量化猪心室在生长和重塑过程中的微观结构和生物机械变化

科学领域:

• 心血管生理学和生物力学
• 组织工程和生物材料.

背景情况:

• 心脏组织经历生长和重塑 (G & R),以应对出生后的生理需求.
• 了解G & R对于个性化医学和开发准确的计算模型至关重要.
• 对于心室G & R的现有数据是分散的,阻碍了全面的分析.

研究的目的:

• 量化被动猪腹腔组织的等轴向,非等轴向和应力放松特性.
• 为了研究3D微观结构,包括心肌细胞和原纤维的方向,在G & R.
• 提供基线生物力学和微观结构数据,跨越新生儿到成年阶段.

主要方法:

• 在猪心室组织上进行生物力学测试 (平行轴向,非平行轴向延伸,压力放松).
• 使用双光子激发光和第二子生成显微镜进行微结构分析.
• 组织的光学清除,使3D微观结构的调查.

主要成果:

• 心肌室室内组织表现出非线性,异型和粘弹性行为.
• 从新生儿到成年人,左心室和右心室自由壁都观察到增加的刚性和粘性.
• 微观结构分析显示,随着年龄的增长,心肌细胞旋转和分散的相应增加.

结论:

• 这项研究提供了关于猪心室内心脏G & R的基本生物力学和微观结构数据.
• 这些发现突显了组织机制和微观结构的年龄相关变化.
• 综合数据将有助于研究人员开发更准确的,年龄特定的构成模型,用于计算模拟.