا ينطوي على إعداد نموذج عميق، مثل ضغط محصورة، والسماح، وقطع رقيقة صغيرة من الغضروف لفحصها ^{17 و 21.} وعلاوة على ذلك، فإن هذه الطريقة غير المدمرة المسافة البادئة يعني أن لديها إمكانية تطبيقها في إعداد سريرية حيث تم تنفيذ أداة تشخيصية بعد دراسات المصادقة والتحقق.

هناك افتراضات رئيسية مع تسنن أن المستخدم يجب أن تضمن لappropالنتائج riate. وهناك شرط الحدود الحرجة في تحميل تسنن تتطلب اتصال دائم بين إندينتر وسطح الغضروف (أي أن السطح لا تشوه بعيدا عن إندينتر) ^{23، 24.} ويشمل المسافة البادئة تحميل أيضا شرط الحدود يفترض أن الاتصال بين سطح الغضروف وإندينتر هو غير المدمرة (أي أن إندينتر على اتصال مع السطح ولكن لا تمر عبر السطح؛ لا ينبغي أن تفشل سطح الغضروف تحت إندينتر) ^25-26. وقد أظهرت الدراسات أن هذا الشرط الحدود يمكن التحقق من خلال استخدام الحبر الهند، الذي سيكون وصمة عار المناطق المتضررة عند تطبيقها على سطح الغضروف ^{25 و 26.} تفترض شرط الحدود أيضا أن إندينتر يضغط الغضروف عمودي على سطح العينة. اتجاه عمودي للضغط هو كوند الحدود المهمition بسبب ضغط في زاوية، وخاصة في حالة استخدام التحميل الدوري، قد تسبب الانزلاق، والتي ربما تتسبب مكونات القص وتغيير تحميل الميكانيكية. قد تكون هذه الحالة من خلال تركيب معدات اختبار دقيق يصل.

بعد أن تم تحسين البروتوكولات تلخيص لالأنسجة اللينة من الفائدة، سيكون من المفيد للباحثين للنظر في الاختبار الديناميكي من الأنسجة من الاهتمام. تحميل دوري المناسب من العينات يجب أن تحاكي حدود فسيولوجية طبيعية والسلوك، مثل محاكاة المشي أو غيرها من الحركات المتكررة ^(27). وخلاصة القول، يبين هذا التقرير بسيطة بروتوكولات الاختبار الميكانيكي لتقييم الأنسجة البشرية. وتنفيذ هذه البروتوكولات توفير معلومات أساسية عن خصائص النشاط الحيوي للأنسجة، مما يبني الأنسجة المهندسة لتقليد أفضل أنسجة الأم.