Mèsi paske w vizite Nature.com.W ap itilize yon vèsyon navigatè ak sipò CSS limite.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w sèvi ak yon navigatè ki ajou (oswa enfim mòd konpatibilite nan Internet Explorer).Anplis de sa, asire sipò kontinyèl, nou montre sit la san estil ak JavaScript.
Montre yon Carousel twa glisad alafwa.Sèvi ak bouton Previous ak Next pou deplase nan twa glisad alafwa, oswa itilize bouton kurseur nan fen a pou w deplase nan twa glisad nan yon moman.
Limitasyon idrojèl fib nan kapilè etwat se yon gwo enpòtans nan sistèm byolojik ak byomedikal.Tansyon ak konpresyon uniaxial nan idrogel fib yo te etidye anpil, men repons yo nan retansyon biaxial nan kapilè rete enkonu.Isit la, nou demontre eksperimantal ak teyorikman ke jèl filaman reponn kalitatif yon fason diferan nan kontrent pase jèl chèn fleksib akòz asimetri a nan pwopriyete yo mekanik nan filaman yo konstitiyan, ki se mou nan konpresyon ak rèd nan tansyon.Anba retansyon fò, jèl fib la montre ti elongasyon ak yon diminisyon asymptotic nan rapò biaxial Poisson a zewo, sa ki lakòz gwo konpaksyon jèl ak pòv pèmeyasyon likid nan jèl la.Rezilta sa yo endike rezistans nan tronbi oklizif lonje nan liz pa ajan ki ka geri epi ankouraje devlopman nan embolizasyon endovaskilè efikas soti nan jèl fib yo sispann senyen vaskilè oswa anpeche rezèv san an nan timè.
Rezo fib yo se eleman debaz estriktirèl ak fonksyonèl nan tisi ak selil k ap viv yo.Aktin se yon eleman enpòtan nan sitoskelèt la1;fibrin se yon eleman kle nan gerizon blesi ak fòmasyon tronb2, ak kolagen an, elastin ak fibronectin se eleman nan matris la ekstraselilè nan wayòm bèt la3.Rezo refè biopolymers fibre yo te vin materyèl ak aplikasyon lajè nan jeni tisi4.
Rezo filaman reprezante yon klas separe nan matyè byolojik mou ak pwopriyete mekanik ki diferan de rezo molekilè fleksib5.Kèk nan pwopriyete sa yo te evolye nan kou evolisyon pou kontwole repons matyè byolojik yo nan deformation6.Pou egzanp, rezo fib montre elastisite lineyè nan ti tansyon7,8 pandan ke nan tansyon gwo yo montre ogmante rèd9,10, kidonk kenbe entegrite tisi yo.Enplikasyon yo pou lòt pwopriyete mekanik nan jèl fib, tankou estrès negatif nòmal an repons a souch taye 11,12, poko dekouvri.
Pwopriyete mekanik semi-fleksib idrogel fibre yo te etidye anba tansyon uniaxial13,14 ak compression8,15, men libète-induit konpresyon biaxial yo nan kapilè etwat oswa tib pa te etidye.Isit la nou rapòte rezilta eksperimantal ak teyorikman pwopoze yon mekanis pou konpòtman idwojèl fib anba retansyon biaxial nan chanèl mikrofluidik.
Mikrogel fibrin ak divès rapò konsantrasyon fibrinogen ak tronbin ak yon dyamèt D0 ki sòti nan 150 a 220 µm yo te pwodwi lè l sèvi avèk yon apwòch mikrofluidik (figi siplemantè 1).Sou fig.1a montre imaj mikwojèl ki gen etikèt fluorokrom yo jwenn lè l sèvi avèk mikwoskòp fluoresans konfokal (CFM).Mikrogel yo se esferik, gen yon polidispèsi ki mwens pase 5%, epi yo inifòm nan estrikti atravè echèl yo egzamine pa CFM (Enfòmasyon Siplemantè ak fim S1 ak S2).Gwosè pò an mwayèn nan microgels yo (detèmine pa mezire Darcy permeability16) diminye soti nan 2280 a 60 nm, kontni an fibrin ogmante soti nan 5.25 a 37.9 mg / mL, ak konsantrasyon nan tronbin diminye soti nan 2.56 a 0.27 inite / mL, respektivman.(Enfòmasyon adisyonèl).Diri.2), 3 ak tablo siplemantè 1).Rèd ki koresponn nan mikrojèl la ogmante soti nan 0.85 a 3.6 kPa (figi siplemantè 4).Kòm egzanp jèl ki fòme nan chèn fleksib, yo itilize mikwojèl agarose ki gen plizyè rèd.
Imaj mikwoskospi fliyoresan nan fluorescein isothiocyanate (FITC) ki make PM sispann nan TBS.Echèl ba a se 500 µm.b Imaj SEM nan SM (anwo) ak RM (anba).Ba echèl 500 nm.c Dyagram eskematik yon kanal mikrofluidik ki gen yon gwo kanal (dyamèt dl) ak yon rejyon ki gen fòm yon kòn etwat ak yon ang antre α 15° ak yon dyamèt dc = 65 µm.d Agòch a dwat: Imaj mikwoskòp optik RM (dyamèt D0) nan gwo chanèl, zòn konik ak konstriksyon (limite longè jèl Dz).Echèl ba a se 100 µm.e, f TEM imaj nan yon RM endefòme (e) ak yon RM occluded (f), fiks pou yon èdtan ak konstriksyon 1 / λr = 2.7, ki te swiv pa lage ak fikse nan 5% nan mas la.glutaraldehyde nan TBS.Dyamèt CO ki pa defòme a se 176 μm.Ba echèl la se 100 nm.
Nou konsantre sou microgels fibrin ak yon dureté de 0.85, 1.87 ak 3.6 kPa (apwe sa refere li kòm mikwòb mou (SM), mwayen di mikwogel (MM) ak mikwogel difisil (RM), respektivman.Ranje sa a nan rèd jèl fibrin se nan menm lòd la nan grandè kòm pou boul san yo 18,19 e pakonsekan jèl fibrin yo etidye nan travay nou an gen rapò dirèkteman ak sistèm byolojik reyèl.Sou fig.1b montre imaj anwo ak anba estrikti SM ak RM yo jwenn lè l sèvi avèk yon mikwoskòp elektwon (SEM), respektivman.Konpare ak estrikti RM, rezo SM yo fòme pa fib pi epè ak mwens pwen branch, ki konsistan avèk rapò pi bonè 20, 21 (Siplemantè Fig. 5).Diferans nan estrikti idrojèl la korelasyon ak tandans nan pwopriyete li yo: pèmeyabilite nan jèl la diminye ak diminye gwosè pò soti nan SM a MM ak RM (Tablo Siplemantè 1), ak rèd nan jèl la ranvèse.Pa gen okenn chanjman nan estrikti microgel yo te note apre depo nan 4 ° C pou 30 jou (Siplemantè Fig. 6).
Sou fig.1c montre yon dyagram nan yon chanèl mikrofluidik ak yon koup transvèsal sikilè ki genyen (de goch a dwat): yon gwo kanal ki gen yon dyamèt dl kote mikwojèl la rete enfòme, yon seksyon ki gen fòm yon kòn ak yon rediksyon an dyamèt dc < D0, yon kòn. -ki gen fòm seksyon ak gwo chanèl ak yon dyamèt dl (Siplemantè Figi 7).Nan yon eksperyans tipik, mikwojèl yo te enjekte nan chanèl mikrofluid nan yon gout presyon pozitif ΔP nan 0.2-16 kPa (Siplemantè Figi 8).Ranje presyon sa a koresponn ak tansyon biyolojik enpòtan (120 mm Hg = 16 kPa)22.Sou fig.1d (de goch a dwat) montre imaj reprezantan RM nan gwo chanèl, zòn konik ak konstriksyon.Mouvman ak fòm mikrojèl la te anrejistre ak analize lè l sèvi avèk pwogram MATLAB la.Li enpòtan pou sonje ke nan rejyon yo diminye ak konstriksyon, mikwojèl yo an kontak konfòm ak mi yo nan microchannels yo (Siplemantè Fig. 8).Degre retansyon radial mikwojèl la nan rediksyon D0/dc = 1/λr se nan seri a 2.4 ≤ 1/λr ≤ 4.2, kote 1/λr se rapò a konpresyon.Mikrogel a pase nan kontraksyon lè ΔP > ΔPtr, kote ΔPtr se diferans presyon translokasyon an.Longè ak gwosè porositë mikwojèl biaxially contrainte yo detèmine pa eta ekilib yo, paske li trè enpòtan pou pran an kont viskoelastisite jèl nan sistèm byolojik yo.Tan an ekilib pou agarose ak fibrin microgels te 10 min ak 30 min, respektivman.Apre entèval tan sa yo, mikwojèl limite yo te rive nan pozisyon ki estab ak fòm yo, ki te kaptire lè l sèvi avèk yon kamera gwo vitès epi analize lè l sèvi avèk MATLAB.
Sou fig.1e, 1f montre imaj transmisyon mikwoskopi elektwonik (TEM) nan estrikti RM ki pa defòme ak biaxially limite.Apre konpresyon RM, gwosè pò a microgel siyifikativman diminye ak fòm yo te vin anisotropik ak pi piti gwosè nan direksyon konpresyon, ki konsistan avèk yon rapò pi bonè 23 .
Konpresyon biaxial pandan kontraksyon lakòz mikrojèl la alonje nan yon direksyon san limit ak yon koefisyan λz = \({D}_{{{{{{{\rm{z}}}}}}}/\({D }_ { 0}\) , kote \({D}_{{{{({\rm{z}}}}}}}}\) se longè mikwojèl fèmen Figi 2a montre chanjman nan λzvs .1/ λr. pou fibrin ak agarose microgels.Etonan, anba konpresyon fò nan 2.4 ≤ 1/λr ≤ 4.2, fibrin microgels montre yon elongasyon neglijab nan 1.12 +/- 0.03 λz, ki se sèlman yon ti kras afekte pa valè a nan 1/λr la. microgels agarose limite, ki obsève menm nan konpresyon pi fèb 1/λr = 2.6 nan yon elongasyon pi gwo λz = 1.3.
a Agarose microgel eksperyans ak diferan modil elastik (2.6 kPa, vèt dyaman louvri; 8.3 kPa, sèk mawon louvri; 12.5 kPa, kare zoranj louvri; 20.2 kPa, magenta louvri triyang envèse) ak SM (solid wouj) Chanjman nan elongasyon mezire λz ( ti sèk), MM (kare nwa solid) ak RM (triyang ble solid).Liy solid yo montre λz teyorikman prevwa pou agarose (liy vèt) ak mikrojèl fibrin (liy ak senbòl ki gen menm koulè).b, c Top panèl: chema dyagram nan chenn rezo nan agarose (b) ak fibrin (c) anvan (gòch) ak apre (adwat) konpresyon biaxial.Anba: Fòm rezo ki koresponn lan anvan ak apre deformation.Direksyon konpresyon x ak y yo endike pa flèch magenta ak mawon, respektivman.Nan figi ki anwo a, yo montre chenn rezo ki oryante nan direksyon x ak y sa yo ak liy magenta ak mawon ki koresponn yo, epi chenn ki oryante nan yon direksyon z abitrè yo reprezante pa liy vèt.Nan jèl fibrin (c), liy yo koulè wouj violèt ak mawon nan direksyon x ak y pliye plis pase nan eta a endefòme, ak liy vèt yo nan direksyon z pliye ak detire.Tansyon ki genyen ant direksyon konpresyon ak tansyon transmèt atravè fil ak direksyon entèmedyè.Nan jèl agarose, chenn yo nan tout direksyon detèmine presyon osmotik la, ki fè yon kontribisyon enpòtan nan deformation jèl la.d Chanjman prevwa nan rapò biaxial Poisson a, } }^{{{{{\rm{eff}}}}}}} =-{{{{{\rm{ln}}}}}}{\lambda }_{ z}/{{{{{ {{ \rm{ln}}}}}}{\lambda }_{r}\ ), pou konpresyon ekibaksyal jèl agaroz (liy vèt) ak fibrin (liy wouj).Inset la montre deformation biaxial nan jèl la.e Chanjman presyon translokasyon ΔPtr, nòmalize a jèl rèd S, trase kòm yon fonksyon rapò konpresyon pou agarose ak fibrin mikrojèl.Koulè senbòl yo koresponn ak koulè ki nan (a).Liy vèt ak wouj yo dekri relasyon teyorik ant ΔPtr/S ak 1/λr pou jèl agaroz ak fibrin, respektivman.Pati tirè nan liy wouj la montre ogmantasyon nan ΔPtr anba konpresyon fò akòz entèraksyon interfiber.
Diferans sa a asosye ak diferan mekanis deformation nan rezo fibrin ak agarose microgel, ki konpoze de fil fleksib24 ak rijid25, respektivman.Konpresyon biaxial nan jèl fleksib mennen nan yon diminisyon nan volim yo ak yon ogmantasyon asosye nan konsantrasyon ak presyon osmotik, ki mennen nan yon elongasyon nan jèl la nan yon direksyon san limit.Elongasyon final la nan jèl la depann sou balans lan nan yon ogmantasyon nan enèji nan entropic gratis nan chenn yo lonje ak yon diminisyon nan enèji a gratis nan osmoz akòz konsantrasyon nan polymère ki pi ba nan jèl la lonje.Anba gwo konpresyon biaxial, elongasyon jèl la ogmante ak λz ≈ 0.6 \({{\lambda}_{{{\rm{r}}}}^{-2/3}}\) (gade Fig. 2a nan diskisyon seksyon 5.3.3).Figi yo montre chanjman konformasyon yo nan chenn fleksib ak fòm rezo korespondan yo anvan ak apre retansyon biaxial.2b.
Kontrèman, jèl fib tankou fibrin nannan reponn yon fason diferan nan retansyon biaxial.Filaman yo oryante majorite paralèl ak direksyon konpresyon flex (kidonk diminye distans ki genyen ant kwa-lyen yo), pandan y ap filaman yo majorite pèpandikilè ak direksyon konpresyon dwat epi detire anba aksyon an nan fòs elastik la, sa ki lakòz jèl la long ( Fig. 1).2c) Estrikti SM, MM ak RM ki pa defòme yo te karakterize pa analize imaj SEM ak CFM yo (Diskisyon Siplemantè Seksyon IV ak Figi Siplemantè 9).Lè w detèmine modil elastik (E), dyamèt (d), longè pwofil (R0), distans ant pwent (L0 ≈ R0) ak ang santral (ψ0) fil yo nan mikrojèl fibrin ki pa defòme (Tablo Siplemantè 2) - 4), nou jwenn modil koube fil \({k}_{{{{{{\rm{b)))))))))}=\frac{9\pi E{d}^{4} } {4 {\psi } _{0}^{2}{L}_{0}}\) siyifikativman mwens pase modil rupture li yo\({k}_{{{{{{{\rm{s}}}} } }} }}=E\frac{\pi {d}^{2}{R}_{0}}{4}\), kidonk kb/ks ≈ 0.1 (Tablo Siplemantè 4).Kidonk, nan kondisyon retansyon jèl biaxial, fil fibrin yo fasil koube, men reziste etann.Yo montre elongasyon yon rezo filaman ki sibi konpresyon biaxial nan Figi Siplemantè 17.
Nou devlope yon modèl afine teyorik (Diskisyon Siplemantè Seksyon V ak Figi Siplemantè 10–16) kote yo detèmine elongasyon yon jèl fib apati ekilib lokal fòs elastik ki aji nan jèl la epi li predi ke nan yon gwo souch biaxial λz - 1 anba kontrent la
Ekwasyon (1) montre ke menm anba konpresyon fò (\({\lambda }_{{{\mbox{r))))\,\to \,0\)) gen yon ti ekspansyon jèl ak deformation elongasyon ki vin apre. saturation λz–1 = 0.15 ± 0.05.Konpòtman sa a gen rapò ak (i) \({\left({k}_{{{{({\rm{b}}}}}}}}}/{k}_{{{{{{\rm {s }}}}}}\right)}^{1/2}\) ≈ 0.15−0.4 epi (ii) tèm ki nan parantèz kare apwoche asymptotik \(1{{\mbox{/}}} \sqrt { 3 }\) pou lyezon biaxial fò. Li enpòtan sonje ke prefaktè \({\left({k}_{({\mbox{b)))))/{k}_{({\mbox{ s))))\right)}^{1/ 2 }\) pa gen anyen fè ak rèd fil E la, men li detèmine sèlman pa rapò aspè fil d/L0 ak ang santral arc la. ψ0, ki sanble ak SM, MM ak RM (Tablo Siplemantè 4).
Pou plis mete aksan sou diferans ki genyen nan souch libète-induit ant jèl fleksib ak filaman, nou prezante rapò biaxial Poisson a \({\nu }_{{{({\rm{b)))))) }{{\ mbox { =}}}\,\mathop{{\lim}}\limits_{{\lambda}_{{{{({\rm{r}}}}}}}\to 1}\ frac{{\ lambda } _{ {{{{\rm{z}}}}}}-1}{1-{\lambda }_{{({\rm{r}}}}}}}}}, \) dekri yon san limit oryantasyon souch jèl an repons a souch egal nan de direksyon radial, epi pwolonje sa a nan gwo tansyon inifòm \ rm{b }}}}}}}}^{{{{{\rm{eff}}}}}}} }}=-{{{{{\rm{ln}}}}}}} }{ \lambda } _{z} /{{{({\rm{ln)))))))}{\lambda }_{{{({\rm{r)))))))))}\) .Sou fig.2d montre \({{{{{{\rm{\nu }}}}}}}_{{{({\rm{b}}}}}}}}^{{{ {{\rm { eff }}}}}}}\) pou konpresyon inifòm biaxial nan jèl fleksib (tankou agaroz) ak rijid (tankou fibrin) (Diskisyon siplemantè, Seksyon 5.3.4), epi mete aksan sou relasyon ki genyen ant gwo diferans nan repons nan prizon an. Pou jèl agaroz anba gwo restriksyon {\rm{eff}}}}}}}\) ogmante nan valè asenptotik 2/3, epi pou jèl fibrin li diminye a zewo, depi lnλz/lnλr → 0, depi λz ogmante ak saturation kòm λr ogmante.Remake byen ke nan eksperyans, mikwojèl esferik fèmen defòme inhomogeneously, ak pati santral yo fè eksperyans konpresyon pi fò;sepandan, ekstrapolasyon nan yon gwo valè de 1/λr fè li posib yo konpare eksperyans la ak teyori a pou jèl inifòm defòme.
Yon lòt diferans nan konpòtman jèl chèn fleksib ak jèl filaman yo te jwenn akòz mouvman yo sou kontraksyon.Presyon translokasyon ΔPtr, nòmalize nan rèd jèl S, ogmante ak ogmante konpresyon (figi 2e), men nan 2.0 ≤ 1/λr ≤ 3.5, fibrin microgels te montre siyifikativman pi ba valè ΔPtr/S desann pandan kontraksyon.Retansyon microgel agarose mennen nan yon ogmantasyon nan presyon osmotik, ki mennen nan etann nan jèl la nan direksyon longitudinal kòm molekil yo polymère yo lonje (figi 2b, bò gòch) ak yon ogmantasyon nan presyon translokasyon pa ΔPtr / S ~( 1/λr)14/317.Okontrè, fòm microgels fibrin fèmen yo detèmine pa balans enèji fil konpresyon radial ak tansyon longitudinal, ki mennen nan deformation longitudinal maksimòm λz ~\(\sqrt{{k}_{{{ {{ { \rm{ b)))))))} /{k}_{{{{{{{\rm{s}}}}}}}}}\).Pou 1/λr ≫ 1, chanjman nan presyon translokasyon an echèl kòm 1 }{{{({\rm{ln))))))\left({{\lambda }}_{{{{{{\rm {r} }}}}}}}^{{-} 1} \right)\) (Diskisyon Siplemantè, Seksyon 5.4), jan liy wouj solid nan Fig. 2e montre.Kidonk, ΔPtr se mwens contrainte pase nan jèl agarose.Pou konpresyon ak 1 / λr> 3.5, yon ogmantasyon siyifikatif nan fraksyon nan volim nan filaman ak entèraksyon an nan filaman vwazen limite plis deformation nan jèl la ak mennen nan devyasyon nan rezilta eksperimantal nan prediksyon (liy pwentiye wouj nan Fig. 2e).Nou konkli ke pou menm 1/λr ak Δ\({P}_{{{{{{{\rm{tr}}}}}}}}_{{{{\rm{fibrin}}})) } }}}\) < ΔP < Δ\({P}_{{{{{{{\rm{tr))))))}}}}_{{{{\rm{agawoz}} }} } } } }}\) microchannel la ap kaptire jèl agaroz la, epi jèl fibrin ki gen menm rèd la ap pase ladan l.Pou ΔP <Δ\({P}_{{{{{{\rm{tr))))))))))_{{{{{\rm{fibrin)))))))))}\ ), De tou de jèl pral bloke kanal la, men jèl fibrin la pral pouse pi fon ak konpresyon pi efikas, bloke koule likid pi efikas.Rezilta yo montre nan Figi 2 demontre ke jèl fib la ka sèvi kòm yon ploge efikas pou diminye senyen oswa anpeche rezèv san an nan timè.
Nan lòt men an, fibrin fòme yon echafodaj kayo ki mennen nan tronboembolism, yon kondisyon patolojik nan ki yon tronbis occlude yon veso nan ΔP < ΔPtr, tankou nan kèk kalite konjesyon serebral ischemik (Fig. 3a).Pi fèb restriksyon pwovoke elongasyon nan microgels fibrin te lakòz yon ogmantasyon pi fò nan konsantrasyon fibrin nan C/C fibrinogen konpare ak jèl chèn fleksib, kote C ak C fibrinogen yo restriksyon ak endefòme microgels, respektivman.Konsantrasyon polymère nan jèl la.Figi 3b montre ke fibrinogen C / C nan SM, MM, ak RM ogmante plis pase sèt-pliye nan 1 / λr ≈ 4.0, kondwi pa restriksyon ak dezidratasyon (figi siplemantè 16).
Ilistrasyon chematik nan okluzyon nan atè serebral presegondè a nan sèvo a.b Restriksyon-medyatè ogmantasyon relatif nan konsantrasyon fibrin nan obstructive SM (solid ti sèk wouj), MM (solid kare nwa), ak RM (solid ble triyang).c Konsepsyon eksperimantal yo itilize pou etidye klivaj jèl fibrin ki genyen restriksyon yo.Yo te enjekte yon solisyon tPA ki gen etikèt fluorescent nan TBS nan yon pousantaj koule 5.6 × 107 µm3/s ak yon gout presyon adisyonèl nan 0.7 Pa pou chanèl ki sitiye pèpandikilè ak aks long nan mikwochanèl prensipal la.d Imaj mikwoskopik miltichanèl rezime MM obstriktif (D0 = 200 µm) nan Xf = 28 µm, ΔP = 700 Pa ak pandan divize.Liy pwenti vètikal yo montre pozisyon inisyal bor dèyè ak antérieure MM nan tlys = 0. Koulè vèt ak woz koresponn ak FITC-dextran (70 kDa) ak tPA ki make ak AlexaFluor633, respektivman.e Volim relatif ki varye nan tan an nan RM ki fèmen ak D0 nan 174 µm (ble triyang louvri envèse), 199 µm (triyang ble louvri), ak 218 µm (triyang ble louvri), respektivman, nan yon mikwochanèl konik ak Xf = 28 ± 1 µm.seksyon yo gen ΔP 1200, 1800, ak 3000 Pa, respektivman, ak Q = 1860 ± 70 µm3/s.Ankadreman an montre RM (D0 = 218 µm) konekte mikwochanèl la.f Varyasyon tan volim relatif SM, MM oswa RM mete nan Xf = 32 ± 12 µm, nan ΔP 400, 750 ak 1800 Pa ak ΔP 12300 Pa ak Q 12300 nan rejyon konik mikwochanèl la, respektivman 2400 ak µm3860. /s.Xf reprezante pozisyon devan mikrojèl la epi detèmine distans li depi nan kòmansman kontraksyon an.V(tlys) ak V0 se volim tanporè mikwojèl lysed la ak volim mikwojèl san twouble a, respektivman.Koulè karaktè yo koresponn ak koulè nan b.Flèch nwa sou e, f koresponn ak dènye moman tan anvan pasaj mikwojèl nan mikwochanèl la.Ba echèl la nan d, e se 100 µm.
Pou mennen ankèt sou efè restriksyon sou rediksyon koule likid atravè jèl fibrin obstriktif, nou etidye liz SM, MM, ak RM enfiltre ak activateur plasminojèn tisi ajan tronbolitik (tPA).Figi 3c montre konsepsyon eksperimantal yo itilize pou eksperyans liz yo. Nan ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) ak yon pousantaj koule, Q = 2400 μm3 / s, nan Tris-tampon saline (TBS) melanje ak 0.1 mg / mL nan (fluorescein isothiocyanate) FITC-Dextran, mikwojèl la occluded mikwochanèl la rejyon an. Nan ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) ak yon pousantaj koule, Q = 2400 μm3 / s, nan Tris-tampon saline (TBS) melanje ak 0.1 mg / mL nan (fluorescein isothiocyanate) FITC-Dextran, mikwojèl la occluded mikwochanèl la rejyon an. При ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока, Q = 2400 мкм3/с, трис-буферного солевого раствого растого солевого раство, скорости потока, сорости потока, сороство л (флуоресцеинизотиоцианата) FITC-декстрана, микрогель перекрывал сужающийся микроканал. Nan ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) ak yon pousantaj koule, Q = 2400 µm3 / s, nan Tris tampon saline (TBS) melanje ak 0.1 mg / mL (fluorescein isothiocyanate) FITC-dextran, mikwojèl la occluded mikwochanèl konvèje a.rejyon an.在ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) 和流速Q = 2400 μm3/s 的Tris 缓冲盐水(TBS) 与0.1 mg/mL 的（异硫氰（异硫氰（异硫氡异硫氠酉混合时，微凝胶堵塞了锥形微通道地区。在ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) 和流速Q = 2400 μm3/s了锥形微通道地区。 Микрогели закупориваются при смешивании трис-буферного солевого раствора (TBS) с 0,1 мешивании трис-буферного солевого раствора (TBS) с 0,1 мг/мони т) FITC-декстрана при ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока Q = 2400 мкм3/с Конические областова областов. Microgels ploge lè Tris tampon saline (TBS) te melanje ak 0.1mg/mL (fluorescein isothiocyanate) FITC-dextra nan ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) ak pousantaj koule Q = 2400 µm3/s Rejyon konik nan microchannels.Pozisyon an devan Xf nan mikrojèl la detèmine distans li soti nan pwen kontraksyon inisyal la X0.Pou pwovoke lysis, yo te enjekte yon solisyon tPA fluorescent nan TBS ki soti nan yon kanal ki chita orthogonalman aks long mikwochanèl prensipal la.
Lè solisyon tPA a te rive nan MM okluzal la, kwen dèyè mikwojèl la te vin twoub, sa ki endike ke klivaj fibrin te kòmanse nan moman tlys = 0 (Fig. 3d ak Figi Siplemantè 18).Pandan fibrinoliz, tPA ki make koloran akimile andedan MM la epi li mare nan fil fibrin, ki mennen nan yon ogmantasyon gradyèl nan entansite koulè woz mikrogel yo.Nan tlys = 60 min, kontra MM yo akòz yap divòse nan pati dèyè li yo, ak pozisyon nan kwen dirijan li Xf chanje ti kras.Apre 160 min, MM fòtman kontrakte a te kontinye kontra, ak nan tlys = 161 min, li te sibi kontraksyon, kidonk retabli koule likid nan mikrochanèl la (figi 3d ak Figi siplemantè 18, kolòn dwat).
Sou fig.3e montre diminisyon nan volim V (tlys) ki depandan nan tan liz-medyatè nòmalize a volim inisyal V0 nan mikwojèl fibrin diferan gwosè.CO ak D0 174, 199, oswa 218 µm yo te mete nan yon mikwochanèl ak ΔP 1200, 1800, oswa 3000 Pa, respektivman, ak Q = 1860 ± 70 µm3/s pou bloke mikwochanèl la (figi 3e, inset).nitrisyon.Microgels yo piti piti retresi jiskaske yo piti ase pou pase nan chanèl yo.Yon diminisyon nan volim kritik CO ak yon pi gwo dyamèt inisyal mande pou yon tan liz pi long.Akòz koule nan menm jan an nan diferan gwosè RMs, klivaj rive nan menm vitès la, sa ki lakòz dijesyon nan pi piti fraksyon nan pi gwo RM yo ak translokasyon reta yo.Sou fig.3f montre rediksyon relatif nan V(tlys)/V0 akòz divize pou SM, MM, ak RM nan D0 = 197 ± 3 µm trase kòm yon fonksyon de tlys.Pou SM, MM ak RM, mete chak mikwojèl nan yon mikwochanèl ak ΔP 400, 750 oswa 1800 Pa ak Q 12300, 2400 oswa 1860 µm3/s, respektivman.Malgre ke presyon an te aplike nan SM a te 4.5 fwa pi ba pase sa yo ki nan RM a, koule nan SM a te plis pase sis fwa pi fò akòz pèmeyabilite ki pi wo nan SM a, ak kontraksyon nan mikrojèl la diminye soti nan SM a MM ak RM. .Pou egzanp, nan tlys = 78 min, SM sitou fonn ak deplase, pandan y ap MM ak PM kontinye bouche microchannels yo, malgre kenbe sèlman 16% ak 20% nan volim orijinal yo, respektivman.Rezilta sa yo sijere enpòtans ki genyen nan liz konveksyon-medyatè nan jèl fib konstriksyon ak korelasyon ak rapò sou pi vit dijesyon nan boul ak pi ba kontni fibrin.
Kidonk, travay nou an demontre eksperimantalman ak teyorikman mekanis nan ki jèl filaman yo reponn a anprizònman biaxial.Se konpòtman an nan jèl fib nan yon espas limite detèmine pa asimetri a fò nan enèji nan souch nan filaman yo (mou nan konpresyon ak difisil nan tansyon) epi sèlman pa rapò a aspè ak koube nan filaman yo.Reyaksyon sa a rezilta nan elongasyon minim nan jèl fib ki genyen nan kapilè etwat, rapò biaxial Poisson a diminye ak ogmante konpresyon ak mwens limyè ti presyon.
Depi kontenisyon biaxial nan patikil mou deformable yo itilize nan yon pakèt domèn teknoloji, rezilta nou yo ankouraje devlopman nan nouvo materyèl fib.An patikilye, retansyon biaxial nan jèl filaman nan kapilè etwat oswa tib mennen nan konpaksyon fò yo ak yon diminisyon byen file nan pèmeyabilite.Anpèchman fò nan koule likid nan jèl fib oklizif gen avantaj lè yo itilize kòm ploge pou anpeche senyen oswa diminye rezèv san an nan maladi malfezan33,34,35.Nan lòt men an, yon diminisyon nan koule likid nan jèl la fibrin okluzal, kidonk anpeche liz tronbis konvèktif-medyatè, bay yon endikasyon de liz la dousman nan kayo okluzal [27, 36, 37].Sistèm modèl nou an se premye etap la nan konpreyansyon enplikasyon yo nan repons mekanik nan idrogel biopolymer fib nan retansyon biaxial.Enkòpore selil san oswa plakèt nan jèl fibrin obstriktif pral afekte konpòtman restriksyon yo 38 epi li pral pwochen etap la nan dekouvwi konpòtman an nan sistèm ki pi konplèks biyolojik enpòtan.
Reyaktif yo itilize pou prepare mikrojèl fibrin ak fabrike aparèy MF yo dekri nan Enfòmasyon Siplemantè (Metòd Siplemantè Seksyon 2 ak 4).Mikrogel fibrin yo te prepare pa emulsifying yon solisyon melanje nan fibrinogen, tanpon Tris ak tronbin nan yon aparèy MF ki konsantre sou koule, ki te swiv pa jelasyon ti gout.Solisyon fibrinojèn bèf (60 mg/ml nan TBS), tanpon Tris ak solisyon tronbin bovin (5 U/ml nan 10 mM solisyon CaCl2) yo te administre lè l sèvi avèk de ponp sereng kontwole endepandan (PhD 200 Harvard Aparèy PHD 2000 Ponp Sereng).pou bloke MF, USA).F-lwil kontinyèl faz ki gen 1 wt.% blòk copolymer PFPE-P(EO-PO)-PFPE, te prezante nan inite MF la lè l sèvi avèk yon twazyèm ponp sereng.Ti gout ki fòme nan aparèy MF yo kolekte nan yon tib santrifijeur 15 ml ki gen lwil oliv F.Mete tib yo nan yon beny dlo a 37 °C pou 1 èdtan pou konplete jelasyon fibrin.Mikrogel fibrin ki make FITC yo te prepare pa melanje fibrinojèn bovine ak FITC ki make fibrinojèn imen nan yon rapò pwa 33: 1, respektivman.Pwosedi a se menm jan ak preparasyon mikrogel fibrin.
Transfere mikwojèl yo soti nan lwil oliv F nan TBS pa santrifuje dispèsyon an nan 185 g pou 2 min.Microgels précipité yo te gaye nan lwil F melanje ak 20% alkòl perfluorooctyl, lè sa a, gaye nan hexane ki gen 0.5% Span 80, hexane, 0.1% Triton X nan dlo ak TBS.Finalman, microgels yo te gaye nan TBS ki gen 0.01 wt% Tween 20 epi estoke nan 4 ° C pou apeprè 1-2 semèn anvan eksperyans yo.
Fabrikasyon aparèy MF la dekri nan Enfòmasyon Siplemantè (Metòd Siplemantè Seksyon 5).Nan yon eksperyans tipik, valè pozitif ΔP detèmine pa wotè relatif rezèvwa ki konekte anvan ak apre aparèy MF pou entwodwi mikwojèl ki gen yon dyamèt 150 < D0 < 270 µm nan mikwochanèl yo.Gwosè a san pwoblèm nan mikrojèl yo te detèmine pa vizyalize yo nan macrochannel la.Microgel la sispann nan yon zòn konik nan papòt la nan konstriksyon an.Lè pwent mikwojèl anteryè a rete san chanjman pou 2 minit, sèvi ak pwogram MATLAB la pou detèmine pozisyon mikwojèl la sou aks x la.Avèk yon ogmantasyon pa etap nan ΔP, mikwojèl la deplase sou rejyon an ki gen fòm kwen jiskaske li antre nan konstriksyon an.Yon fwa ke mikwojèl la konplètman mete ak konprese, ΔP rapidman desann a zewo, balanse nivo dlo a ant rezèvwa yo, ak mikwojèl la fèmen rete estasyonè anba konpresyon.Yo te mezire longè mikwojèl obstriktif la 30 minit apre konstriksyon an te sispann.
Pandan eksperyans fibrinoliz, solisyon t-PA ak dextran ki make FITC antre nan mikrojèl ki bloke.Koule chak likid te kontwole lè l sèvi avèk yon sèl chanèl D fluoresans.TAP ki make ak AlexaFluor 633 tache ak fib fibrin ak akimile andedan mikrojèl fibrin konprese (chanèl TRITC nan Figi Siplemantè 18).Solisyon dextran ki make ak FITC deplase san yo pa akimilasyon nan mikrojèl la.
Done ki sipòte rezilta etid sa a disponib nan men otè respektif yo sou demann.Imaj SEM anvan tout koreksyon nan jèl fibrin, imaj TEM kri nan jèl fibrin anvan ak apre inokulasyon, ak done prensipal yo antre pou Figi 1 ak 2. 2 ak 3 yo bay nan dosye a done anvan tout koreksyon.Atik sa a bay done orijinal yo.
Litvinov RI, Peters M., de Lange-Loots Z. ak Weisel JV fibrinogen ak fibrin.Nan Macromolecular Pwoteyin Complex III: Estrikti ak Fonksyon (ed. Harris, JR ak Marles-Wright, J.) 471-501 https://doi.org/10.1007/978-3-030-58971-4_15 (Springer and Cham, 2021).
Bosman FT ak Stamenkovich I. Estrikti fonksyonèl ak konpozisyon matris la ekstraselilè.J. Pasol.200, 423–428 (2003).
Prince E. ak Kumacheva E. Design ak aplikasyon nan idrojèl fib biomimetic atifisyèl.Nasyonal Matt Wouj.4, 99–115 (2019).
Broedersz, CP & Mackintosh, FC Modeling rezo polymère semi-fleksib.Prèt Mod.fizik.86, 995–1036 (2014).
Khatami-Marbini, H. ak Piku, KR Modèl mekanik nan rezo biopolymer semi-fleksib: deformation ki pa afine ak prezans nan depandans alontèm.Nan Advances in Soft Matter Mechanics 119–145 (Springer, Bèlen, Heidelberg, 2012).
Vader D, Kabla A, Weitz D, ak Mahadevan L. Estrès-induit aliyman nan jèl kolagen an.PLoS One 4, e5902 (2009).
Storm S., Pastore JJ, McKintosh FS, Lubensky TS, ak Gianmi PA Nonlinear elastisite biogels.Nati 435, 191-194 (2005).
An reyalite, AJ Stress kontwole mekanis rezo kolagen an.pwosesis.Akademi Nasyonal Syans.syans la.US 112, 9573–9578 (2015).
Janmi, PA, et al.Negatif estrès nòmal nan jèl biopolymer semi-fleksib.Alma Mater nasyonal.6, 48–51 (2007).
Kang, H. et al.Elastisite ki pa lineyè nan rezo fib rèd: redi souch, estrès negatif nòmal, ak aliyman fib nan jèl fibrin.J. Fizik.Chimik.V. 113, 3799–3805 (2009).
Gardel, ML et al.Konpòtman elastik rezo aktin ki lye ak mare yo.Syans 304, 1301–1305 (2004).
Sharma, A. et al.Mekanik ki pa lineyè nan rezo fib optik souch kontwole ak kontwòl kritik.Fizik nasyonal.12, 584–587 (2016).
Wahabi, M. et al.Elastisite nan rezo fib anba uniaxial prestressing.Soft Matter 12, 5050–5060 (2016).
Wufsus, AR, Macera, NE & Neeves, KB San boulo pèmeyabilite idwolik kòm yon fonksyon nan fibrin ak dansite plakèt.byofizik.Jounal 104, 1812–1823 (2013).
Li, Y. et al.Konpòtman versatile idrojèl limite pa kapilè etwat.syans la.Kay 5, 17017 (2015).
Liu, X., Li, N. & Wen, C. Efè eterojenite patolojik sou elastografi vag taye nan tronboz venn gwo twou san fon.PLoS One 12, e0179103 (2017).
Mfoumou, E., Tripette, J., Blostein, M. & Cloutier, G. In vivo quantification nan tan-depandan endurasyon nan boul nan san lè l sèvi avèk D 'ltrason vag taye nan yon modèl tronboz venn lapen.tronbis.tank depo.133, 265–271 (2014).
Weisel, JW & Nagaswami, C. Simulation konpitè de fibrin polymérisation dinamik an relasyon a mikwoskòp elèktron ak obsèvasyon turbidité: èstrikti kaye ak asanble kinetik kontwole.byofizik.Jounal 63, 111–128 (1992).
Ryan, EA, Mokros, LF, Weisel, JW ak Lorand, L. Orijin estriktirèl nan reoloji boul fibrin.byofizik.J. 77, 2813–2826 (1999).
Tan pòs: Feb-23-2023