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組織工程支架已成為心臟瓣膜置換的有前途的解決方案，因?yàn)樗鼈兙哂性偕臐摿?。然而，傳統(tǒng)的心臟瓣膜組織工程依賴于資源密集型、基于細(xì)胞的制造，這增加了成本并阻礙了臨床轉(zhuǎn)化。為了克服這些局限性，原位組織工程方法旨在開(kāi)發(fā)支架材料和制造工藝，以引發(fā)內(nèi)源性組織重塑和修復(fù)。然而，盡管合成材料制造最近取得了進(jìn)展，但仍然缺乏用于快速生產(chǎn)仿生心臟瓣膜支架的無(wú)細(xì)胞自動(dòng)化方法。在這里，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種噴射紡絲工藝，用于快速和自動(dòng)制造纖維心瓣支架支架。支架的組成，多尺度結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能被定制為模仿天然小葉纖維，并組裝成三維半月形瓣膜結(jié)構(gòu)。我們證明了這些支架參數(shù)的受控調(diào)節(jié)，并在體外顯示初始生物相容性和功能性。 在綿羊模型中，通過(guò)經(jīng)頂端進(jìn)入肺動(dòng)脈瓣位置對(duì)瓣膜進(jìn)行微創(chuàng)部署，并顯示其功能15小時(shí)。
本實(shí)驗(yàn)試用CellScale雙軸拉伸拉伸試驗(yàn)機(jī)BioTester測(cè)試。
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BioTester--專為生物材料而打造的一套設(shè)備齊全的雙軸測(cè)試系統(tǒng)
由于其定向取向的微觀結(jié)構(gòu)，雙軸測(cè)試對(duì)于理解生物材料的機(jī)械性能而言是至關(guān)重要的。BioTester系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使雙軸測(cè)試變得簡(jiǎn)單，使用戶可以專注于結(jié)果而不是測(cè)試本身。BioTester彈性模量力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
主要優(yōu)勢(shì)：
4個(gè)高性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶有直列加載傳感器
使用基于圖像應(yīng)變測(cè)量工具的高分辨率CCD成像
包括BioRakes在內(nèi)的多種附著選項(xiàng)，可快速可靠地安裝樣品
集成溫控介質(zhì)浴
功能齊全的用戶界面軟件，可進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋的簡(jiǎn)單、循環(huán)、松弛和多模式測(cè)試
試樣和安裝
BioRake樣品安裝系統(tǒng)使用了CellScale技術(shù)的附著軟組織和生物材料的方法。
每根尖齒都經(jīng)過(guò)電化學(xué)銳化，可以輕松刺穿最硬和最脆弱的組織樣本。每套都地連接到一個(gè)共同的基座，可以同時(shí)刺穿所有20個(gè)連接點(diǎn)。磁力安裝的BioRakes便于清潔或更換，可以實(shí)現(xiàn)BioRake、平衡滑輪和夾具安裝系統(tǒng)之間的輕松轉(zhuǎn)換。
進(jìn)行測(cè)試時(shí)，使用手動(dòng)升降機(jī)構(gòu)將樣本定位并升高到位，并施加壓力以將鉤子插入組織中。樣品因此可以在幾秒鐘內(nèi)安裝好并做好分析準(zhǔn)備。安裝一氣呵成、準(zhǔn)確易操作。
BioRakes的齒間距從0.7毫米到2.2毫米不等，以適應(yīng)從3到15毫米大小的標(biāo)本。
平衡滑輪樣品安裝系統(tǒng)提供了CellScale在雙軸測(cè)試過(guò)程中確保零剪切應(yīng)力的附著方法。
兩個(gè)雙端定制縫合鉤被用來(lái)在樣品的每一側(cè)上創(chuàng)建4個(gè)附著點(diǎn)。兩級(jí)不銹鋼滑輪機(jī)構(gòu)確保在測(cè)試過(guò)程中每根縫線保持相同的張力。
滑輪機(jī)構(gòu)采用磁性安裝方式，便于拆卸清潔，并使BioRake、平衡滑輪和夾具安裝系統(tǒng)之間輕松過(guò)渡。
夾具樣品安裝系統(tǒng)提供了CellScale失敗測(cè)試的附著方法。
使用十字形試樣可以讓比基礎(chǔ)材料更弱的附著位置遠(yuǎn)離試樣的測(cè)量區(qū)域移動(dòng)。夾具讓樣品可以很容易地加載并且牢固地就位。
不銹鋼夾緊機(jī)構(gòu)安裝在與其他附著系統(tǒng)相同的支架上，以便在BioRake、平衡滑輪和夾具安裝系統(tǒng)之間快速簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換。
還可以進(jìn)行定制夾具設(shè)計(jì)，以適應(yīng)您的組織對(duì)夾緊力和夾緊表面的要求。
軟件
BioTester的設(shè)置、操作和數(shù)據(jù)收集軟件模塊讓標(biāo)準(zhǔn)或定制測(cè)試規(guī)程的執(zhí)行變得容易。
測(cè)試參數(shù)（如位移量、持續(xù)時(shí)間和數(shù)據(jù)/圖像采集速率）以表格格式，以便快速訪問(wèn)和修改。位移和受力測(cè)試都可以針對(duì)每個(gè)軸獨(dú)立。一旦建立了協(xié)議，就可以使用模板系統(tǒng)快速重新加載所需的測(cè)試參數(shù)。
軟件界面在測(cè)試設(shè)置期間向用戶提供實(shí)時(shí)成像和當(dāng)前的力、位置和溫度的信息。在測(cè)試運(yùn)行時(shí)，軟件提供實(shí)時(shí)結(jié)果圖形和實(shí)時(shí)視頻饋送，以方便用戶監(jiān)視測(cè)試進(jìn)度。BioTester彈性模量力學(xué)試驗(yàn)機(jī)
如果詢問(wèn)使用我們?cè)O(shè)備的用戶，他們會(huì)很快告訴您這個(gè)軟件包是多么的直觀和有用。
雙軸測(cè)試的很大一部分是理解和解釋收集到的數(shù)據(jù)。
BioTester包含一個(gè)圖像分析軟件模塊，可用于查看和分析測(cè)試圖像，提供有價(jià)值的定量和定性信息。該模塊可以用來(lái)導(dǎo)出用于演示目的.avi視頻或帶有數(shù)據(jù)疊加層的圖像。
BioTester包含一個(gè)高分辨率的相機(jī)，在測(cè)試過(guò)程中可以很好地觀察樣品。所收集的圖像（按用戶輸入的頻率）自動(dòng)和力位移數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間關(guān)聯(lián)，以便軟件模塊可以將所有的測(cè)試信息供用戶選用。
軟件模塊的圖像跟蹤功能可以快速輕松地分析測(cè)試圖像，以確定樣本表面上一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)跟蹤信息提供了直接的標(biāo)本應(yīng)變測(cè)量，而不依靠由夾點(diǎn)運(yùn)動(dòng)計(jì)算的應(yīng)變。通過(guò)追蹤多點(diǎn)組成的網(wǎng)格，可以研究樣品不同區(qū)域的應(yīng)變。
視頻
Chung-Hao Lee教授 (Oklahoma) 關(guān)于瓣膜
BioTester圖像跟蹤示例
丹佛大學(xué)心臟組織測(cè)試
KU Leuven的心血管組織測(cè)試
內(nèi)布拉斯加大學(xué)的動(dòng)脈壁測(cè)試
在滑鐵盧大學(xué)進(jìn)行腰椎間盤組織測(cè)試
BioTester 演示
用縫線進(jìn)行BioTester測(cè)試
技術(shù)信息：
外形尺寸 | 60 X 60 X 80cm |
重量 | 18kg |
力的大小 | 23N |
可用的加載傳感器 | 0.5, 1.5, 2.5, 5, 10, 23N |
力的準(zhǔn)確性 | 加載傳感器容量0.2% |
最大夾點(diǎn)分離 | 80mm |
最大速度 | 10mm/s |
最大循環(huán)頻率 | 2Hz |
最大數(shù)據(jù)速率 | 100Hz |
