Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär.Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Süýümli gidrogelleriň dar kapilýiller bilen çäklendirilmegi biologiki we biomedikal ulgamlarda möhüm ähmiýete eýe.Süýümli gidrogelleriň dartylmagy we birkemsiz gysylmagy giňden öwrenildi, ýöne kapilýallarda biaxial saklanmagyna bolan täsiri entek öwrenilmän galýar.Bu ýerde, synag we teoretiki taýdan filamentli jelleriň gysyşda ýumşak we dartyşda berk bolan düzüm filamentleriniň mehaniki häsiýetleriniň assimetriýasy sebäpli çeýe zynjyr jellerine garanyňda hil taýdan başgaça jogap berýändigini görkezýäris.Güýçli saklanylanda süýümli jel az uzalmagy we biaxial Poisson-yň nula bolan gatnaşygynyň asimptotik peselmegini görkezýär, netijede geliň güýçli gysylmagy we jeliň üsti bilen suwuklygyň pes geçmegi ýüze çykýar.Bu netijeler, uzaldylan okkluziv trombiniň terapewtiki serişdeler tarapyndan lizise garşylygyny görkezýär we damar gan akmagyny togtatmak ýa-da çişleriň gan üpjünçiligini saklamak üçin süýümli jellerden täsirli endowaskulýar embolizasiýanyň ösmegine itergi berýär.
Süýümli torlar dokumalaryň we janly öýjükleriň esasy gurluş we funksional gurluş bölekleridir.Aktin sitoskeletiň esasy düzüm bölegi1;fibrin ýaralary bejermekde we trombyň emele gelmeginde möhüm elementdir2, kollagen, elastin we fibronektin haýwanat dünýäsinde öýjükden daşary matrisanyň düzüm bölekleridir3.Süýümli biopolimerleriň dikeldilen torlary dokuma in engineeringenerçiliginde giň ulanylýan materiallara öwrüldi4.
Filamentli torlar, çeýe molekulýar torlardan tapawutlanýan mehaniki häsiýetleri bolan biologiki ýumşak maddalaryň aýratyn synpyny görkezýär5.Bu häsiýetleriň käbiri biologiki maddalaryň deformasiýa täsirini gözegçilikde saklamak üçin ewolýusiýanyň dowamynda ösdi6.Mysal üçin, süýümli torlar ownuk ştamlarda çyzykly çeýeligi görkezýärler7,8, uly ştamlarda bolsa berkligi 9,10 görkezýär, şeýlelik bilen dokumanyň bitewiligini saklaýar.Süýümli jelleriň beýleki mehaniki häsiýetlerine, gyrkym ştamyna jogap hökmünde negatiw adaty stres ýaly täsirleri entek tapylmady.
Semiarym çeýe süýümli gidrogelleriň mehaniki aýratynlyklary uniaxial dartyş13,14 we gysyş8,15 derejesinde öwrenildi, ýöne dar kapilýallarda ýa-da turbalarda erkinlige sebäp bolan biaxial gysyş öwrenilmedi.Bu ýerde tejribe netijelerini habar berýäris we mikrofliid kanallarynda biaxial saklanylanda süýümli gidrogelleriň özüni alyp barşynyň mehanizmini nazaryýet taýdan teklip edýäris.
Fibrinogen we trombin konsentrasiýalarynyň dürli gatnaşygy bolan we 150-den 220 µm aralygyndaky D0 diametri bolan fibrin mikrogelleri mikrofliodiki çemeleşme arkaly döredildi (Goşmaça surat 1).Injirde.1a, konokok floresan mikroskopiýasy (CFM) ulanyp alnan mikrogel bellikli florokromyň şekillerini görkezýär.Mikrogeller sferikdir, 5% -den az polidispersiýa eýe we CFM tarapyndan barlanan tereziler boýunça gurluş taýdan birmeňzeşdir (Goşmaça maglumatlar we filmler S1 we S2).Mikrogelleriň ortaça gözenek ululygy (Darcy geçirijiligini ölçemek bilen kesgitlenýär16) 2280-den 60 nm-e çenli azaldy, fibriniň mukdary 5,25-den 37,9 mg / ml-e çenli ýokarlandy we trombiniň konsentrasiýasy degişlilikde 2,56-dan 0,27 birlik / ml çenli azaldy.(Goşmaça maglumat).Tüwi.2), 3 we goşmaça tablisa 1).Mikrogeliň degişli berkligi 0,85-den 3,6 kPa çenli ýokarlanýar (Goşmaça 4-nji surat).Çeýe zynjyrlardan emele gelen jellere mysal hökmünde dürli berklikdäki agarose mikrogelleri ulanylýar.
TBS-de togtadylan PM belgili floresan izotiosýanatyň (FITC) floresan mikroskopiýa şekili.Çyzygyň şkalasy 500 µm.b SM (ýokarky) we RM (aşaky) SEM şekilleri.Tereziniň çyzgysy 500 nm.c Uly kanaldan (diametri dl) we giriş burçy α 15 ° we diametri dc = 65 µm bolan dar konus şekilli sebitden ybarat mikrofliid kanalyň shemasy.d Çepden saga: Uly kanallarda, konus zonasynda we çäklendirilişinde RM-iň optiki mikroskop şekilleri (gel uzynlygy Dz).Çyzygyň şkalasy 100 µm.e, f 1 / λr = 2.7 çäklendirmesi bilen bir sagatlap kesgitlenen, soňundan massanyň 5% goýberilmegi we düzedilmegi bilen, bir sagatlap kesgitlenen RM (e) we ýapylan RM (f) şekilleri.TBS-de glutaraldegid.Formasyz CO-nyň diametri 176 μm.Tereziniň çyzgysy 100 nm.
Gatylygy 0,85, 1.87 we 3,6 kPa (mundan beýläk ýumşak mikrogeller (SM), orta gaty mikrogeller (MM) we gaty mikrogeller (RM)) bolan fibrin mikrogellerine ünsi jemledik.Fibrin jel berkliginiň bu diapazony, gan damarlary bilen deň derejede ululykda, 18,19 we şonuň üçin biziň işimizde öwrenilen fibrin jelleri hakyky biologiki ulgamlar bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr.Injirde.1b degişlilikde skaner elektron mikroskopy (SEM) ulanyp alnan SM we RM gurluşlarynyň ýokarky we aşaky suratlaryny görkezýär.RM gurluşlary bilen deňeşdirilende, SM torlary 20, 21-nji hasabatlara laýyk gelýän has galyň süýümler we has az şahalar bilen emele gelýär (Goşmaça 5-nji surat).Gidrogeliň gurluşynyň tapawudy onuň häsiýetleriniň tendensiýasy bilen baglanyşdyrylýar: gözenegiň ululygy SM-den MM we RM-e çenli azalýar (goşmaça tablisa 1) we jeliň berkligi tersine.30 günüň dowamynda 4 ° C derejesinde saklanandan soň mikrogel gurluşynda hiç hili üýtgeşme bolmady (Goşmaça 6-njy surat).
Injirde.1c (çepden saga) tegelek kesişli mikrofliid kanalyň diagrammasyny görkezýär: diametri dl bolan uly kanal, mikrogeliň üýtgemän galmagy, diametri dc
Injirde.1e, 1f, elektron mikroskopiýa (TEM) şekillendirilmedik we iki taraplaýyn çäklendirilen RM gurluşlarynyň şekillerini görkezýär.RM gysylandan soň, mikrogel gözenegiň ululygy ep-esli azaldy we görnüşi gysyş ugrunda has kiçi göwrümli anizotrop boldy, bu öňki 23-nji hasabat bilen gabat gelýär.
Gysyş wagtynda biaksial gysylma mikrogeliň λz = \ ({D} _ {{{{{r \ rm {z}}}}}} / \ ({D} _ {koeffisienti bilen çäklendirilmedik ugurda uzalmagyna sebäp bolýar. 0} \), bu ýerde \ ({D} _ {{{{({\ rm {z}}})} ýapyk mikrogeliň uzynlygy 2a suratda λzvs üýtgemegi görkezilýär .1 / λr fibrin we agarose mikrogelleri üçin. Geň galdyryjy zat, 2,4 ≤ 1 / λr ≤ 4.2 güýçli gysylmakda, fibrin mikrogelleri 1,12 +/- 0.03 λz uzynlygyny görkezýär, bu diňe 1 / λr bahasyndan azajyk täsir edýär. çäkli agarose mikrogelleri, has gowşak gysylanda 1 / λr = 2.6-da has uly uzalma λz = 1,3 bolýar.
Dürli elastik modully (2,6 kPa, ýaşyl açyk göwher; 8,3 kPa, goňur açyk tegelek; 12.5 kPa, mämişi açyk inedördül; 20.2 kPa, açyk tersine üçburçluk) we SM (gaty gyzyl) ölçenen uzalmanyň üýtgemegi ( tegelekler), MM (gaty gara kwadratlar) we RM (gaty gök üçburçluklar).Gaty çyzyklar, agarose (ýaşyl çyzyk) we fibrin mikrogelleri (şol bir reňkdäki çyzyklar we nyşanlar) üçin teoretiki taýdan çak edilýän λz görkezýär.b, c panelokarky panel: agarose (b) we fibrin (c) tor zynjyrlarynyň shemasy (çep) we soň (sag) biaxial gysyşdan soň.Aşakda: Deformasiýadan öň we soň degişli toruň şekili.X we y gysyş ugurlary degişlilikde magenta we goňur oklar bilen görkezilýär.Aboveokardaky suratda, bu x we y ugurlara gönükdirilen torlaryň zynjyrlary degişli magenta we goňur çyzyklar bilen görkezilýär we özbaşdak z ugruna gönükdirilen zynjyrlar ýaşyl çyzyklar bilen görkezilýär.Fibrin jelinde (c), x we y ugurlardaky gyrmyzy we goňur çyzyklar üýtgemedik ýagdaýdan has köp egilýär we z ugrundaky ýaşyl çyzyklar egilýär we uzalýar.Gysyş we dartyş ugurlarynyň arasyndaky dartgynlyk aralyk ugurly sapaklar arkaly geçirilýär.Agaroza jellerinde ähli ugurlardaky zynjyrlar jeliň deformasiýasyna ep-esli goşant goşýan osmotik basyşy kesgitleýär.d Biaxial Poisson-yň gatnaşygyndaky çak edilýän üýtgeşme,}} ^ {{{{r \ rm {eff}}}}}} = - {{{{r \ rm {ln}}}}}} \ lambda} _ { agarose (ýaşyl çyzyk) we fibrin (gyzyl çyzyk) jelleriň deňhukukly gysylmagy üçin z} / {{{{{{r \ rm {ln}Salgy, jeliň iki taraplaýyn deformasiýasyny görkezýär.e Jel berkligi S bilen kadalaşdyrylan translokasiýa basyşynyň üýtgemegi ΔPtr, agarose we fibrin mikrogelleri üçin gysyş gatnaşygy hökmünde meýilleşdirilýär.Nyşan reňkleri (a) reňklerine gabat gelýär.Greenaşyl we gyzyl çyzyklar, degişlilikde agarose we fibrin jelleri üçin ΔPtr / S we 1 / λr arasyndaky nazary gatnaşygy görkezýär.Gyzyl çyzygyň çyzylan bölegi, interiber täsirleri sebäpli güýçli gysyşda ΔPtr-iň artandygyny görkezýär.
Bu tapawut, degişlilikde çeýe24 we gaty 25 sapakdan ybarat fibrin we agarose mikrogel torlarynyň deformasiýasynyň dürli mehanizmleri bilen baglanyşyklydyr.Çeýe jelleriň biaksial gysylmagy olaryň göwrüminiň peselmegine we konsentrasiýanyň we osmotik basyşyň ýokarlanmagyna getirýär, bu jeliň çäksiz ugurda uzalmagyna getirýär.Jeliň soňky uzalmagy, uzalýan zynjyrlaryň entropiki erkin energiýasynyň köpelmegine we uzaldylan jeldäki polimeriň pesligi sebäpli osmozyň erkin energiýasynyň azalmagyna baglydyr.Güýçli biaxial gysyş astynda jeliň uzalmagy λz ≈ 0.6 \ ({{\ lambda} _ {{{\ rm {r}}} ^ {- 2/3}} \) bilen ýokarlanýar (2a surata serediň) çekişme bölümi 5.3.3).Çeýe zynjyrlaryň sazlaşykly üýtgemeleri we iki taraplaýyn saklanmazdan ozal we soň degişli torlaryň görnüşi Şekillerde görkezilýär.2b.
Munuň tersine, fibrin ýaly süýümli jeller biaxial saklanmaga başgaça jogap berýär.Filamentler esasan gysyş flexiniň ugruna paralel ugrukdyrylýar (şeýlelik bilen kesişmeleriň arasyndaky aralygy azaldýar), filamentler esasan gysyş ugruna perpendikulýar bolup, elastik güýjüň täsiri astynda göni uzalýar we jeliň uzalmagyna sebäp bolýar ( 1-nji surat).2c) Düzedilmedik SM, MM we RM gurluşlary, SEM we CFM şekillerini seljermek bilen häsiýetlendirildi (Goşmaça çekişme bölümi IV we goşmaça surat 9).Elastik moduly (E), diametri (d), profiliň uzynlygy (R0), üýtgemedik fibrin mikrogellerindäki uçlaryň (L0 ≈ R0) we merkezi burç (ψ0) aralygy kesgitlemek arkaly (Goşmaça tablisa 2) - 4), sapak egilmek modulynyň bardygyny görýäris \ ({k} _ {{{{{\ rm {b))))))))} = \ frac {9 \ pi E {d} ^ {4}} {4 {\ psi} _ {0} ^ {2} {L} _ {0}} \) dartyş modulyndan ep-esli az \ ({k} _ {{{{{{\ rm {s}}}} }}}} = E \ frac {\ pi {d} ^ {2} {R} _ {0}} {4} \), şonuň üçin kb / ks ≈ 0.1 (Goşmaça tablisa 4).Şeýlelik bilen, biaxial gel saklanyş şertlerinde fibrin süýümleri aňsatlyk bilen egilýär, ýöne uzalmagyna garşy durýar.Biaxial gysylma sezewar bolýan toruň uzalmagy Goşmaça 17-nji suratda görkezilýär.
Nazary affine modelini taýýarlaýarys (Goşmaça çekişme bölümi we goşmaça suratlar 10-16), onda süýümli jeliň uzalmagy jelde hereket edýän elastik güýçleriň ýerli deňagramlylygyndan kesgitlenýär we güýçli biaxial dartyşda λz - 1 çäklendirme astynda
(1) deňleme, hatda güýçli gysylma ýagdaýynda-da (\ ({\ lambda} _ {{{\ mbox {r))) \, \ to \, 0 \)) birneme jeliň giňelmegini we soňraky uzalma deformasiýasynyň bardygyny görkezýär doýma λz - 1 = 0,15 ± 0.05.Bu özüňi alyp barşyň (i) \ ({\ çep ({k} _ {{{{({\ rm {b}}}}} /} k {_ {s}}}}}}} \ sag)} ^ {1/2} \) ≈ 0.15−0.4 we (ii) inedördül ýaýlaryň adalgasy asimptotiki taýdan ýakynlaşýar \ (1 {{\ mbox {/}}} \ sqrt Güýçli biaxial baglanyşyklar üçin {3} \) prefektoryň \ ({\ çep ({k} _ {({\ mbox {b)))) / {k} _ {({\ mbox {) bellemelidiris. s)))) \ sag)} ^ {1/2} \) E sapagyň berkligi bilen hiç hili baglanyşygy ýok, ýöne diňe d / L0 sapagyň nukdaýnazary we arkanyň merkezi burçy bilen kesgitlenýär SM, MM we RM bilen meňzeş ψ0 (Goşmaça tablisa 4).
Çeýe we süzgüçli jelleriň arasyndaky erkinlige sebäp bolan dartgynlygyň tapawudyny has-da bellemek üçin, “Poisson” -yň iki taraplaýyn gatnaşygy \ ({\ nu} _ {{{({\ rm {b)))))} {{\ mbox { =}}} \, \ mathop {{\ lim}} \ çäkler _ {{\ lambda} _ {{{{({\ rm {r}}}}}} to to 1} \ frac {{\ lambda} _ {{{{{\ rm {z}}} 1 - {1 - {\ lambda} _ {{({\ rm {r}}} iki sany radial ugurda deň ştama jogap hökmünde gel ştammynyň ugry we muny uly birmeňzeş ştamlara çenli uzadýar \ rm {b}}}}}} {{{{{\ rm {eff} }} = - {{{{r \ rm {ln}}}} lambda} _ {z} / {{{({\ rm {ln))))))) } _ {{{({\ rm {r))))))))} \).Injirde.2d görkezýär \ ({{{{{{\ rm {\ nu}}} Ag}}}}}} \) çeýe (agarose ýaly) we gaty (fibrin ýaly) jelleriň birmeňzeş biaxial gysylmagy üçin (goşmaça çekişme, Bölüm 5.3.4) we tussaglyga jogaplaryň güýçli tapawudynyň arasyndaky baglanyşygy görkezýär. Güýçli çäklendirmelerdäki agarose jelleri üçin asimptotik bahasy 2/3 ýokarlanýar we fibrin jelleri üçin nola çenli azalýar, sebäbi lnλz / lnλr → 0, λz artýar artmagy bilen doýmak.Synaglarda ýapyk sferik mikrogelleriň birmeňzeş deformasiýa edilýändigini we olaryň merkezi böleginiň has güýçli gysylýandygyny ýadyňyzdan çykarmaň;şeýle-de bolsa, 1 / λr uly mukdarda ekstrapolasiýa, eksperimenti birmeňzeş deformasiýa edilen jeller üçin teoriýa bilen deňeşdirmäge mümkinçilik berýär.
Çeýe zynjyr jelleriniň we süzgüçli jelleriň özüni alyp barşynda başga bir tapawut, gysylanda hereketleri sebäpli tapyldy.Geliň berkligi S bilen kadalaşdyrylan translokasiýa basyşy artýan gysyş bilen ýokarlandy (2-nji surat), ýöne 2.0 ≤ 1 / λr ≤ 3,5-de fibrin mikrogelleri gysylanda ΔPtr / S-den ep-esli pes bahalary görkezdi.Agaroza mikrogeliniň saklanmagy, polimer molekulalarynyň uzalmagy bilen (2-nji surat, çepde) we translokasiýa basyşynyň ΔPtr / S by ýokarlanmagyna sebäp bolan osmotik basyşyň ýokarlanmagyna getirýär. 1 / λr) 14/317.Munuň tersine, ýapyk fibrin mikrogelleriň görnüşi radial gysyş we uzynlyk dartyş sapaklarynyň energiýa balansy bilen kesgitlenýär, bu iň uzyn uzynlyk deformasiýasyna sebäp bolýar λz ~ \ (\ sqrt {{k} _ {{{{{{ \ rm {b))))))))} / {k} _ {{{{{\ rm {s}}}1 / λr ≫ 1 üçin, terjime basyşynyň üýtgemegi 1} {{{({\ rm {ln)))))) \ çep ({{\ lambda}} _ {{{{{\ rm {r}}}}}}} ^ {{-} 1} \ sag) \) (Goşmaça çekişme, 5.4 bölüm), 2-nji suratda gaty gyzyl çyzykdan görnüşi ýaly.Şeýlelik bilen, rPtr agarose jellerine garanyňda az çäklendirilýär.1 / λr> 3,5 bilen gysylmak üçin, filamentleriň göwrüminiň ep-esli ýokarlanmagy we goňşy filamentleriň täsiri jeliň hasam deformasiýasyny çäklendirýär we tejribe netijeleriniň çaklamalardan sowulmagyna getirýär (2-nji suratdaky gyzyl nokat çyzyk).Şol bir 1 / λr we Δ \ ({P} _ {{{{r \ rm {tr}}}} r {r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r }}}} \) <ΔP <Δ \ ({P} _ {{{r {rm {tr))))))) }}}} \) agarose jeli mikrokannel tarapyndan tutular we şol bir berkligi bolan fibrin jeli ondan geçer.ΔP <Δ \ ({P} _ {{{{r \ rm {tr))))))))) _ {{{{r \ rm {fibrin))))))))} \ ), Iki jel hem kanaly petiklär, ýöne fibrin jeli has çuňlaşar we has täsirli gysylar, suwuklygyň akymynyň öňüni alar.2-nji suratda görkezilen netijeler süýümli jeliň gan akmagy azaltmak ýa-da çişlere gan üpjünçiligini saklamak üçin täsirli wilka bolup biljekdigini görkezýär.
Beýleki tarapdan, fibrin tromboemboliýa eltýän palta skafyny emele getirýär, bu trombyň işemiki insultyň käbir görnüşlerinde bolşy ýaly ΔP <ΔPtr-de gämini öz içine alýan patologiki ýagdaýdyr (3a surat).Fibrin mikrogelleriniň çäklendirilen çäklendirilen uzalmagy, C we C fibrinogeniň çäklendirilen we üýtgemedik mikrogeller bolan çeýe zynjyr jelleri bilen deňeşdirilende C / C fibrinogeniň fibrin konsentrasiýasynyň has güýçli ýokarlanmagyna getirdi.Jeldäki polimer konsentrasiýasy.3b suratda, SM, MM we RM-de fibrinogen C / C, çäklendirme we suwsuzlyk sebäpli 1 / λr ≈ 4.0-de ýedi esse artandygyny görkezýär (Goşmaça 16-njy surat).
Beýnimizdäki orta beýni arteriýasynyň okklýuziýasynyň shematiki şekili.b Obstruktiw SM (gaty gyzyl tegelekler), MM (gaty gara kwadratlar) we RM (gaty gök üçburçluklar) -da fibrin konsentrasiýasynyň çäklendirilen araçylyk derejesi.c Çäklendirilen fibrin jelleriniň ýarylmagyny öwrenmek üçin ulanylýan synag dizaýny.TBS-de floresan bellikli tPA ergini 5,6 × 107 µm3 / s akym tizliginde we esasy mikrokaneliň uzyn okuna perpendikulýar ýerleşýän kanallar üçin goşmaça basyş 0,7 Pa peseldi.d Xf = 28 µm, ΔP = 700 Pa we bölüniş wagtynda obstruktiw MM-iň (D0 = 200 µm) köpugurly mikroskopik şekili.Dik nokat çyzyklar MM-iň yzky we öňki gyralarynyň başlangyç ýagdaýlaryny tlys = 0-da görkezýär. Greenaşyl we gülgüne reňkler degişlilikde AlexaFluor633 belgili FITC-dextran (70 kDa) we tPA gabat gelýär.e Df 174 µm (gök açyk ters üçburçluk), 199 µm (gök açyk üçburçluk) we 218 µm (gök açyk üçburçluk), degişlilikde Xf = 28 ± 1 bolan konus mikrokanelinde wagtlaýyn üýtgeýän otnositel göwrümi. µm.bölümlerde degişlilikde ΔP 1200, 1800 we 3000 Pa we Q = 1860 ± 70 µm3 / s bar.Goşundyda mikrokaneli dakýan RM (D0 = 218 µm) görkezilýär.f SM, MM ýa-da RM-iň otnositel göwrüminiň wagt üýtgemegi, degişlilikde 2400 we 1860 µm3 XP = 32 ± 12 µm, ΔP 400, 750 we 1800 Pa we ΔP 12300 Pa we Q 12300 / s.Xf mikrogeliň öňdäki ýagdaýyny görkezýär we gysylmanyň başyndan uzaklygyny kesgitleýär.V (tlys) we V0 degişlilikde lizlenen mikrogeliň wagtlaýyn göwrümi we bozulmadyk mikrogeliň göwrümi.Nyşan reňkleri b reňkdäki reňklere gabat gelýär.E, f üstündäki gara oklar, mikrogelleriň mikroelektrikden geçmeginden soňky iň soňky pursata gabat gelýär.D, e ölçeg şkalasy 100 µm.
Çäklendirmäniň obstruktiw fibrin jelleri boýunça suwuklyk akymynyň azalmagyna täsirini öwrenmek üçin, trombolitiki agent dokumasynyň plazminogen işjeňleşdirijisi (tPA) bilen aralaşan SM, MM we RM lizisini öwrendik.3c-nji suratda liz synaglary üçin ulanylýan tejribe dizaýny görkezilýär. ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) we akym tizligi, 0,1 mg / ml (floresan izotiosýanat) FITC-Dextran bilen garylan Tris-buferli duzly (TBS) Q = 2400 μm3 / s, mikrogel örtülen mikrokaneli öz içine alýar sebiti. ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) we akym tizligi, 0,1 mg / ml (floresan izotiosýanat) FITC-Dextran bilen garylan Tris-buferli duzly (TBS) Q = 2400 μm3 / s, mikrogel örtülen mikrokaneli öz içine alýar sebiti. При ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока, Q = 2400 мкм3 / с, трис-буферного солевого раствора (ТБС), смешанного с 0,1 мг / гар (флуоресцеинизоти каканата) ФИТКы. ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) we akym tizligi, 0,1 mg / mL (floresan izotiosýanat) FITC-dekstran bilen garylan Tris buferli duzly (TBS) Q = 2400 µm3 / s, mikrogel birleşýän mikrokaneli öz içine alýar.sebiti.Δ 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 硫氰酸 荧光） IT FITC- 葡聚糖 混合 时 ， 微 堵塞 堵塞了 锥形 微。。在 ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) 和 = Q = 2400 μm3 / s 了 锥形 微 通道 地区。 Микрогели кану сививаются при смешивании трис-буферного солевого раствора (TBS) с 0,1 мг / Кш (флуоресцеинизоти консанат) FITC-декстрана при ΔP = 700 Па (<ΔPtr) ка че и Кон Кон Кон <<< аловов. Tris buferli duzly (TBS) 0,1mg / mL (floresan izotiosýanat) FITC-dekstran bilen ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) we akym tizligi Q = 2400 µm3 / s mikro-kanallaryň koniki sebitleri bilen garylanda mikrogeller dakylýar.Mikrogeliň öňe gidiş ýagdaýy X0 başlangyç gysyş nokadyndan uzaklygyny kesgitleýär.Liziň döremegine sebäp bolmak üçin, TBS-de floresan bellikli tPA ergini, ortogonally ýerleşýän kanaldan esasy mikrokaneliň uzyn okuna sanjym edildi.
TPA çözgüdi okkluzal MM-e ýetende, mikrogeliň yzky gyrasy bulaşdy, fibriniň ýarylmagynyň tlys = 0 wagtynda başlandygyny görkezýär (3d surat we goşmaça 18-nji surat).Fibrinoliz wagtynda boýag bilen belgilenen TPA MM-iň içinde ýygnanýar we fibrin süýümleri bilen baglanyşýar, bu mikrogelleriň gülgüne reňkiniň intensiwliginiň kem-kemden ýokarlanmagyna getirýär.Tlys = 60 minutda, MM yzky böleginiň dargamagy sebäpli şertnama baglaşýar we öňdebaryjy gyrasy Xf-iň ýagdaýy az üýtgeýär.160 minutdan soň, berk şertnama baglaşylan MM şertnamany dowam etdirdi we tlys = 161 minutda gysylmany başdan geçirdi we şeýlelik bilen mikrokaneliň üsti bilen suwuklyk akymyny dikeltdi (3-nji surat we goşmaça 18-nji surat, sag sütün).
Injirde.3e, dürli ululykdaky fibrin mikrogelleriniň başlangyç göwrümi V0-a kadalaşdyrylan V göwrüminiň (tlys) lizis-araçylyk wagtyna bagly azalmagyny görkezýär.D0 174, 199 ýa-da 218 µm bolan CO degişlilikde ΔP 1200, 1800 ýa-da 3000 Pa we mikrokaneli ýapmak üçin Q = 1860 ± 70 µm3 / s mikrokanala ýerleşdirildi (3e surat, inset).iýmitlenmek.Mikrogeller kanallardan geçip bilýänçä kem-kemden kiçelýärler.Has uly başlangyç diametri bolan CO-nyň kritiki göwrüminiň peselmegi has uzyn liz wagty talap edýär.Dürli ululykdaky RM-lerden şuňa meňzeş akym sebäpli ýarylmak şol bir tizlikde ýüze çykýar, netijede has uly RM-leriň kiçi bölekleriniň siňdirilmegi we olaryň gijikdirilmegi.Injirde.3f, SM, MM we RM üçin bölünenligi sebäpli V (tlys) / V0-de degişlilikde azalmagy görkezýär, D0 = 197 ± 3 µm tlys funksiýasy hökmünde meýilleşdirilýär.SM, MM we RM üçin her mikrogel degişlilikde ΔP 400, 750 ýa-da 1800 Pa we Q 12300, 2400 ýa-da 1860 µm3 / s bolan mikrokanelde ýerleşdiriň.SM-e ulanylýan basyş RM-den 4,5 esse pes bolsa-da, SM-iň ýokary geçirijiligi sebäpli SM-den akym alty esse güýçli boldy we mikrogeliň gysylmagy SM-den MM we RM-e çenli azaldy. .Mysal üçin, tlys = 78 min, SM esasan eräp, göçürildi, MM we PM degişlilikde asyl göwrüminiň bary-ýogy 16% we 20% saklanandygyna garamazdan mikrokanelleri ýapmagy dowam etdirdiler.Bu netijeler, süýümli süýümli jelleriň konweksiýa-araçylyk lizisiniň ähmiýetini görkezýär we aşaky fibrin düzümi bolan palta has çalt siňdirilýändigi baradaky habarlar bilen baglanyşdyrylýar.
Şeýlelik bilen, işimiz eksperimental we teoretiki taýdan filamentli jelleriň biaxial tussaglyga jogap berýän mehanizmini görkezýär.Süýümli jelleriň çäkli giňişlikde özüni alyp barşy, filamentleriň dartyş energiýasynyň güýçli assimetriýasy (gysyşda ýumşak we dartyşda gaty) we diňe süzgüçleriň gatnaşygy we egriligi bilen kesgitlenýär.Bu reaksiýa dar kapilýallardaky süýümli jelleriň minimal uzalmagyna getirýär, gysyş we az az basyş bilen olaryň biaxial Poisson gatnaşygy azalýar.
Softumşak deformasiýa bölejikleriniň biaxial saklanyşy tehnologiýalaryň giň toplumynda ulanylýandygy sebäpli, netijelerimiz täze süýümli materiallaryň ösmegine itergi berýär.Hususan-da, dar kapilýarlarda ýa-da turbalarda süýümli jelleriň iki taraplaýyn saklanmagy, olaryň güýçli gysylmagyna we geçirijiliginiň düýpgöter peselmegine getirýär.Okkluziv süýümli jelleriň üsti bilen suwuklyk akymynyň güýçli päsgelçiligi, gan akmagyň öňüni almak ýa-da näsazlyklara gan üpjünçiligini azaltmak üçin wilka hökmünde ulanylanda artykmaçlyklary bar33,34,35.Beýleki tarapdan, okkluzal fibrin jeliniň üsti bilen suwuklyk akymynyň peselmegi, şeýlelik bilen konwektiw-araçylykly tromb liziniň öňüni almak, okkluzal damarlaryň haýal lizisini görkezýär [27, 36, 37].Biziň modelleşdiriş ulgamymyz, süýümli biopolimer gidrogelleriň biaksial saklanmagyna mehaniki täsiriniň netijelerine düşünmek üçin ilkinji ädimdir.Gan öýjüklerini ýa-da trombositleri obstruktiw fibrin jellerine goşmak, olaryň çäklendirme häsiýetine täsir eder we has çylşyrymly biologiki ähmiýetli ulgamlaryň özüni alyp barşyny açmak üçin indiki ädim bolar.
Fibrin mikrogelleri taýýarlamak we MF enjamlaryny ýasamak üçin ulanylýan reagentler Goşmaça maglumatlarda (Goşmaça usullar 2 we 4 bölümler) beýan edilýär.Fibrin mikrogelleri, MF enjamyna gönükdirilen akymda fibrinogeniň, Tris buferiniň we trombiniň garyndy erginini emulsiýa etmek arkaly taýýarlandy, soň bolsa damja jelleşmesi.Böwrek fibrinogen ergini (TBS-de 60 mg / ml), Tris buferi we iriňli trombin ergini (10 mM CaCl2 ergininde 5 U / ml) iki sany özbaşdak gözegçilik edilýän şpris nasosy (PhD 200 Garward Apparat PHD 2000 şpris nasosy) ulanyldy.MF, ABŞ-ny blokirlemek üçin).1 wt.% Blok kopolimer PFPE-P (EO-PO) -PFPE bolan F-ýag üznüksiz fazasy, üçünji şpris nasosy bilen MF bölümine girizildi.MF enjamynda emele gelen damjalar, F-ýagy öz içine alýan 15 ml sentrifuga turbasynda ýygnalýar.Fibrin jelasiýasyny tamamlamak üçin turbalary 37 ° C-de 1 sagat suw wannasyna goýuň.FITC belgili fibrin mikrogelleri, degişlilikde fibrinogen we FITC belgili adam fibrinogenini degişlilikde 33: 1 agram derejesinde garyşdyrmak arkaly taýýarlandy.Amal fibrin mikrogelleri taýýarlamak bilen deňdir.
Mikrogelleri F ýagyndan TBS-e, dispersiýany 185 g 2 minutda merkezden gaçyryp geçiriň.Çökgünli mikrogeller 20 wt% perfluorooktil alkogoly bilen garylan F ýagynda, soň bolsa 0,5 wt% Span 80, heksan, 0,1 wt% Triton X we TBS-de geksanda dargadyldy.Ahyrynda, mikrogeller 0.01 wt% 20 aralygyndaky TBS-de ýaýradyldy we synaglardan takmynan 1-2 hepde öň 4 ° C derejesinde saklandy.
MF enjamynyň ýasalmagy Goşmaça Maglumatda (Goşmaça usullar 5-nji bölüm) beýan edilýär.Adaty synagda, ΔP-iň polo positiveitel bahasy, mikrokanellere diametri 150
Bu gözlegiň netijelerini goldaýan maglumatlar, haýyşy boýunça degişli awtorlardan elýeterlidir.Fibrin jelleriniň çig SEM şekilleri, sanjymdan öň we soň fibrin jelleriniň çig TEM şekilleri, 1 we 2. 2 we 3-nji suratlar üçin esasy giriş maglumatlary çig mal faýlynda berilýär.Bu makala asyl maglumatlary berýär.
Litwinow RI, Piters M., de Lange-Loots Z. we Weisel JV fibrinogen we fibrin.Makromolekulýar belok toplumynda III: Gurluşy we işleýşi (red. Harris, JR we Marles-Wraýt, J.) 471-501 https://doi.org/10.1007/978-3-030-58971-4_15 (Springer we Cham, 2021).
Bosman FT we Stamenkowiç I. Öýjükli matrisanyň funksional gurluşy we düzümi.J. Pasol.200, 423–428 (2003).
Şazada E. we Kumaçewa E. Emeli biomimetiki süýümli gidrogelleriň dizaýny we ulanylyşy.Milli Matt Red.4, 99–115 (2019).
Broedersz, CP & Mackintosh, FC Modelarym çeýe polimer torlaryny modellemek.Ruhany Mod.fizika.86, 995-1036 (2014).
Hatami-Marbini, H. we Piku, KR semiarym çeýe biopolimer torlarynyň mehaniki modelleri: affin däl deformasiýa we uzak aralyga baglylyklaryň bolmagy.Softumşak materiýa mehanikasynda öňe gidişlik 119–145 (Springer, Berlin, Heidelberg, 2012).
Vader D, Kabla A, Weitz D we Mahadevan L. Kollagen jelleriniň stres bilen deňleşdirilmegi.“PLoS One 4”, e5902 (2009).
Tupan S., Pastore JJ, MakKintosh FS, Lubenski TS we Gianmi PA biogelleriň çyzykly çeýeligi.Tebigat 435, 191–194 (2005).
Likup, AJ Stress kollagen ulgamynyň mehanizmlerine gözegçilik edýär.prosesi.Milli Ylymlar akademiýasy.Ylym.ABŞ 112, 9573–9578 (2015).
Janmi, PA we ş.m.Semiarym çeýe biopolimer jellerinde negatiw adaty stres.Milli alma mater.6, 48–51 (2007).
Kang, H. we ş.m.Gaty süýümli torlaryň çyzykly çeýeligi: dartyşlaryň gatylaşmagy, negatiw adaty stres we fibrin jellerinde süýümleriň deňleşmegi.J. Fizika.Himiki.V. 113, 3799–3805 (2009).
Gardel, ML we ş.m.Özara baglanyşykly we bagly aktin torlarynyň elastik häsiýeti.Ylym 304, 1301–1305 (2004).
Sharma, A. we ş.m.Kritiki gözegçilikli ştamm bilen dolandyrylýan süýümli optiki torlaryň çyzykly mehanikasy.Milli fizika.12, 584–587 (2016).
Wahabi, M. we ş.m.Uniaxial prestress astynda süýüm torlarynyň çeýeligi.50umşak zat 12, 5050–5060 (2016).
Wufsus, AR, Macera, NE & Neeves, KB Fibrin we trombosit dykyzlygynyň funksiýasy hökmünde gan damarlarynyň gidrawliki geçirijiligi.biofizika.104urnal, 1812–1823 (2013).
Li, Y. we ş.m.Gidrogelleriň köp taraply hereketi dar kapilýiller bilen çäklenýär.Ylym.17017-nji ýylyň 5-nji jaýy (2015).
Liu, X., Li, N. & Wen, C. Patologiki birmeňzeşligiň çuň damar trombozynyň sahnasynda gyrkym tolkun elastografiýasyna täsiri.“PLoS One 12”, e0179103 (2017).
Mfoumou, E.trombus.ammar.133, 265–271 (2014).
Weisel, JW & Nagaswami, C. Elektron mikroskopiýa we bulaşyklyk synlamalaryna degişlilikde fibrin polimerizasiýa dinamikasynyň kompýuter simulýasiýasy: palta gurluşy we gurnama kinetiki gözegçilikde saklanýar.biofizika.63urnal 63, 111–128 (1992).
Raýan, EA, Mokros, LF, Weisel, JW we Lorand, L. Fibrin palta reologiýasynyň gurluş taýdan gelip çykyşy.biofizika.J. 77, 2813–2826 (1999).
Iş wagty: 23-2023-nji fewral