Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт.Сез чикләнгән CSS ярдәме белән браузер версиясен кулланасыз.Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та туры килү режимын сүндерегез).Моннан тыш, дәвамлы ярдәмне тәэмин итү өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәбез.
Берьюлы өч слайд карусельен күрсәтә.Алдагы һәм Киләсе төймәләрне берьюлы өч слайд аша күчерү өчен кулланыгыз, яки ахырда слайдер төймәләрен берьюлы өч слайд аша күчерегез.
Биологик һәм биомедицина системаларында җепселле гидрогелларның тар капиллярларга чикләнүе зур әһәмияткә ия.Ibепселле гидрогелларның киеренкелеге һәм униаксиаль кысылуы киң өйрәнелгән, ләкин аларның капиллярларда биаксиаль саклануга җаваплары өйрәнелмәгән булып кала.Монда, без эксперименталь һәм теоретик яктан күрсәтәбез, филаментлы гельләр сыгылучан йомшак, киеренкелектә каты булган субъект филаментларының механик үзлекләрендәге асимметрия аркасында сыгылучан чылбырлы гельләргә караганда сыйфатка төрлечә җавап бирәләр.Көчле тоту астында, җепселле гель аз озынлыкны күрсәтә һәм биаксиаль Poisson нульгә нисбәтенең асимптотик кимүен күрсәтә, нәтиҗәдә гельнең кысылуы һәм гель аша сыеклыкның начар үтеп керүе.Бу нәтиҗәләр терапевтик агентлар тарафыннан сузылган окклюзив тромбиның лизиска каршы торуын күрсәтәләр һәм кан тамырларын кан җибәрүне туктату яки шешләрнең кан белән тәэмин ителешен тыю өчен җепселле гельләрдән эффектив эндоваскуляр эмболизация үсешен стимуллаштыралар.
Ibепсел челтәрләр тукымаларның һәм тере күзәнәкләрнең төп структур һәм функциональ төзелеш блоклары.Актин - цитоскелетонның төп компоненты1;фибрин - яраны дәвалауда һәм тромбус формалашуда төп элемент2, һәм коллаген, эластин һәм фибронектин - хайваннар патшалыгында күзәнәктән тыш матрицаның компонентлары3.Fibепле биополимерларның торгызылган челтәрләре тукымалар инженериясендә киң кулланылган материалларга әйләнде4.
Филамент челтәрләр сыгылучан молекуляр челтәрләрдән аерылып торган механик үзлекләре булган биологик йомшак матдәләрнең аерым классын күрсәтәләр5.Бу характеристикаларның кайберләре биологик матдәләрнең деформациягә реакциясен контрольдә тоту өчен эволюция барышында үсеш алган6.Мәсәлән, җепселле челтәрләр сызыклы эластиклыкны кечкенә штаммнарда күрсәтәләр 7,8, ә зур штаммнарда алар катгыйлыкны күрсәтәләр 9,10, шуның белән тукымаларның бөтенлеген саклыйлар.Ibепселле гельләрнең башка механик үзлекләренә тәэсире, мәсәлән, тискәре нормаль стресс кебек, 11,12.
Ярым сыгылмалы җепселле гидрогелларның механик үзлекләре униаксиаль киеренкелек 13,14 һәм кысу8,15 астында өйрәнелгән, ләкин тар капиллярларда яки трубаларда аларның иреккә китерелгән биаксиаль кысылуы өйрәнелмәгән.Монда без эксперименталь нәтиҗәләр турында хәбәр итәбез һәм теоретик яктан җепселле гидрогелларның микрофлуидик каналларда биаксиаль тоту астында тоту механизмын тәкъдим итәбез.
Фибриноген һәм тромбин концентрацияләренең төрле катнашлы фибрин микрогельләре һәм 150 дән 220 мм га кадәр булган D0 диаметры микрофлуидик ысул ярдәмендә ясалган (өстәмә рәсем 1).Инҗирдә.1а конфокаль флуоресцент микроскопия (CFM) ярдәмендә алынган микрогель маркалы флюорохром рәсемнәрен күрсәтә.Микрогеллар сферик, 5% тан ким булмаган полидисперсиягә ия, һәм CFM тикшергән тараза буенча структурада бертөрле (өстәмә мәгълүмат һәм кино S1 һәм S2).Микрогелларның уртача күзәнәк күләме (Darcy үткәрүчәнлеген үлчәү белән билгеләнә16) 2280 дән 60 нмга кадәр, фибрин күләме 5,25 дән 37,9 мг / млга кадәр артты, һәм тромбин концентрациясе тиешенчә 2,56дан 0,27 берәмлеккә / млга кадәр кимеде.(Өстәмә мәгълүмат).Дөге.2), 3 һәм өстәмә таблица 1).Микрогелның тиешле катылыгы 0,85 дән 3,6 кПа кадәр арта (өстәмә рәсем 4).Эластик чылбырлардан барлыкка килгән гель мисаллары буларак, төрле каты агароза микрогельләре кулланыла.
Флуоресцент микроскопия образы, флуоресейн изотиокянат (FITC) TBSда туктатылган PM дип язылган.Бар масштабы 500 мм.b SM (өске) һәм RM (аста) SEM рәсемнәре.Масштаб бар 500 нм.в Зур каналдан (диаметры dl) һәм таралган почмак конус формасындагы микрофлуидик каналның схематик схемасы ° 15 ° һәм диаметры dc = 65 µm.d Сулдан уңга: зур каналларда, конус зонасында һәм конструкциядә RM (диаметры D0) оптик микроскоп рәсемнәре (Dz гел озынлыгын чикләү).Бар масштабы 100 мм.e, f TEM формаль булмаган RM (e) һәм окклюдланган RM (f) рәсемнәре, 1 / λr = 2.7 кысылуы белән бер сәгатькә билгеләнәләр, аннары массаның 5% чыгарыла һәм урнаштырыла.ТБСта глютаральдегид.Формалашмаган СОның диаметры 176 мм.Масштаб сызыгы 100 нм.
Без фибрин микрогелларына катылыгы 0,85, 1,87 һәм 3,6 кПа (алга таба йомшак микрогельләр (SM), урта каты микрогельләр (ММ) һәм каты микрогельләр (RM)) дип игътибар иттек.Бу фибрин гел катылыгы диапазоны кан тамырлары кебек үк зурлыкта, 18,19, шуңа күрә безнең эштә өйрәнелгән фибрин гельләре чын биологик системалар белән турыдан-туры бәйле.Инҗирдә.1б сканерлау электрон микроскопы (SEM) ярдәмендә алынган SM һәм RM структураларының өске һәм аскы рәсемнәрен күрсәтә.RM структуралары белән чагыштырганда, SM челтәрләре калын җепселләр һәм азрак тармак нокталары белән формалашалар, алдагы 20, 21 отчетларына туры килә (өстәмә рәсем 5).Гидрогел структурасының аермасы аның характеристикасы тенденциясе белән туры килә: гельнең үткәрүчәнлеге SM-MM һәм RM-га күзәнәк күләменең кимүе белән кими (өстәмә таблица 1), һәм гельнең каты булуы кире кайта.30 көн дәвамында 4 ° C сакланганнан соң микрогель структурасында бернинди үзгәрешләр дә күзәтелмәде (өстәмә рәсем 6).
Инҗирдә.1c микрофлуидик каналның схемасын күрсәтә (сулдан уңга) түгәрәк кисемтәсе: диаметрлы dl булган зур канал, анда микрогел формасыз кала, конус формасындагы кисәк, диаметры dc
Инҗирдә.1e, 1f электрон микроскопия (TEM) формаль булмаган һәм ике яклы чикләнгән RM структураларын күрсәтә.RM кысылганнан соң, микрогель күзәнәк күләме сизелерлек кимеде һәм аларның формасы кысылу юнәлешендә кечерәк зурлыктагы анисотропка әйләнде, бу алдагы 23 доклад белән туры килә.
Кысылу вакытында биаксиаль кысу микрогельнең λz = \ ({D} _ {{{{{{r \ rm {z}}}}}} / \ ({D} _ {коэффициенты белән чикләнмәгән юнәлештә озынлыгына китерә. 0} \), монда \ ({D} _ {{{{({\ rm {z}}})} ябык микрогель озынлыгы - 2а рәсем λzvs үзгәрүен күрсәтә .1 / λr Фибрин һәм агароза микрогельләре өчен. Гаҗәп, 2,4 ≤ 1 / λr ≤ 4.2 кысылганда, фибрин микрогельләре 1,12 +/- 0.03 λz озынлыгын күрсәтәләр, бу 1 / λr кыйммәтенә аз гына тәэсир итә. чикләнгән агароза микрогельләре, хәтта зәгыйфь кысылуда да күзәтелә 1 / λr = 2,6 зуррак озынлыкка λz = 1,3.
төрле эластик модули белән агароза микрогель экспериментлары (2,6 кПа, яшел ачык бриллиант; 8,3 кПа, коңгырт ачык түгәрәк; 12,5 кПа, кызгылт сары ачык мәйдан; 20,2 кПа, ачык инверсия өчпочмак) һәм SM (каты кызыл) үлчәнгән озынлыкның үзгәрүе λz ( түгәрәкләр), ММ (каты кара квадратлар) һәм RM (каты зәңгәр өчпочмаклар).Каты сызыклар теоретик яктан алдан әйтелгән λz агароза (яшел сызык) һәм фибрин микрогельләрен күрсәтәләр (бер үк төснең сызыклары һәм символлары).б, в panelгары панель: агароза (б) һәм фибрин (в) челтәр чылбырларының схематик схемасы (сулда) һәм (уңда) биаксиаль кысылудан соң.Түбәндә: деформациягә кадәр һәм аннан соң тиешле челтәр формасы.X һәм y кысу юнәлешләре тиешенчә магнита һәм коңгырт уклар белән күрсәтелә.Aboveгарыдагы рәсемдә, бу x һәм y юнәлешләренә юнәлтелгән челтәр чылбырлары тиешле магнит һәм коңгырт сызыклар белән күрсәтелә, һәм теләсә нинди z юнәлешенә юнәлтелгән чылбырлар яшел сызыклар белән күрсәтелә.Фибрин гелендә (в), x һәм y юнәлешендәге куе кызыл һәм коңгырт сызыклар формалашмаган хәлгә караганда күбрәк бөкләнә, һәм z юнәлешендәге яшел сызыклар бөкләнә һәм сузыла.Кысылу юнәлешләре арасындагы киеренкелек арадаш юнәлешле җепләр аша бирелә.Агароза гельләрендә барлык чылбырлар осмотик басымны билгели, бу гель деформациясенә зур өлеш кертә.d Biaxial Poisson нисбәтенең фаразланган үзгәреше,}} ^ {{{{\ rm {eff}}}}}} = - {{{{{\ rm {ln}}}}}} {\ lambda} _ { z} / {{{{{r \ rm {ln}}}} lamb lambda} _ {r} \), агароза (яшел сызык) һәм фибрин (кызыл сызык) гельләрен тигезләү өчен.Инсетта гельнең биаксиаль деформациясе күрсәтелә.e Транслокоцион басым үзгәреше ΔPtr, гел каты булуына нормальләштерелгән, агароза һәм фибрин микрогельләре өчен кысу коэффициенты функциясе буларак планлаштырылган.Символ төсләре (а) төсләренә туры килә.Яшел һәм кызыл сызыклар, агароза һәм фибрин гельләре өчен rPtr / S һәм 1 / λr арасындагы теоретик бәйләнешне сурәтли.Кызыл сызыкның киселгән өлеше интерфибер үзара бәйләнеш аркасында көчле кысылу астында rPtr үсешен күрсәтә.
Бу аерма фибрин һәм агароза микрогель челтәренең деформациясенең төрле механизмнары белән бәйле, алар тиешенчә сыгылучан 24 һәм каты 25 җепләрдән тора.Эластик гельләрнең биаксиаль кысылуы аларның күләменең кимүенә һәм концентрациянең һәм осмотик басымның артуына китерә, бу гельнең чикләнмәгән юнәлештә озынлыгына китерә.Гельнең соңгы озынлыгы сузылган чылбырларның энтропик ирекле энергиясенең артуы һәм сузылган гельдә полимерның түбән концентрациясе аркасында осмозның ирекле энергиясенең кимүенә бәйле.Көчле биаксиаль кысу астында гельнең озынлыгы λz ≈ 0.6 \ ({{\ lambda} _ {{{\ rm {r}}} ^ {- 2/3}} \) белән арта (2а рәсемне кара. дискуссия бүлеге 5.3.3).Эластик чылбырларның конформацион үзгәреше һәм биаксиаль тоту алдыннан һәм аннан соң тиешле челтәр формасы Рәсемнәрдә күрсәтелгән.2б.
Моннан аермалы буларак, фибрин кебек җепселле гельләр биаксиаль тотуга төрлечә җавап бирә.Филаментлар күбесенчә кысу флекс юнәлешенә параллель юнәлтелгән (шуның белән үзара бәйләнеш арасын киметәләр), филаментлар күбесенчә кысу юнәлешенә перпендикуляр булып эластик көч тәэсирендә туры һәм сузылалар, гельнең озынлыгына китерәләр ( Рәсем 1).2c) Формалашмаган SM, MM һәм RM структуралары аларның SEM һәм CFM рәсемнәрен анализлау белән аерылып тордылар (Өстәмә фикер алышу бүлеге IV һәм өстәмә рәсем 9).Эластик модульне (E), диаметрны (г), профиль озынлыгын (R0), очлары (L0 ≈ R0) һәм үзәк почмагы (ψ0) формалашмаган фибрин микрогельләрен (өстәмә таблица 2) - 4), җепнең бөкләнү модулын табабыз \ ({k} _ {{{{r \ rm {b))))))))} = \ frac {9 \ pi E {d} ^ {4}} {4 {\ psi} _ {0} ^ {2} {L} _ {0}} \) аның керү модулыннан шактый аз \ ({k} _ {{{{{{{\ rm {s}}}}} }}}} = E \ frac {\ pi {d} ^ {2} {R} _ {0}} {4} \), шуңа күрә kb / ks ≈ 0.1 (өстәмә таблица 4).Шулай итеп, биаксиаль гель тоту шартларында фибрин җепләре җиңел генә иеләләр, ләкин сузылуга каршы торалар.Биаксиаль кысылуга дучар булган филамент челтәрнең озынлыгы 17 нче рәсемдә күрсәтелгән.
Без теоретик аффин моделен эшлибез (өстәмә дискуссия бүлеге V һәм өстәмә рәсемнәр 10-16), анда җепселле гельнең озынлыгы гельдә эшләүче эластик көчләрнең җирле тигезләнешеннән билгеләнә һәм көчле биаксиаль штаммда λz - 1 чикләү астында
(1) тигезләмәсе күрсәтә, хәтта көчле кысылу вакытында да (\ ({\ lambda} _ {{{\ mbox {r))) \, \ to \, 0 \)) аз гына гель киңәюе һәм соңрак озынлык деформациясе бар. туендыру λz - 1 = 0,15 ± 0.05.Бу үз-үзеңне тоту (i) \ ({\ сул ({k} _ {{{{({\ rm {b}}}}}}} / {k} _ {{{{{\ rm) белән бәйле {s}}}}}}} \ уңда)} ^ {1/2} \) ≈ 0.15−0.4 һәм (ii) квадрат кашаалардагы термин асимптотик рәвештә якынлаша \ (1 {{\ mbox {/}}} \ sqrt Көчле биаксиаль бәйләнешләр өчен {3} \). Префактор \ ({\ сул ({k} _ {({\ mbox {b)))) / {k} _ {({\ mbox { с)))) \ уң)} ^ {1/2} \) E җепнең каты булуы белән бернинди бәйләнеше юк, ләкин d / L0 җепнең аскы өлеше һәм арканың үзәк почмагы белән генә билгеләнә. SM0, SM, MM һәм RM белән охшаган (өстәмә таблица 4).
Алга таба сыгылучан һәм филаментлы гельләр арасындагы ирекнең аермасын күрсәтү өчен, без Poisson биаксиаль коэффициентын тәкъдим итәбез \ ({\ nu} _ {{{({\ rm {b)))))} {{\ mbox { =}}} \, \ матоп {{\ lim}} \ чикләр _ {{\ lambda} _ {{{{({\ rm {r}}}}}} \ to 1} \ frac {{\ lambda} _ {{{{{\ rm {z}}}}} - 1} {1 - {\ lambda} _ {{({\ rm {r}}}}}}}, ике радиаль юнәлештә тигез штаммга җавап итеп гел штаммының юнәлеше, һәм моны зур униформа штаммнарына кадәр киңәйтәләр \ rm {b}}}}}} ^ {{{{{\ rm {eff}}}}}}} }} = - {{{{r \ rm {ln}}}}} lambda} _ {z} / {{{({\ rm {ln)))))))) {{\ lambda } _ {{{({\ rm {r))))))))} \).Инҗирдә.2d шоулары \ Flex}}}}} \) сыгылучан (агароза кебек) һәм каты (фибрин кебек) гелларның бердәм биаксиаль кысылуы өчен (өстәмә дискуссия, бүлек 5.3.4), һәм төрмәгә җавапларның көчле аермалары арасындагы бәйләнешне күрсәтә. Көчле чикләүләр астында агароза гельләре өчен {\ rm {eff}}}}}}}) асимптотик кыйммәткә 2/3 арта, һәм фибрин гельләре өчен ул нульгә кадәр кими, lnλz / lnλr → 0, λz арта барганнан бирле λr арта барган саен туену.Игътибар итегез, экспериментларда ябык сферик микрогеллар бертөрле деформацияләнә, һәм аларның үзәк өлеше көчлерәк кысыла.шулай да, 1 / λr зур кыйммәткә экстролапация экспериментны бердәм деформацияләнгән гельләр теориясе белән чагыштырырга мөмкинлек бирә.
Эластик чылбырлы гельләр һәм филаментлы гельләрнең үз-үзләрен тотышындагы тагын бер аерма кысылу өстендә хәрәкәт итүләре аркасында табылды.Транслокоция басымы ΔPtr, гель катылыгына нормальләштерелгән, кысылу белән артты (2-нче рәсем), ләкин 2,0 ≤ 1 / λr ≤ 3,5 булганда, фибрин микрогеллары кысылу вакытында ΔPtr / S кыйммәтләрен сизелерлек түбән күрсәттеләр.Агароза микрогелен тоту осмотик басымның үсүенә китерә, бу полимер молекулалары сузылганда гельнең озын юнәлештә сузылуына китерә (2б рәсем, сулда) һәм ΔPtr / S ~ (транслокоцион басымның артуы). 1 / λr) 14/317.Киресенчә, ябык фибрин микрогельләренең формасы радиаль кысу һәм озынлыктагы киеренкелек җепләренең энергия балансы белән билгеләнә, бу максималь озынлык деформациясенә китерә λz ~ \ (\ sqrt {{k} _ {{{{{{{ \ rm {b)))))))))})1 / λr ≫ 1 өчен, транслокоцион басымның үзгәрүе 1} {{{({\ rm {ln)))))) сулга ({{\ lambda}} _ {{{{{\ rm {r}}}}}}} ^ {{-} 1} \ уң) \) (өстәмә дискуссия, 5.4 бүлек), 2-нче рәсемдә каты кызыл сызык күрсәткәнчә.Шулай итеп, rPtr агароза гельләренә караганда азрак чикләнгән.1 / λr> 3,5 белән кысылу өчен, филаментларның күләм өлешенең сизелерлек артуы һәм күрше филаментларның үзара тәэсире гельнең алга таба деформацияләнүен чикли һәм фаразлау нәтиҗәләреннән эксперимент нәтиҗәләренең тайпылышына китерә (2-нче рәсемдә кызыл нокталы сызык).Без шундый ук нәтиҗә ясыйбыз: 1 / λr һәм Δ \ ({P} _ {{{{{rm {tr}}}}} _ {{{\ rm {fibrin}})) }}}} \) <ΔP <Δ \ ({P} _ {{{{{{rm {tr))))))) }}}} \) агароза гели микроканнель белән тотылачак, һәм шул ук каты фибрин гел аның аша узачак.ΔP <Δ \ ({P} _ {{{{r \ rm {tr))))))))) _ {{{{r \ rm {фибрин)))))))))} \ ), Ике Гель дә каналны блоклыйлар, ләкин фибрин гел тирәнрәк этәрәчәк һәм эффективрак кысылачак, сыеклык агымын эффективрак блоклый.2 нче рәсемдә күрсәтелгән нәтиҗәләр шуны күрсәтә: җепселле гель канны киметү яки шешләргә кан җибәрүне тыю өчен эффектив вагон булып хезмәт итә ала.
Икенче яктан, фибрин тромбоемболизмга китерә торган кан тамыры формалаштыра, патологик шарт, анда тромбус ΔP <ΔPtr корабльне үз эченә ала, мәсәлән, ишемик инсультның кайбер төрләрендә (3а рәсем).Фибрин микрогельләренең зәгыйфь чикләү аркасында озайтылуы C / C фибриноген фибрин концентрациясенең сыгылучан чылбыр гельләре белән чагыштырганда көчлерәк үсүенә китерде, монда C һәм C фибриноген чикләнгән һәм формалашмаган микрогельләр.Гельдә полимер концентрациясе.Рәсем 3б күрсәтә, SM, MM, RMдагы фибриноген C / C 1 / λr ≈ 4.0-та җиде тапкырга артты, чикләү һәм сусызлану ярдәмендә (өстәмә рәсем 16).
Баш мие артериясенең оклюзиясенең схематик иллюстрациясе.b Оструктив SM (каты кызыл түгәрәкләр), ММ (каты кара квадратлар), һәм RM (каты зәңгәр өчпочмаклар) фибрин концентрациясенең чикләү-уртача чагыштырмача артуы.в чикләнгән фибрин гельләренең ярылуын өйрәнү өчен кулланылган эксперименталь дизайн.TBS-та флуоресцент маркалы TPA эремәсе 5,6 × 107 µm3 / s агым тизлегендә һәм төп микроканнельнең озын күчәренә перпендикуляр урнашкан каналлар өчен 0,7 Па өстәмә басым төшүе белән уколланган.d Xf = 28 µm, ΔP = 700 Pa һәм бүленү вакытында обструктив ММ (D0 = 200 µm) тупланган күп каналлы микроскопик образ.Вертикаль нокта сызыклары ММның арткы һәм алгы кырларының башлангыч позицияләрен tlys = 0 күрсәтә. Яшел һәм алсу төсләр FITC-декстранга (70 kDa) һәм AlexaFluor633 белән тамгаланган TPA туры килә.e Вакыт үзгәрә торган чагыштырма күләме D0 174 µm (зәңгәр ачык инверсия өчпочмак), 199 мм (зәңгәр ачык өчпочмак), һәм 218 µm (зәңгәр ачык өчпочмак), Xf = 28 ± 1 белән конус микроканнельдә. µm.бүлекләрдә тиешенчә ΔP 1200, 1800, һәм 3000 Pa, һәм Q = 1860 ± 70 µm3 / s.Инсетта микроканнельне RM (D0 = 218 µm) күрсәтә.f SM, MM яки RM чагыштырма күләменең вакыт үзгәреше Xf = 32 ± 12 µm, 400P 400, 750 һәм 1800 Pa һәм ΔP 12300 Pa һәм Q 12300 микроканнельнең конус өлкәсендә 2400 һәм 1860 µm3 / с.Xf микрогельнең алгы позициясен күрсәтә һәм кысылу башыннан аның арасын билгели.V (тлис) һәм V0 - лизланган микрогелның вакытлыча күләме һәм бозылмаган микрогель күләме.Характер төсләре б төсләренә туры килә.E, f өстендәге кара уклар микрогель аша микрогельләр үткәнче соңгы мизгелгә туры килә.D, e масштаблары 100 мм.
Чикләүнең обструктив фибрин гельләре аша сыеклык агымын киметүгә тәэсирен тикшерү өчен, без тромболитик агент тукымасы плазминоген активаторы (TPA) белән үтеп кергән SM, MM, RM лизисын өйрәндек.3 нче рәсемдә лизис экспериментлары өчен кулланылган эксперименталь дизайн күрсәтелгән. ΔP = 700 Па (<ΔPtr) һәм агым тизлеге, Q = 2400 μm3 / s, Трис-буферланган тозлы (TBS) 0,1 мг / мл (флуоресейн изотиокянат) FITC-Декстран белән кушылган, микрогель микроканнельне үз эченә алган. Төбәк. ΔP = 700 Па (<ΔPtr) һәм агым тизлеге, Q = 2400 μm3 / s, Трис-буферланган тозлы (TBS) 0,1 мг / мл (флуоресейн изотиокянат) FITC-Декстран белән кушылган, микрогель микроканнельне үз эченә алган. Төбәк. При ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока, Q = 2400 мкм3 / с, трис-буферного солевого раствора (ТБС), смеанного с 0,1 мг / чирә (флуоресцеинизоти чаначя) ФИТКы. ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) һәм агым тизлеге, Q = 2400 µm3 / s, Трис буферланган тозлы (TBS) 0,1 мг / мл (флуоресейн изотиокянат) FITC-декстран белән кушылган, микрогель берләшкән микроканнельне үз эченә алган.Төбәк.Δ ΔP = 700 Па (<ΔPtr) 和 流速 Q = 2400 μm3 / s 的 Трис 缓冲 盐水 (TBS) 与 0,1 мг / мл 的 （异 硫氰酸 荧光） IT FITC- 葡聚糖 混合 时 ， 微 堵塞 堵塞了 锥形 微 通道。。Δ ΔP = 700 Па (<ΔPtr) 和 流速 Q = 2400 μm3 / s 了 锥形 微 通道 地区。 Микрогели кану сививаются при смешивании трис-буферного солевого раствора (ТБС) с 0,1 мг / конс (флуоресцеинизоти консанат) FITC-декстрана при ΔP = 700 Па (<ΔПтр) аловов. Трис буферланган тозлы (TBS) 0,1мг / мл (флуоресейн изотиокянат) FITC-декстран белән ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) һәм агым тизлеге Q = 2400 µm3 / s микроканнельләрнең коник өлкәләре белән кушылганда микрогельләр.Микрогелның Xf алга позициясе аның X0 башлангыч кысылу ноктасыннан ераклыгын билгели.Лизис тудыру өчен, ТБСтагы флуоресцентлы TPA эремәсе оргонональ урнашкан каналдан төп микроканнельнең озын күчәренә укол салынган.
TPA эремәсе оклюзаль ММга җиткәч, микрогельнең арткы кыры төссезләнде, бу фибрин ярылуының tlys = 0 вакытында башланганын күрсәтә (3d рәсем һәм өстәмә рәсем 18).Фибринолиз вакытында буяу тамгасы булган ТПА ММ эчендә туплана һәм фибрин җепләренә бәйләнә, бу микрогелларның алсу төснең интенсивлыгын әкренләп артуга китерә.Tlys = 60 минутта, ММ арткы өлешен таркату аркасында контракт ясый, һәм Xf алдынгы кыры торышы аз үзгәрә.160 минуттан соң, көчле контрактланган ММ контрактны дәвам иттеләр, һәм тлис = 161 минутта ул кысылды, шуның белән микроканнель аша сыеклык агымын торгызды (3d рәсем һәм өстәмә рәсем 18, уң багана).
Инҗирдә.3e төрле размерлы фибрин микрогелларының V0 башлангыч күләменә нормальләштерелгән V күләменең лизис-арадаш вакытка бәйле кимүен күрсәтә.D0 174, 199, яки 218 µm булган СО микроканнельгә урнаштырылды, тиешенчә ΔP 1200, 1800, яки 3000 Pa, һәм Q = 1860 ± 70 µm3 / s микроканнельне блоклау өчен (3-нче рәсем, инсетт).туклану.Микрогеллар каналлар аша үтәр өчен кечкенә булганчы әкренләп кысыла.Зуррак диаметрлы СОның критик күләменең кимүе озын лизис вакытын таләп итә.Төрле размерлы RM аша охшаш агым аркасында ярылу бер үк тизлектә барлыкка килә, нәтиҗәдә зуррак RM-ның кечерәк фракцияләре ашказаны һәм аларның тоткарлануы тоткарлана.Инҗирдә.3f SM, MM, RM өчен бүленү аркасында V (tlys) / V0 чагыштырмача кимүен күрсәтә, D0 = 197 ± 3 µm тли функциясе итеп планлаштырылган.SM, MM һәм RM өчен, һәр микрогелны respectivelyP 400, 750 яки 1800 Pa һәм Q 12300, 2400 яки 1860 µm3 / s булган микроканнельгә урнаштырыгыз.СМга кулланылган басым RM басымыннан 4,5 тапкырга түбән булса да, SM аша үткәрүчәнлеге аркасында SM аша агым алты тапкырга көчлерәк иде, һәм микрогелның кысылуы SM-dan MM һәм RM-ка кимеде. .Мисал өчен, tlys = 78 мин, SM күбесенчә эреп, күчерелә, ә ММ һәм ПМ микроканнельләрне ябуны дәвам иттеләр, тиешенчә 16% һәм 20% гына.Бу нәтиҗәләр кысылган җепселле гельләрнең конвекция-арадаш лизисының мөһимлеген күрсәтәләр һәм түбән фибрин эчтәлеге булган ешрак тиз ашлаулары турындагы хәбәрләр белән бәйләнештә торалар.
Шулай итеп, безнең эш эксперименталь һәм теоретик яктан филаментлы гельләр биаксиаль төрмәгә җавап бирә торган механизмны күрсәтә.Чикләнгән җепселле гельләрнең тәртибе филаментларның көчәнеш энергиясенең көчле асимметриясе белән (кысылуда йомшак һәм киеренкелектә каты) һәм филаментларның аскы өлеше һәм иярү белән генә билгеләнә.Бу реакция тар капиллярларда булган җепселле гельләрнең минималь озынлыгына китерә, аларның биаксиаль Poisson катнашуы кысылу һәм азрак басым белән кими.
Йомшак деформацияләнә торган кисәкчәләрнең биаксиаль контейнеры киң технологияләрдә кулланылганлыктан, безнең нәтиҗәләр яңа җепселле материаллар үсешен стимуллаштыралар.Аерым алганда, тар капиллярларда яки трубаларда филаментлы гельләрнең биаксиаль тотылуы аларның көчле кысылуына һәм үткәрүчәнлегенең кискен кимүенә китерә.Окклюзив җепселле гельләр аша сыеклык агымының көчле тыелуы кан китүдән саклану яки яман шешкә кан җибәрүне киметү өчен виноград буларак кулланылганда өстенлекләргә ия33,34,35.Икенче яктан, окклюзаль фибрин гели аша сыеклык агымының кимүе, шуның белән конвектив-арадаш тромбус лизисын тоткарлау, окклюзаль кан тамырларының әкрен лизисын күрсәтә [27, 36, 37].Безнең модельләштерү системасы - җепселле биополимер гидрогелларның биаксиаль тотуга механик реакция нәтиҗәләрен аңлау өчен беренче адым.Кан күзәнәкләрен яки тромбоцитларны обструктив фибрин гельләренә кертү аларның чикләү тәртибенә тәэсир итәчәк һәм катлаулырак биологик әһәмиятле системаларның тәртибен ачу өчен чираттагы адым булачак.
Фибрин микрогельләрен әзерләү һәм MF җайланмалары ясау өчен кулланылган реагентлар өстәмә мәгълүматта (өстәмә методлар 2 һәм 4 бүлекләр) тасвирланган.Фибрин микрогельләре фибриноген, Трис буферы һәм тромбинның катнаш эремәсен MF җайланмасына юнәлтелгән агымда эмуляцияләп әзерләнгәннәр, аннары тамчы геляция.Ике фибриноген эремәсе (ТБСта 60 мг / мл), Трис буферы һәм бовин тромбин эремәсе (10 мм CaCl2 эремәсендә 5 U / мл) ике мөстәкыйль контроль шприц насосы ярдәмендә башкарылды (PhD 200 Гарвард аппараты PHD 2000 шприц насосы).MF, АКШны блокларга).MF агрегатына өченче шприц насосы ярдәмендә 1 вт% блок кополимеры PFPE-P (EO-PO) -PFPE булган F-майлы өзлексез этап кертелде.MF җайланмасында формалашкан тамчылар 15 мл центрифуга торбасында F-май булган.Фибрин геляциясен тәмамлау өчен трубкаларны 37 ° C су ваннасына урнаштырыгыз.ФИБР маркалы фибрин микрогельләре, фибриноген һәм FITC маркалы кеше фибриногенын кушып, тиешенчә 33: 1 авырлык дәрәҗәсендә әзерләнгән.Процедура фибрин микрогельләрен әзерләү белән бер үк.
Микрогелларны F майыннан ТБСка күчерегез, дисперсияне 185 г 2 минутта центрифуга белән.Явым-төшемле микрогеллар F майында 20 вт% перфлюороктил спирты белән кушылганнар, аннары 0,5 вт% спекс 80, гексан, 0,1 вт.Ниһаять, микрогельләр TBSда 0,01 вт% 20 арасында таралдылар һәм экспериментлар алдыннан якынча 1-2 атна дәвамында 4 ° C сакладылар.
MF җайланмасының ясалуы өстәмә мәгълүматта тасвирланган (өстәмә ысуллар бүлеге 5).Типик экспериментта ΔPның уңай кыйммәте MF җайланмасы алдыннан һәм аннан соң тоташтырылган сусаклагычларның чагыштырмача биеклеге белән билгеләнә, диаметры 150
Бу тикшеренү нәтиҗәләрен раслаучы мәгълүматлар сорау буенча тиешле авторлардан бирелә.Фибрин гельләренең чимал SEM рәсемнәре, прививка алдыннан һәм аннан соң фибрин гельләренең чимал TEM рәсемнәре, һәм 1 һәм 2. 2 һәм 3 нче рәсемнәр өчен төп кертү мәгълүматлары чимал файлында бирелгән.Бу мәкалә оригиналь мәгълүмат бирә.
Литвинов Р.И., Питерс М., де Ланге-Лутс З. һәм Вайсель Дж. Фибриноген һәм фибрин.Макромолекуляр протеиннар комплексында III: структурасы һәм функциясе (ред. Харис, Дж. Һәм Марлес-Райт, Дж.) 471-501 https://doi.org/10.1007/978-3-030-58971-4_15 (Спрингер һәм Чам, 2021).
Босман ФТ һәм Стаменкович I. Функциональ структурасы һәм күзәнәктән тыш матрицаның составы.Дж. Пасол.200, 423–428 (2003).
Принц Э. һәм Кумачева Э. Ясалма биомиметик җепселле гидрогелларны проектлау һәм куллану.Милли Мэтт Ред.4, 99–115 (2019).
Бродерс, СП & Макинтош, ФК модельләштерү ярым сыгылмалы полимер челтәрләр.Рухани Мод.физика.86, 995-1036 (2014).
Хатами-Марбини, Х. һәм Пику, KR Ярым сыгылмалы биополимер челтәрләрне механик модельләштерү: аффин булмаган деформация һәм ерак араларга бәйле булу.Йомшак матдәләр механикасында алга китеш 119–145 (Спрингер, Берлин, Гейдельберг, 2012).
Вадер Д, Кабла А, Вайц Д, һәм Махадеван Л. Коллаген гельләренең стресска китерелгән тигезләнеше.PLoS One 4, e5902 (2009).
Буран С., Пастор Дж., МакКинтош ФС, Любенский ТС, һәм Джианми П.Табигать 435, 191–194 (2005).
Ликуп, AJ Стресс коллаген челтәре механизмнарын контрольдә тота.процесс.Милли Фәннәр Академиясе.фән.АКШ 112, 9573–9578 (2015).
Янми, ПА һ.б.Ярым сыгылмалы биополимер гельләрдә тискәре нормаль стресс.Милли алма.6, 48–51 (2007).
Канг, Х. һ.б.Каты җепсел челтәрләренең сызыксыз эластиклыгы: катлаулану, тискәре нормаль стресс, һәм фибрин гельләрендә җепсел тигезләнеше.Дж. Физика.Химик.V. 113, 3799–3805 (2009).
Гардель, МЛ һ.б.Crossзара бәйләнгән һәм бәйләнгән актин челтәрләренең эластик тәртибе.Фән 304, 1301-1305 (2004).
Шарма, А. һ.б.Критик контроль белән оптик челтәрләрнең контроль булмаган механикасы.Милли физика.12, 584–587 (2016).
Вахаби, М. һ.б.Uniaxial престресс астында җепсел челтәрләренең эластиклыгы.Йомшак материя 12, 5050–5060 (2016).
Wufsus, AR, Macera, NE & Neeves, КБ Фибрин һәм тромбоцит тыгызлыгы функциясе буларак кан җыю гидротехник үткәрүчәнлеге.биофизика.Журнал 104, 1812–1823 (2013).
Ли, Y. һ.б.Гидрогелларның күпкырлы тәртибе тар капиллярлар белән чикләнә.фән.17017, 5 йорт (2015).
Лю, X., Ли, Н. & Вен, С.ПЛОС Бер 12, e0179103 (2017).
Мфуму, Э., Трипетт, Дж., Блостейн, М. & Клотьер, Г.тромбус.саклагыч.133, 265–271 (2014).
Вайсель, Дж.В. & Нагасвами, С.биофизика.Журнал 63, 111–128 (1992).
Райан, Э.А., Мокрос, Л.Ф., Вайсель, Дж.В. һәм Лоранд, Л. Фибрин кан тамырлары реологиясенең структур чыгышы.биофизика.Дж. 77, 2813–2826 (1999).
Пост вакыты: 23-2023 февраль