Investigación de las propiedades mecánicas a nivel de tejido y de la matriz extracelular del tejido de la válvula venosa yugular bovina
Autores: Benson, Adam A.; Huang, Hsiao-Ying Shadow
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Investigación de las propiedades mecánicas a nivel de tejido y de la matriz extracelular del tejido de la válvula venosa yugular bovina
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Válvula venosa yugular
Microestructura de elastina
Microestructura de colágeno
Propiedades mecánicas
Orientación de los fibrilos
Válvula venosa bioprotésica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La incompetencia de la válvula venosa yugular no tiene remedio a largo plazo y los síntomas de amnesia global transitoria y/o hipertensión intracraneal continúan incomodando a los pacientes. Durante este estudio, investigamos la sinergia de la microestructura de colágeno y elastina que componen la matriz extracelular (ECM) de la válvula venosa yugular. En este estudio, investigamos la válvula venosa yugular y la relacionamos con las propiedades mecánicas a nivel de tejido, la orientación de los fibrilos y la composición de los mismos para mejorar el conocimiento fundamental de las válvulas venosas yugulares hacia el desarrollo de reemplazos de válvulas venosas bioprotésicas. Los pasos incluyen: (1) pruebas mecánicas biaxiales de carga múltiple; (2) aislamiento de la microestructura de elastina; (3) imagen de la microestructura de elastina; y (4) imagen de la microestructura de colágeno, incluido un análisis experimental de la ondulación. Los resultados de este estudio muestran que, durante una relación de carga de 3:1 (dirección circunferencial: 900 mN y dirección radial: 300 mN), la elastina puede contribuir a las propiedades mecánicas circunferenciales a bajas deformaciones, por ejemplo, desplazando el punto de inflexión hacia deformaciones más bajas en comparación con otras relaciones de carga. Después de aislar la microestructura de elastina, la microscopía óptica reveló que la elastina en general se orienta en la dirección radial formando una malla entrecruzada. Se encontraron fibras de colágeno onduladas, alineadas en paralelo con las fibras vecinas y orientadas en la dirección circunferencial con un rango intercuartílico de -10,38 grados a 7,58 grados desde el eje circunferencial (n = 20). Se encontró que la longitud de onda y la amplitud de la ondulación del colágeno eran de 38,46 +/- 8,06 um y 4,51 +/- 1,65 um, respectivamente (n = 87). El análisis de la ondulación del colágeno muestra que la ondulación permite aproximadamente el 12% de deformación real circunferencial, mientras que el enderezamiento de las fibras en general representa más. Hasta donde llega el conocimiento de los autores, este es el primer estudio de la válvula venosa yugular que vincula la composición y orientación de la ECM con sus propiedades mecánicas y este estudio ayudará a formar un modelo constitutivo basado en la estructura.
Descripción
La incompetencia de la válvula venosa yugular no tiene remedio a largo plazo y los síntomas de amnesia global transitoria y/o hipertensión intracraneal continúan incomodando a los pacientes. Durante este estudio, investigamos la sinergia de la microestructura de colágeno y elastina que componen la matriz extracelular (ECM) de la válvula venosa yugular. En este estudio, investigamos la válvula venosa yugular y la relacionamos con las propiedades mecánicas a nivel de tejido, la orientación de los fibrilos y la composición de los mismos para mejorar el conocimiento fundamental de las válvulas venosas yugulares hacia el desarrollo de reemplazos de válvulas venosas bioprotésicas. Los pasos incluyen: (1) pruebas mecánicas biaxiales de carga múltiple; (2) aislamiento de la microestructura de elastina; (3) imagen de la microestructura de elastina; y (4) imagen de la microestructura de colágeno, incluido un análisis experimental de la ondulación. Los resultados de este estudio muestran que, durante una relación de carga de 3:1 (dirección circunferencial: 900 mN y dirección radial: 300 mN), la elastina puede contribuir a las propiedades mecánicas circunferenciales a bajas deformaciones, por ejemplo, desplazando el punto de inflexión hacia deformaciones más bajas en comparación con otras relaciones de carga. Después de aislar la microestructura de elastina, la microscopía óptica reveló que la elastina en general se orienta en la dirección radial formando una malla entrecruzada. Se encontraron fibras de colágeno onduladas, alineadas en paralelo con las fibras vecinas y orientadas en la dirección circunferencial con un rango intercuartílico de -10,38 grados a 7,58 grados desde el eje circunferencial (n = 20). Se encontró que la longitud de onda y la amplitud de la ondulación del colágeno eran de 38,46 +/- 8,06 um y 4,51 +/- 1,65 um, respectivamente (n = 87). El análisis de la ondulación del colágeno muestra que la ondulación permite aproximadamente el 12% de deformación real circunferencial, mientras que el enderezamiento de las fibras en general representa más. Hasta donde llega el conocimiento de los autores, este es el primer estudio de la válvula venosa yugular que vincula la composición y orientación de la ECM con sus propiedades mecánicas y este estudio ayudará a formar un modelo constitutivo basado en la estructura.