ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.comคุณกำลังใช้เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่มีการรองรับ CSS แบบจำกัดเพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดต (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer)นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
แสดงภาพหมุนสามสไลด์พร้อมกันใช้ปุ่มก่อนหน้าและถัดไปเพื่อเลื่อนผ่านสามสไลด์ในแต่ละครั้ง หรือใช้ปุ่มแถบเลื่อนที่ส่วนท้ายเพื่อเลื่อนผ่านสามสไลด์ในแต่ละครั้ง
ข้อจำกัดของเส้นใยไฮโดรเจลในการลดเส้นเลือดฝอยมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบชีวภาพและชีวการแพทย์แรงดึงและแรงอัดในแกนเดียวของไฮโดรเจลที่เป็นเส้นใยได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง แต่การตอบสนองของพวกมันต่อการกักเก็บในแกนสองแกนในเส้นเลือดฝอยยังคงไม่มีการสำรวจในที่นี้ เราสาธิตทั้งทางการทดลองและทางทฤษฎีว่าเจลเส้นใยตอบสนองในเชิงคุณภาพต่อข้อจำกัดมากกว่าเจลโซ่แบบยืดหยุ่น เนื่องจากความไม่สมมาตรในคุณสมบัติทางกลของเส้นใยที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งมีความอ่อนตัวในการบีบอัดและแข็งตัวในแรงดึงภายใต้การเก็บรักษาที่แข็งแกร่ง เจลที่มีเส้นใยจะมีการยืดตัวเล็กน้อยและการลดลงของซีมโทติกในอัตราส่วนของปัวซองแบบสองแกนต่อศูนย์ ส่งผลให้เกิดการบดอัดของเจลอย่างเข้มข้นและการซึมผ่านของของเหลวผ่านเจลได้ไม่ดีผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ถึงความต้านทานของลิ่มเลือดอุดตันแบบยืดออกต่อการสลายโดยสารรักษาโรค และกระตุ้นการพัฒนาของเส้นเลือดอุดตันที่หลอดเลือดจากเจลที่มีเส้นใยเพื่อหยุดเลือดออกในหลอดเลือดหรือยับยั้งปริมาณเลือดของเนื้องอก
เครือข่ายเส้นใยเป็นส่วนสำคัญทางโครงสร้างพื้นฐานและการทำงานของเนื้อเยื่อและเซลล์ที่มีชีวิตแอกตินเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงร่างโครงร่างของเซลล์ไฟบรินเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรักษาบาดแผลและการสร้างลิ่มเลือด2 และคอลลาเจน อีลาสติน และไฟโบรเนคตินเป็นส่วนประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์ในอาณาจักรสัตว์3เครือข่ายของโพลีเมอร์ชีวภาพที่มีเส้นใยกลับคืนมาได้กลายเป็นวัสดุที่มีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ
เครือข่ายเส้นใยเป็นตัวแทนของสสารอ่อนทางชีวภาพประเภทหนึ่งที่แยกจากกันโดยมีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างจากเครือข่ายโมเลกุลที่ยืดหยุ่นคุณสมบัติบางอย่างเหล่านี้ได้รับการพัฒนาในระหว่างการวิวัฒนาการเพื่อควบคุมการตอบสนองของสสารทางชีววิทยาต่อการเสียรูป6ตัวอย่างเช่น โครงข่ายเส้นใยแสดงความยืดหยุ่นเชิงเส้นที่สายพันธุ์เล็ก ในขณะที่สายพันธุ์ใหญ่จะมีความแข็งเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงรักษาความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ ของเจลเส้นใย เช่น ความเค้นปกติที่เป็นลบในการตอบสนองต่อความเครียดเฉือน ยังไม่ได้ถูกค้นพบ
มีการศึกษาสมบัติทางกลของไฮโดรเจลเส้นใยกึ่งยืดหยุ่นภายใต้แรงตึงแกนเดียว 13,14 และแรงอัด8,15 แต่ยังไม่มีการศึกษาการบีบอัดแบบสองแกนที่เกิดจากอิสระของพวกมันในเส้นเลือดฝอยหรือท่อแคบที่นี่เรารายงานผลการทดลองและเสนอกลไกสำหรับพฤติกรรมของไฮโดรเจลที่เป็นเส้นใยภายใต้การกักเก็บแบบสองแกนในช่องไมโครฟลูอิดิกในทางทฤษฎี
ไมโครเจลไฟบรินที่มีอัตราส่วนความเข้มข้นของไฟบริโนเจนและทรอมบินและเส้นผ่านศูนย์กลาง D0 ที่หลากหลายตั้งแต่ 150 ถึง 220 µm ถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีไมโครฟลูอิดิก (รูปที่ 1 เพิ่มเติม)บนรูป1a แสดงภาพของไมโครเจลที่มีป้ายกำกับฟลูออโรโครมที่ได้รับโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์คอนโฟคอล (CFM)ไมโครเจลมีลักษณะเป็นทรงกลม มีการกระจายตัวน้อยกว่า 5% และมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอทั่วทั้งสเกลที่ตรวจสอบโดย CFM (ข้อมูลเสริมและภาพยนตร์ S1 และ S2)ขนาดรูพรุนโดยเฉลี่ยของไมโครเจล (กำหนดโดยการวัดความสามารถในการซึมผ่านของ Darcy16) ลดลงจาก 2280 เป็น 60 นาโนเมตร ปริมาณไฟบรินเพิ่มขึ้นจาก 5.25 เป็น 37.9 มก./มล. และความเข้มข้นของทรอมบินลดลงจาก 2.56 เป็น 0.27 หน่วย/มล. ตามลำดับ(ข้อมูลเพิ่มเติม).ข้าว.2), 3 และตารางเสริม 1)ความแข็งที่สอดคล้องกันของไมโครเจลเพิ่มขึ้นจาก 0.85 เป็น 3.6 kPa (รูปที่ 4 เพิ่มเติม)ตัวอย่างของเจลที่เกิดจากสายโซ่ที่มีความยืดหยุ่น จะใช้ไมโครเจลอะกาโรสที่มีความแข็งหลากหลายชนิด
ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์ของไอโซไทโอไซยาเนตฟลูออเรสซิน (FITC) ที่มีป้ายกำกับ PM แขวนลอยอยู่ใน TBSสเกลแท่งคือ 500 µmb ภาพ SEM ของ SM (บน) และ RM (ล่าง)สเกลบาร์ 500 นาโนเมตรc แผนผังของช่องไมโครฟลูอิดิกที่ประกอบด้วยช่องขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง dl) และบริเวณรูปทรงกรวยแคบที่มีมุมเข้า α 15° และเส้นผ่านศูนย์กลาง dc = 65 µmd จากซ้ายไปขวา: ภาพกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงของ RM (เส้นผ่านศูนย์กลาง D0) ในช่องขนาดใหญ่ บริเวณรูปกรวย และการหดตัว (จำกัดความยาวของเจล Dz)สเกลแท่งคือ 100 µme, f ภาพ TEM ของ RM ที่ไม่มีรูปร่าง (e) และ RM ที่ถูกแยกออก (f) คงที่เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงโดยมีการหดตัว 1/แลม = 2.7 ตามด้วยการคลายและการตรึง 5% ของมวลกลูตาราลดีไฮด์ใน TBSเส้นผ่านศูนย์กลางของ CO ที่ไม่มีรูปร่างคือ 176 μmสเกลบาร์คือ 100 นาโนเมตร
เรามุ่งเน้นไปที่ไมโครเจลไฟบรินที่มีความแข็ง 0.85, 1.87 และ 3.6 kPa (ต่อไปนี้จะเรียกว่าไมโครเจลแบบอ่อน (SM), ไมโครเจลแบบแข็งปานกลาง (MM) และไมโครเจลแบบแข็ง (RM) ตามลำดับ)ความแข็งของเจลไฟบรินในช่วงนี้มีลำดับความสำคัญเดียวกันกับลิ่มเลือด18,19 และด้วยเหตุนี้เจลไฟบรินที่ศึกษาในงานของเราจึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับระบบทางชีววิทยาที่แท้จริงบนรูป1b แสดงภาพด้านบนและด้านล่างของโครงสร้าง SM และ RM ที่ได้รับโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ตามลำดับเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้าง RM เครือข่าย SM นั้นถูกสร้างขึ้นโดยเส้นใยที่หนากว่าและมีจุดแตกแขนงน้อยกว่า ซึ่งสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ 20, 21 (รูปที่ 5 เพิ่มเติม)ความแตกต่างในโครงสร้างของไฮโดรเจลมีความสัมพันธ์กับแนวโน้มของคุณสมบัติของมัน: การซึมผ่านของเจลลดลงเมื่อขนาดรูพรุนลดลงจาก SM เป็น MM และ RM (ตารางเสริม 1) และความแข็งของเจลจะกลับกันไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไมโครเจลหลังการเก็บรักษาที่ 4 ° C เป็นเวลา 30 วัน (รูปที่ 6 เพิ่มเติม)
บนรูป1c แสดงแผนภาพของช่องไมโครฟลูอิดิกที่มีหน้าตัดเป็นวงกลมซึ่งประกอบด้วย (จากซ้ายไปขวา): ช่องขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง dl โดยที่ไมโครเจลยังคงไม่มีรูปร่าง เป็นส่วนที่เป็นรูปกรวยซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางแคบลง dc < D0, กรวย -ส่วนที่มีรูปร่างและช่องขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง dl (รูปที่ 7 เพิ่มเติม)ในการทดลองทั่วไป ไมโครเจลถูกฉีดเข้าไปในช่องไมโครฟลูอิดิกที่แรงดันตกเชิงบวก ΔP ที่ 0.2–16 kPa (รูปที่ 8 เพิ่มเติม)ช่วงความดันนี้สอดคล้องกับความดันโลหิตที่มีนัยสำคัญทางชีวภาพ (120 มม. ปรอท = 16 กิโลปาสคาล)22บนรูป1d (จากซ้ายไปขวา) แสดงภาพที่เป็นตัวแทนของ RM ในช่องขนาดใหญ่ พื้นที่ทรงกรวย และการหดตัวการเคลื่อนไหวและรูปร่างของไมโครเจลถูกบันทึกและวิเคราะห์โดยใช้โปรแกรม MATLABเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในบริเวณที่เรียวลงและการหดตัวนั้นไมโครเจลจะสัมผัสกับผนังของไมโครช่องสัญญาณอย่างสอดคล้องกัน (รูปที่ 8 เพิ่มเติม)ระดับการกักเก็บในแนวรัศมีของไมโครเจลที่การทำให้แคบลง D0/dc = 1/แลมบ์เร อยู่ในช่วง 2.4 ≤ 1/แลมบ์เร ≤ 4.2 โดยที่ 1/แลมร คืออัตราส่วนการบีบอัดไมโครเจลจะผ่านการหดตัวเมื่อ ΔP > ΔPtr โดยที่ ΔPtr คือความแตกต่างของความดันการโยกย้ายความยาวและขนาดของรูพรุนของไมโครเจลที่ถูกจำกัดแบบสองแกนนั้นถูกกำหนดโดยสภาวะสมดุลของพวกมัน เนื่องจากเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องคำนึงถึงความหนืดของเจลในระบบทางชีววิทยาด้วยเวลาปรับสมดุลสำหรับไมโครเจลอะกาโรสและไฟบรินคือ 10 นาที และ 30 นาที ตามลำดับหลังจากช่วงเวลาเหล่านี้ ไมโครเจลที่มีจำกัดจะไปถึงตำแหน่งและรูปร่างที่มั่นคง ซึ่งถ่ายโดยใช้กล้องความเร็วสูงและวิเคราะห์โดยใช้ MATLAB
บนรูป1e, 1f แสดงภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ของโครงสร้าง RM ที่ไม่มีรูปร่างและจำกัดในแกนสองแกนหลังจากการบีบอัด RM ขนาดรูพรุนของไมโครเจลลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และรูปร่างของพวกมันกลายเป็นแบบแอนไอโซโทรปิกโดยมีขนาดที่เล็กลงตามทิศทางของการบีบอัด ซึ่งสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ 23
การบีบอัดแบบสองแกนในระหว่างการหดตัวทำให้ไมโครเจลยืดออกในทิศทางไม่จำกัดด้วยสัมประสิทธิ์ γz = \({D__{{{{{{\rm{z}}}}}}}/\({D _ { 0}\) โดยที่ \({D__{{{(({\rm{z}}}}}}}}\) คือความยาวของไมโครเจลแบบปิด รูปที่ 2a แสดงการเปลี่ยนแปลงใน γzvs .1/ ladr สำหรับไมโครเจลไฟบรินและอะกาโรส น่าแปลกที่ภายใต้การบีบอัดที่รุนแรงที่ 2.4 ≤ 1/แลมบ์ดา ≤ 4.2 ไมโครเจลไฟบรินจะแสดงการยืดตัวเล็กน้อยที่ 1.12 +/- 0.03 แลซซ์ ซึ่งได้รับผลกระทบเพียงเล็กน้อยจากค่า 1/แลมร พฤติกรรมของ ไมโครเจลอะกาโรสที่จำกัด ซึ่งสังเกตได้แม้ในการบีบอัดที่อ่อนกว่า 1/γr = 2.6 จนถึงการยืดตัวที่มากขึ้น γz = 1.3
การทดลองไมโครเจลของ Agarose ด้วยโมดูลัสยืดหยุ่นต่างๆ (2.6 kPa, เพชรเปิดสีเขียว; 8.3 kPa, วงกลมเปิดสีน้ำตาล; 12.5 kPa, สี่เหลี่ยมจัตุรัสสีส้มเปิด; 20.2 kPa, สามเหลี่ยมกลับหัวเปิดสีม่วงแดง) และ SM (สีแดงทึบ) การเปลี่ยนแปลงในการยืดตัวที่วัดได้ γz ( วงกลม), MM (สี่เหลี่ยมทึบสีดำ) และ RM (สามเหลี่ยมทึบสีน้ำเงิน)เส้นทึบแสดงค่า αz ที่คาดการณ์ไว้ตามทฤษฎีสำหรับอะกาโรส (เส้นสีเขียว) และไมโครเจลไฟบริน (เส้นและสัญลักษณ์ที่มีสีเดียวกัน)b, c แผงด้านบน: แผนผังของเครือข่ายโซ่ของ agarose (b) และไฟบริน (c) ก่อน (ซ้าย) และหลัง (ขวา) การบีบอัดแบบสองแกนด้านล่าง: รูปร่างของเครือข่ายที่เกี่ยวข้องก่อนและหลังการเปลี่ยนรูปทิศทางการบีบอัด x และ y ระบุด้วยลูกศรสีม่วงแดงและสีน้ำตาลตามลำดับในรูปด้านบน สายโซ่ของเครือข่ายที่มุ่งเน้นในทิศทาง x และ y เหล่านี้จะแสดงด้วยเส้นสีม่วงแดงและสีน้ำตาลที่สอดคล้องกัน และสายโซ่ที่มุ่งเน้นในทิศทาง z ที่กำหนดเองจะแสดงด้วยเส้นสีเขียวในไฟบรินเจล (c) เส้นสีม่วงและสีน้ำตาลในทิศทาง x และ y โค้งงอมากกว่าในสภาวะที่ไม่มีรูปร่าง และเส้นสีเขียวในทิศทาง z โค้งงอและยืดออกความตึงระหว่างทิศทางของแรงอัดและความตึงจะถูกส่งผ่านเกลียวที่มีทิศทางตรงกลางในเจลอะกาโรส โซ่ในทุกทิศทางจะกำหนดแรงดันออสโมติก ซึ่งมีส่วนสำคัญต่อการเสียรูปของเจลd การเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์ไว้ในอัตราส่วนของปัวซองแบบสองแกน } }^{{{{{\rm{eff}}}}}}} =-{{{{{\rm{ln}}}}}}{\lambda _{ z}/{{{{ {{ \rm{ln}}}}}}{\lambda __{r}\ ) สำหรับการบีบอัดเจล agarose (เส้นสีเขียว) และไฟบริน (เส้นสีแดง) ในแนวเท่ากันสิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดงการเสียรูปในแกนสองแกนของเจลe การเปลี่ยนแปลงความดันการโยกย้าย ΔPtr ซึ่งปรับให้เป็นมาตรฐานถึงความแข็งของเจล S ถูกพล็อตเป็นฟังก์ชันของอัตราส่วนการบีบอัดสำหรับไมโครเจล agarose และไฟบรินสีของสัญลักษณ์สอดคล้องกับสีใน (a)เส้นสีเขียวและสีแดงแสดงถึงความสัมพันธ์ทางทฤษฎีระหว่าง ΔPtr/S และ 1/γr สำหรับเจลอะกาโรสและไฟบริน ตามลำดับส่วนประของเส้นสีแดงแสดงการเพิ่มขึ้นของ ΔPtr ภายใต้การบีบอัดที่รุนแรงเนื่องจากการโต้ตอบของอินเตอร์ไฟเบอร์
ความแตกต่างนี้เกี่ยวข้องกับกลไกต่างๆ ของการเสียรูปของเครือข่ายไฟบรินและไมโครเจลอะกาโรส ซึ่งประกอบด้วยเธรดแบบยืดหยุ่น 24 และแบบแข็ง 25 ตามลำดับการบีบอัดเจลแบบยืดหยุ่นแบบสองแกนจะทำให้ปริมาตรลดลงและความเข้มข้นและความดันออสโมติกเพิ่มขึ้นที่เกี่ยวข้อง ซึ่งนำไปสู่การยืดตัวของเจลในทิศทางที่ไม่จำกัดการยืดตัวขั้นสุดท้ายของเจลขึ้นอยู่กับความสมดุลของการเพิ่มขึ้นของพลังงานอิสระเอนโทรปิกของสายโซ่ที่ยืดออก และพลังงานอิสระของการออสโมซิสที่ลดลงเนื่องจากความเข้มข้นของโพลีเมอร์ลดลงในเจลที่ยืดออกภายใต้การบีบอัดแบบสองแกนอย่างแรง การยืดตัวของเจลจะเพิ่มขึ้นด้วย γz mut 0.6 \({{\lambda}_{{{\rm{r}}}}^{-2/3}}\) (ดูรูปที่ 2a ใน การอภิปรายหัวข้อ 5.3.3)การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสายโซ่อ่อนตัวและรูปร่างของโครงข่ายที่สอดคล้องกันก่อนและหลังการยึดแกนสองแกนถูกแสดงไว้ในรูปที่2b.
ในทางตรงกันข้าม เจลที่มีเส้นใย เช่น ไฟบริน ตอบสนองต่อการกักเก็บแบบสองแกนโดยธรรมชาติแล้วเส้นใยจะวางตัวขนานกับทิศทางของแรงอัด (ซึ่งจะช่วยลดระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อ) ในขณะที่เส้นใยส่วนใหญ่จะตั้งฉากกับทิศทางของการบีบอัดจะยืดและยืดออกภายใต้การกระทำของแรงยืดหยุ่น ทำให้เจลยืดตัว ( รูปที่ 1)2c) โครงสร้างของ SM, MM และ RM ที่ไม่มีรูปแบบนั้นมีลักษณะเฉพาะโดยการวิเคราะห์รูปภาพ SEM และ CFM (การสนทนาเพิ่มเติมส่วนที่ IV และรูปที่ 9 เพิ่มเติม)โดยการพิจารณาโมดูลัสยืดหยุ่น (E) เส้นผ่านศูนย์กลาง (d) ความยาวโปรไฟล์ (R0) ระยะห่างระหว่างปลาย (L0 anta R0) และมุมกลาง (ψ0) ของเส้นในไมโครเจลไฟบรินที่มีรูปร่างไม่ปกติ (ตารางเสริม 2) - 4) เราพบว่าโมดูลัสการดัดเกลียว \({k} {{{{{\rm{b))))))))}=\frac{9\pi E{d}^{4} } {4 {\psi } _{0}^{2}{L__{0}}\) น้อยกว่าโมดูลัสแรงดึงของมันอย่างมาก\({k__{{{{{{\rm{s}}} } }} }}=E\frac{\pi {d}^{2}{R__{0}}{4}\) ดังนั้น kb/ks เท่ากับ 0.1 (ตารางเสริม 4)ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขของการกักเก็บเจลแบบสองแกน เส้นไฟบรินจึงโค้งงอได้ง่าย แต่ต้านทานการยืดตัวการยืดตัวของโครงข่ายใยแก้วภายใต้การบีบอัดแบบสองแกนจะแสดงในรูปที่ 17 เพิ่มเติม
เราพัฒนาแบบจำลองความสัมพันธ์เชิงทฤษฎี (ส่วนการสนทนาเพิ่มเติม V และรูปที่ 10–16 เพิ่มเติม) ซึ่งการยืดตัวของเจลที่มีเส้นใยถูกกำหนดจากสมดุลเฉพาะที่ของแรงยืดหยุ่นที่กระทำในเจลและคาดการณ์ว่าในสายพันธุ์แกนสองแกนที่แข็งแกร่ง γ z - 1 ภายใต้ข้อจำกัด
สมการ (1) แสดงให้เห็นว่าแม้จะอยู่ภายใต้การบีบอัดที่รุนแรง (\({\lambda `{{{\mbox{r))))\,\to \,0\)) มีการขยายตัวของเจลเล็กน้อยและการยืดตัวที่ตามมาจะผิดรูปเมื่อ ความอิ่มตัว γz–1 = 0.15 ± 0.05พฤติกรรมนี้เกี่ยวข้องกับ (i) \({\left({k__{{{{({\rm{b}}}}}}}}}/{k__{{{{{{\rm { s }}}}}}}\right)}^{1/2}\) µ 0.15−0.4 และ (ii) คำในวงเล็บเหลี่ยมประมาณค่าประมาณ \(1{{\mbox{/}}} \sqrt { 3 }\) สำหรับพันธะสองแกนที่แข็งแกร่ง สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าปัจจัยนำหน้า \({\left({k__{({\mbox{b))))/{k__{({\mbox{ s))))\right)}^{1/ 2 }\) ไม่เกี่ยวข้องกับความแข็งของเธรด E แต่ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนกว้างยาวของเธรด d/L0 และมุมที่ศูนย์กลางของส่วนโค้งเท่านั้น ψ0 ซึ่งคล้ายกับ SM, MM และ RM (ตารางเสริม 4)
เพื่อเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างในความเครียดที่เกิดจากอิสระระหว่างเจลที่ยืดหยุ่นและเจลที่เป็นเส้นใย เราขอแนะนำอัตราส่วนของปัวซองที่มีแกนสองแกน \({\nu __{{{({\rm{b)))))) }{{\ mbox { =}}}\,\mathop{{\lim}}\limits_{{\lambda__{{{{({\rm{r}}}}}}}\to 1}\ frac{{\ lambda } _{ {{{{\rm{z}}}}}}-1}{1-{\lambda __{{({\rm{r}}}}}}}}}, \) อธิบายความไม่มีขอบเขต การวางแนวของความเครียดเจลเพื่อตอบสนองต่อความเครียดที่เท่ากันในสองทิศทางในแนวรัศมี และขยายไปสู่ความเครียดที่สม่ำเสมอขนาดใหญ่ \ rm{b }}}}}}}}^{{{{\rm{eff}}}}}}} }}=-{{{{{\rm{ln}}}}}}} }{ \lambda } _{z} /{{{({\rm{ln)))))))}{\lambda _{{{({\rm{r)))))))))}\) .บนรูป2d แสดง \({{{{{\rm{\nu }}}}}}__{{{({\rm{b}}}}}}}^{{{ {{\rm { eff }}}}}}\) สำหรับการบีบอัดแบบสองแกนที่สม่ำเสมอของเจลที่มีความยืดหยุ่น (เช่น อะกาโรส) และเจลแข็ง (เช่น ไฟบริน) (การอภิปรายเพิ่มเติม ส่วนที่ 5.3.4) และเน้นความสัมพันธ์ระหว่างความแตกต่างอย่างมากในการตอบสนองต่อการถูกคุมขัง สำหรับเจลอะกาโรสภายใต้ข้อจำกัดที่เข้มงวด {\rm{eff}}}}}}}}\) จะเพิ่มขึ้นเป็นค่าซีมโทติก 2/3 และสำหรับเจลไฟบริน จะลดลงเหลือศูนย์ เนื่องจาก lnγz/lnแลr → 0 เนื่องจาก λz เพิ่มขึ้นด้วย ความอิ่มตัวเมื่อ γr เพิ่มขึ้นโปรดทราบว่าในการทดลอง ไมโครเจลทรงกลมปิดจะเสียรูปอย่างไม่เป็นเนื้อเดียวกัน และส่วนกลางของพวกมันจะมีการบีบอัดที่แรงกว่าอย่างไรก็ตาม การอนุมานค่าที่มากเป็น 1/γr ทำให้สามารถเปรียบเทียบการทดลองกับทฤษฎีของเจลที่มีรูปทรงสม่ำเสมอได้
ความแตกต่างอีกประการหนึ่งในพฤติกรรมของเจลโซ่แบบยืดหยุ่นและเจลแบบเส้นใยนั้นพบได้เนื่องจากการเคลื่อนที่เมื่อหดตัวความดันการโยกย้าย ΔPtr ซึ่งถูกทำให้เป็นมาตรฐานเป็นความแข็งของเจล S เพิ่มขึ้นตามการบีบอัดที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 2e) แต่ที่ 2.0 ≤ 1 / λr ≤ 3.5 ไมโครเจลไฟบรินแสดงค่าที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญของ ΔPtr / S ลงในระหว่างการหดตัวการกักเก็บไมโครเจลของ agarose ส่งผลให้แรงดันออสโมติกเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การยืดตัวของเจลในทิศทางตามยาวในขณะที่โมเลกุลของโพลีเมอร์ถูกยืดออก (รูปที่ 2b ซ้าย) และความดันการโยกย้ายเพิ่มขึ้น ΔPtr/S ~( 1/แลร์)14/317.ในทางตรงกันข้าม รูปร่างของไมโครเจลไฟบรินแบบปิดถูกกำหนดโดยสมดุลพลังงานของเกลียวที่มีการบีบอัดในแนวรัศมีและความตึงตามยาว ซึ่งนำไปสู่การเสียรูปตามยาวสูงสุด γz ~\(\sqrt{{k}__{{{ {{ { \rm{ ข)))))))} /{k__{{{{{{{\rm{s}}}}}}}}}\)สำหรับ 1/แลมบ์ ≫ 1 การเปลี่ยนแปลงของแรงกดในการโยกย้ายจะถูกวัดเป็น 1 }{{{({\rm{ln))))))\left({{\lambda }__{{{{{{\rm {r} }}}}}}}^{{-} 1} \right)\) (การสนทนาเพิ่มเติมส่วนที่ 5.4) ดังที่แสดงโดยเส้นทึบสีแดงในรูปที่ 2eดังนั้น ΔPtr จึงมีข้อจำกัดน้อยกว่าในเจลอะกาโรสสำหรับการบีบอัดด้วย 1/แลมป์ > 3.5 การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในส่วนปริมาตรของเส้นใยและอันตรกิริยาของเส้นใยข้างเคียงจะจำกัดการเสียรูปของเจลเพิ่มเติม และนำไปสู่การเบี่ยงเบนของผลการทดลองจากการคาดการณ์ (เส้นประสีแดงในรูปที่ 2e)เราสรุปได้ว่าสำหรับ 1/แลมr และ Δ\({P_{{{{{{\rm{tr}}}}}}}_{{{{\rm{fibrin}}} ))}}_{{{\rm{fibrin}}} )) } }}}\) < ΔP < Δ\({P__{{{{{{\rm{tr))))))}}`{{{{\rm{agarose}} }} } } } }}\) ไมโครแชนแนลจะจับเจลอะกาโรส และเจลไฟบรินที่มีความแข็งเท่ากันจะผ่านเข้าไปสำหรับ ΔP < Δ\({P__{{{{{\rm{tr))))))))_{{{{\rm{ไฟบริน))))))))}\ ) เจลทั้งสองชนิดจะปิดกั้นช่อง แต่เจลไฟบรินจะดันลึกขึ้นและบีบอัดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปิดกั้นการไหลของของไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นผลลัพธ์ที่แสดงในรูปที่ 2 แสดงให้เห็นว่าเจลเส้นใยสามารถทำหน้าที่เป็นปลั๊กที่มีประสิทธิภาพในการลดเลือดออกหรือยับยั้งการส่งเลือดไปยังเนื้องอก
ในทางกลับกัน ไฟบรินก่อให้เกิดก้อนนั่งร้านที่นำไปสู่การเกิดลิ่มเลือดอุดตัน ซึ่งเป็นภาวะทางพยาธิวิทยาที่ลิ่มเลือดอุดตันหลอดเลือดที่ ΔP < ΔPtr เช่นในโรคหลอดเลือดสมองตีบบางประเภท (รูปที่ 3a)การยืดตัวของไมโครเจลไฟบรินที่เกิดจากข้อจำกัดที่น้อยลงส่งผลให้ความเข้มข้นของไฟบรินของไฟบริโนเจน C/C เพิ่มขึ้นแข็งแกร่งขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับเจลโซ่แบบยืดหยุ่น โดยที่ไฟบรินของ C และ C ถูกจำกัดและไมโครเจลที่ไม่มีรูปร่างตามลำดับความเข้มข้นของโพลีเมอร์ในเนื้อเจลรูปที่ 3b แสดงให้เห็นว่าไฟบริโนเจน C / C ใน SM, MM และ RM เพิ่มขึ้นมากกว่าเจ็ดเท่าที่ 1 / แลมทริ § 4.0 ซึ่งได้แรงหนุนจากข้อ จำกัด และการขาดน้ำ (รูปที่ 16 เพิ่มเติม)
ภาพประกอบแผนผังของการอุดตันของหลอดเลือดแดงกลางสมองในสมองb การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของไฟบรินโดยอาศัยข้อ จำกัด ในสิ่งกีดขวาง SM (วงกลมสีแดงทึบ), MM (สี่เหลี่ยมทึบสีดำ) และ RM (สามเหลี่ยมสีน้ำเงินทึบ)c การออกแบบการทดลองใช้เพื่อศึกษาความแตกแยกของเจลไฟบรินที่ถูกจำกัดสารละลายของ tPA ที่มีป้ายกำกับเรืองแสงใน TBS ถูกฉีดที่อัตราการไหล 5.6 × 107 µm3/s และความดันลดลงเพิ่มเติม 0.7 Pa สำหรับช่องสัญญาณที่ตั้งฉากกับแกนยาวของไมโครช่องหลักd ภาพกล้องจุลทรรศน์หลายช่องรวมของสิ่งกีดขวาง MM (D0 = 200 µm) ที่ Xf = 28 µm, ΔP = 700 Pa และระหว่างการแยกเส้นประแนวตั้งแสดงตำแหน่งเริ่มต้นของขอบด้านหลังและด้านหน้าของ MM ที่ tlys = 0 สีเขียวและสีชมพูสอดคล้องกับ FITC-dextran (70 kDa) และ tPA ที่มีป้ายกำกับ AlexaFluor633 ตามลำดับe ปริมาตรสัมพัทธ์ที่แปรผันตามเวลาของ RM ที่ถูกรวมด้วย D0 เท่ากับ 174 µm (สามเหลี่ยมเปิดกลับสีน้ำเงิน), 199 µm (สามเหลี่ยมเปิดสีน้ำเงิน) และ 218 µm (สามเหลี่ยมเปิดสีน้ำเงิน) ตามลำดับ ในไมโครช่องสัญญาณรูปกรวยที่มี Xf = 28 ± 1 ไมโครเมตรส่วนต่างๆ มี ΔP 1200, 1800 และ 3000 Pa ตามลำดับ และ Q = 1860 ± 70 µm3/sสิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดง RM (D0 = 218 µm) ที่กำลังเสียบไมโครช่องf การแปรผันของเวลาของปริมาตรสัมพัทธ์ของ SM, MM หรือ RM วางที่ Xf = 32 ± 12 µm ที่ ΔP 400, 750 และ 1800 Pa และ ΔP 12300 Pa และ Q 12300 ในบริเวณทรงกรวยของไมโครช่อง ตามลำดับ 2400 และ 1860 µm3 /วิXf แสดงถึงตำแหน่งด้านหน้าของไมโครเจลและกำหนดระยะห่างจากจุดเริ่มต้นของการหดตัวV(tlys) และ V0 คือปริมาตรชั่วคราวของไมโครเจลที่ถูกสลายและปริมาตรของไมโครเจลที่ไม่ถูกรบกวน ตามลำดับสีตัวอักษรสอดคล้องกับสีในขลูกศรสีดำบน e, f ตรงกับช่วงเวลาสุดท้ายก่อนที่ไมโครเจลจะผ่านไมโครแชนเนลสเกลบาร์ใน d, e คือ 100 µm
เพื่อตรวจสอบผลกระทบของข้อ จำกัด ต่อการลดการไหลของของไหลในเจลไฟบรินที่อุดกั้น เราได้ศึกษาการสลายของ SM, MM และ RM ที่ถูกแทรกซึมด้วย plasminogen activator เนื้อเยื่อของสารสลายลิ่มเลือด (tPA)รูปที่ 3c แสดงการออกแบบการทดลองที่ใช้สำหรับการทดลองการแยกสลาย ที่ ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) และอัตราการไหล, Q = 2,400 μm3/s ของน้ำเกลือทริสบัฟเฟอร์ (TBS) ผสมกับ 0.1 มก./มล. ของ (ฟลูออเรสซีน ไอโซไทโอไซยาเนต) FITC-Dextran ไมโครเจลจะปิดกั้นไมโครแชนแนลแบบเรียว ภูมิภาค. ที่ ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) และอัตราการไหล, Q = 2,400 μm3/s ของน้ำเกลือทริสบัฟเฟอร์ (TBS) ผสมกับ 0.1 มก./มล. ของ (ฟลูออเรสซีน ไอโซไทโอไซยาเนต) FITC-Dextran ไมโครเจลจะปิดกั้นไมโครแชนแนลแบบเรียว ภูมิภาค. При ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока, Q = 2400 мкм3/с, трис-буферного солевого раствора (TBS), смешанного с 0,1 мг/мл (флуоре сцеинизотиоцианата) FITC-декстрана, микрогель перекрывал сужающийся микроканал. ที่ ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) และอัตราการไหล Q = 2,400 µm3/s ของน้ำเกลือทริสบัฟเฟอร์ (TBS) ผสมกับ 0.1 มก./มล. (ฟลูออเรสซีนไอโซไทโอไซยาเนต) FITC-dextran ไมโครเจลจะปิดกั้นไมโครแชนแนลที่มาบรรจบกันภูมิภาค.ที่ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) 和流速Q = 2400 μm3/s Tris 缓冲盐水(TBS) 与0.1 mg/mL ของ（异硫氰酸荧光素）FITC-葡聚糖混合时，微凝胶堵塞了锥形微通道地区。ที่ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) และ Q = 2400 μm3/s了锥形微通道地区。 Микрогели закупориваются при смешивании трис-буферного солевого раствора (TBS) с 0,1 мг/ml (флуоресцеинизотиоцианат) FITC-декст рана при ΔP = 700 Па (<ΔPtr) и скорости потока Q = 2400 мкм3/с Конические области микроканалов. ไมโครเจลถูกเสียบเมื่อน้ำเกลือบัฟเฟอร์ Tris (TBS) ผสมกับ 0.1 มก./มล. (ฟลูออเรสซีนไอโซไทโอไซยาเนต) FITC-dextran ที่ ΔP = 700 Pa (<ΔPtr) และอัตราการไหล Q = 2400 µm3/s บริเวณทรงกรวยของไมโครแชนเนลตำแหน่งข้างหน้า Xf ของไมโครเจลจะกำหนดระยะห่างจากจุดการหดตัวเริ่มต้น X0เพื่อกระตุ้นให้เกิดการสลาย สารละลายของ tPA ที่มีป้ายกำกับเรืองแสงใน TBS ถูกฉีดจากช่องทางที่ตั้งฉากตั้งฉากกับแกนยาวของไมโครช่องหลัก
เมื่อสารละลาย tPA ถึง MM ด้านบดเคี้ยว ขอบด้านหลังของไมโครเจลจะเบลอ ซึ่งบ่งชี้ว่าความแตกแยกของไฟบรินเริ่มขึ้นในเวลา tlys = 0 (รูปที่ 3 มิติและรูปที่ 18 เพิ่มเติม)ในระหว่างการละลายลิ่มเลือด tPA ที่มีป้ายกำกับสีย้อมจะสะสมภายใน MM และจับกับเส้นใยไฟบริน ซึ่งทำให้ความเข้มของสีชมพูของไมโครเจลเพิ่มขึ้นทีละน้อยที่ tlys = 60 นาที MM หดตัวเนื่องจากการละลายของส่วนหลัง และตำแหน่งของขอบนำ Xf เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยหลังจากผ่านไป 160 นาที MM ที่หดตัวอย่างรุนแรงยังคงหดตัว และที่ tlys = 161 นาที มันจะเกิดการหดตัว ดังนั้นจึงฟื้นฟูการไหลของของไหลผ่านไมโครช่องสัญญาณ (รูปที่ 3 มิติและรูปที่ 18 เสริม คอลัมน์ขวา)
บนรูป3e แสดงการลดลงของปริมาตร V(tlys) ที่ขึ้นกับเวลาโดยอาศัยการสลายซึ่งถูกทำให้เป็นมาตรฐานกับปริมาตรเริ่มต้น V0 ของไมโครเจลไฟบรินที่มีขนาดต่างกันCO ที่มี D0 174, 199 หรือ 218 µm ถูกวางลงใน microchannel ด้วย ΔP 1200, 1800 หรือ 3000 Pa ตามลำดับ และ Q = 1860 ± 70 µm3/s เพื่อบล็อก microchannel (รูปที่ 3e, สิ่งที่ใส่เข้าไป)โภชนาการไมโครเจลจะค่อยๆ หดตัวจนมีขนาดเล็กพอที่จะทะลุผ่านช่องต่างๆ ได้การลดปริมาตรวิกฤตของ CO ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้นที่มากขึ้นต้องใช้เวลาในการแยกสลายนานขึ้นเนื่องจากการไหลที่คล้ายกันผ่าน RM ที่มีขนาดแตกต่างกัน ความแตกแยกจึงเกิดขึ้นในอัตราเดียวกัน ส่งผลให้เกิดการย่อยเศษส่วนที่น้อยกว่าของ RM ที่ใหญ่กว่า และการโยกย้ายของพวกมันล่าช้าบนรูป3f แสดงการลดลงสัมพัทธ์ใน V(tlys)/V0 เนื่องจากการแยกสำหรับ SM, MM และ RM ที่ D0 = 197 ± 3 µm ที่พล็อตเป็นฟังก์ชันของ tlysสำหรับ SM, MM และ RM ให้วางไมโครเจลแต่ละตัวในไมโครช่องที่มี ΔP 400, 750 หรือ 1800 Pa และ Q 12300, 2400 หรือ 1860 µm3/s ตามลำดับแม้ว่าความดันที่ใช้กับ SM จะต่ำกว่า RM 4.5 เท่า แต่การไหลผ่าน SM นั้นแข็งแกร่งกว่าหกเท่าเนื่องจากการซึมผ่านของ SM ที่สูงขึ้น และการหดตัวของไมโครเจลลดลงจาก SM เป็น MM และ RM .ตัวอย่างเช่น ที่ tlys = 78 นาที SM จะละลายและถูกแทนที่เป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่ MM และ PM ยังคงอุดตันไมโครแชนเนลต่อไป แม้จะรักษาปริมาตรเดิมไว้เพียง 16% และ 20% ตามลำดับก็ตามผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของการสลายของเส้นใยเจลที่หดตัวโดยอาศัยการพาความร้อน และมีความสัมพันธ์กับรายงานการย่อยลิ่มเลือดได้เร็วขึ้นโดยมีปริมาณไฟบรินต่ำกว่า
ดังนั้น งานของเราจึงสาธิตกลไกที่เจลใยอาหารตอบสนองต่อการจำกัดขอบเขตในแกนสองแกนทั้งในเชิงทดลองและทางทฤษฎีพฤติกรรมของเจลเส้นใยในพื้นที่จำกัดถูกกำหนดโดยความไม่สมดุลอย่างมากของพลังงานความเครียดของเส้นใย (อ่อนในการบีบอัดและแข็งในแรงดึง) และโดยอัตราส่วนกว้างยาวและความโค้งของเส้นใยเท่านั้นปฏิกิริยานี้ส่งผลให้เจลเส้นใยที่อยู่ในเส้นเลือดฝอยแคบมีการยืดตัวน้อยที่สุด อัตราส่วนของปัวซองในแกนสองแกนจะลดลงเมื่อการบีบอัดเพิ่มขึ้นและแรงกดเล็กน้อยน้อยลง
เนื่องจากการกักเก็บอนุภาคที่เปลี่ยนรูปได้แบบอ่อนในแกนสองแกนถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีที่หลากหลาย ผลลัพธ์ของเราจึงกระตุ้นการพัฒนาวัสดุเส้นใยชนิดใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกักเก็บเจลเส้นใยในแกนสองแกนในเส้นเลือดฝอยหรือหลอดแคบ ทำให้เกิดการบดอัดที่แข็งแกร่งและความสามารถในการซึมผ่านลดลงอย่างมากการยับยั้งการไหลของของเหลวอย่างรุนแรงผ่านเจลที่มีเส้นใยอุดตันมีข้อดีเมื่อใช้เป็นปลั๊กเพื่อป้องกันเลือดออกหรือลดปริมาณเลือดไปสู่มะเร็ง33,34,35ในทางกลับกัน การไหลของของไหลที่ลดลงผ่านเจลไฟบรินด้านบดเคี้ยว จึงยับยั้งการสลายลิ่มเลือดอุดตันแบบพาความร้อน ซึ่งบ่งชี้ถึงการสลายอย่างช้าๆ ของลิ่มเลือดบดเคี้ยว [27, 36, 37]ระบบการสร้างแบบจำลองของเราเป็นก้าวแรกในการทำความเข้าใจผลกระทบของการตอบสนองเชิงกลของไฮโดรเจลโพลีเมอร์ชีวภาพที่มีเส้นใยต่อการกักเก็บในแกนสองแกนการรวมเซลล์เม็ดเลือดหรือเกล็ดเลือดเข้ากับเจลไฟบรินที่อุดกั้นจะส่งผลต่อพฤติกรรมการจำกัดของพวกมัน 38 และจะเป็นขั้นตอนต่อไปในการเปิดเผยพฤติกรรมของระบบที่มีนัยสำคัญทางชีววิทยาที่ซับซ้อนมากขึ้น
รีเอเจนต์ที่ใช้ในการเตรียมไมโครเจลไฟบรินและประดิษฐ์อุปกรณ์ MF ได้อธิบายไว้ในข้อมูลเสริม (วิธีการเสริมส่วนที่ 2 และ 4)ไมโครเจลไฟบรินถูกเตรียมโดยการอิมัลซิไฟเออร์สารละลายผสมของไฟบริโนเจน, บัฟเฟอร์ทริส และทรอมบินในอุปกรณ์ MF ที่เน้นการไหล ตามด้วยเจลหยดสารละลายไฟบริโนเจนจากวัว (60 มก./มล. ใน TBS), บัฟเฟอร์ทริสและสารละลายทรอมบินของวัว (5 U/มล. ในสารละลาย CaCl2 10 มิลลิโมลาร์) ถูกบริหารให้โดยใช้ปั๊มหลอดฉีดยาที่ได้รับการควบคุมอย่างอิสระสองตัว (ปั๊มหลอดฉีดยา PhD 200 Harvard Apparatus PHD 2000)เพื่อปิดกั้น MF สหรัฐอเมริกา)เฟสต่อเนื่องของน้ำมัน F ที่มีโคโพลีเมอร์บล็อก PFPE-P(EO-PO)-PFPE 1 % โดยน้ำหนักถูกนำเข้าไปในหน่วย MF โดยใช้ปั๊มหลอดฉีดยาตัวที่สามหยดที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ MF จะถูกรวบรวมในหลอดสำหรับการหมุนเหวี่ยงขนาด 15 มล. ที่ประกอบด้วยน้ำมัน Fวางหลอดในอ่างน้ำที่อุณหภูมิ 37 °C เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเพื่อทำให้เจลของไฟบรินสมบูรณ์ไมโครเจลไฟบรินที่มีฉลาก FITC ถูกเตรียมโดยการผสมไฟบริโนเจนจากวัวและไฟบริโนเจนของมนุษย์ที่มีฉลาก FITC ในอัตราส่วนน้ำหนัก 33:1 ตามลำดับขั้นตอนจะเหมือนกับการเตรียมไมโครเจลไฟบริน
ย้ายไมโครเจลจากน้ำมัน F ไปยัง TBS โดยการหมุนเหวี่ยงการกระจายตัวที่ 185 กรัมเป็นเวลา 2 นาทีไมโครเจลที่ตกตะกอนถูกกระจายไปในน้ำมัน F ผสมกับเพอร์ฟลูออโรออคติล แอลกอฮอล์ 20 % โดยน้ำหนัก จากนั้นจึงกระจายตัวในเฮกเซนที่มี 0.5 % โดยน้ำหนัก สแปน 80, เฮกเซน, 0.1 % โดยน้ำหนัก ไทรทัน X ในน้ำและ TBSสุดท้าย ไมโครเจลถูกกระจายใน TBS ที่มี Tween 20 0.01 % โดยน้ำหนัก และเก็บไว้ที่ 4°C เป็นเวลาประมาณ 1-2 สัปดาห์ก่อนการทดลอง
การประดิษฐ์อุปกรณ์ MF อธิบายไว้ในข้อมูลเสริม (วิธีการเสริมส่วนที่ 5)ในการทดลองทั่วไป ค่าบวกของ ΔP จะถูกกำหนดโดยความสูงสัมพัทธ์ของแหล่งกักเก็บที่เชื่อมต่อก่อนและหลังอุปกรณ์ MF สำหรับการนำไมโครเจลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 150 < D0 < 270 µm เข้าไปในช่องไมโครขนาดไมโครเจลที่ไม่ถูกรบกวนถูกกำหนดโดยการแสดงภาพในช่องมาโครไมโครเจลหยุดอยู่ในบริเวณรูปกรวยตรงทางเข้าสู่การบีบรัดเมื่อส่วนปลายของไมโครเจลด้านหน้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลา 2 นาที ให้ใช้โปรแกรม MATLAB เพื่อกำหนดตำแหน่งของไมโครเจลตามแนวแกน xเมื่อการเพิ่มขึ้นของ ∆P ทีละขั้น ไมโครเจลจะเคลื่อนที่ไปตามบริเวณรูปลิ่มจนกระทั่งเข้าสู่การหดตัวเมื่อไมโครเจลถูกใส่และบีบอัดจนสุด ΔP จะลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือศูนย์ ซึ่งจะทำให้ระดับน้ำระหว่างแหล่งกักเก็บสมดุล และไมโครเจลแบบปิดจะยังคงอยู่กับที่ภายใต้การบีบอัดวัดความยาวของไมโครเจลอุดกั้น 30 นาทีหลังจากการหดตัวหยุดลง
ในระหว่างการทดลองละลายลิ่มเลือด สารละลายของเดกซ์แทรนที่มีป้ายกำกับ t-PA และ FITC จะทะลุไมโครเจลที่ถูกบล็อกการไหลของของเหลวแต่ละชนิดถูกติดตามโดยใช้การถ่ายภาพเรืองแสงแบบช่องเดียวTAP ที่มีป้ายกำกับว่า AlexaFluor 633 ติดอยู่กับเส้นใยไฟบรินและสะสมอยู่ภายในไมโครเจลไฟบรินที่ถูกบีบอัด (ช่อง TRITC ในรูปที่ 18 เพิ่มเติม)สารละลายเดกซ์แทรนที่มีป้ายกำกับว่า FITC จะเคลื่อนที่โดยไม่เกิดการสะสมในไมโครเจล
ข้อมูลที่สนับสนุนผลการศึกษานี้มีให้จากผู้เขียนที่เกี่ยวข้องเมื่อมีการร้องขอภาพ SEM แบบดิบของไฟบรินเจล ภาพ TEM แบบดิบของไฟบรินเจลก่อนและหลังการฉีดวัคซีน และข้อมูลอินพุตหลักสำหรับรูปที่ 1 และ 2 รูปที่ 2 และ 3 มีให้ในไฟล์ข้อมูลดิบบทความนี้ให้ข้อมูลต้นฉบับ
Litvinov RI, Peters M., de Lange-Loots Z. และ Weisel JV ไฟบริโนเจนและไฟบรินใน Macromolecular Protein Complex III: โครงสร้างและหน้าที่ (ed. Harris, JR และ Marles-Wright, J.) 471-501 https://doi.org/10.1007/978-3-030-58971-4_15 ( Springer and Cham, 2021)
Bosman FT และ Stamenkovich I. โครงสร้างการทำงานและองค์ประกอบของเมทริกซ์นอกเซลล์เจ. ปาซอล.200, 423–428 (2003)
Prince E. และ Kumacheva E. การออกแบบและการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจลไฟเบอร์ไบโอมิเมติกเทียมเนชั่นแนล แมตต์ เรด4, 99–115 (2019)
Broedersz, CP & Mackintosh, FC การสร้างแบบจำลองเครือข่ายโพลีเมอร์กึ่งยืดหยุ่นนักบวช Modฟิสิกส์.86, 995–1036 (2014)
Khatami-Marbini, H. และ Piku, KR การสร้างแบบจำลองทางกลของเครือข่ายโพลีเมอร์ชีวภาพแบบกึ่งยืดหยุ่น: การเสียรูปแบบไม่สัมพันธ์กันและการมีอยู่ของการพึ่งพาในระยะไกลในความก้าวหน้าในกลศาสตร์วัตถุอ่อน 119–145 (Springer, Berlin, Heidelberg, 2012)
Vader D, Kabla A, Weitz D และ Mahadevan L. การจัดแนวคอลลาเจนเจลที่เกิดจากความเครียดโปรดหนึ่ง 4, e5902 (2009)
Storm S., Pastore JJ, McKintosh FS, Lubensky TS และ Gianmi PA ความยืดหยุ่นไม่เชิงเส้นของไบโอเจลธรรมชาติ 435, 191–194 (2005)
ลิคุป เอเจ ความเครียด ควบคุมกลไกการสร้างคอลลาเจนกระบวนการ.สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ.วิทยาศาสตร์.112 สหรัฐอเมริกา 9573–9578 (2015)
แจนมี เพนซิลเวเนีย และคณะความเครียดปกติเชิงลบในเจลโพลีเมอร์ชีวภาพกึ่งยืดหยุ่นโรงเรียนเก่าแห่งชาติ6, 48–51 (2550)
คัง เอช และคณะความยืดหยุ่นแบบไม่เชิงเส้นของโครงข่ายไฟเบอร์แบบแข็ง: การแข็งตัวของความเครียด ความเค้นปกติที่เป็นลบ และการจัดแนวของไฟเบอร์ในเจลไฟบรินเจ. ฟิสิกส์.เคมี.V. 113, 3799–3805 (2009)
Gardel, ML และคณะพฤติกรรมยืดหยุ่นของเครือข่ายแอกตินแบบเชื่อมโยงข้ามและที่ถูกผูกไว้วิทยาศาสตร์ 304, 1301–1305 (2004)
Sharma, A. และคณะกลศาสตร์ไม่เชิงเส้นของเครือข่ายใยแก้วนำแสงแบบควบคุมความเครียดพร้อมการควบคุมวิกฤตฟิสิกส์แห่งชาติ.12, 584–587 (2016)
วาฮาบี เอ็ม และคณะความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟเบอร์ภายใต้การอัดแรงแกนเดียวเนื้ออ่อน 12, 5050–5060 (2016)
Wufsus, AR, Macera, NE & Neeves, KB ความสามารถในการซึมผ่านของลิ่มเลือดไฮดรอลิกเป็นหน้าที่ของไฟบรินและความหนาแน่นของเกล็ดเลือดชีวฟิสิกส์วารสาร 104, 1812–1823 (2013)
หลี่ วาย และคณะพฤติกรรมที่หลากหลายของไฮโดรเจลถูกจำกัดด้วยเส้นเลือดฝอยแคบวิทยาศาสตร์.บ้าน 5, 17017 (2015)
Liu, X. , Li, N. & Wen, C. ผลของความแตกต่างทางพยาธิวิทยาต่อ elastography คลื่นเฉือนในการแสดงละครลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำส่วนลึกโปรดหนึ่ง 12, e0179103 (2017)
Mfoumou, E. , Tripette, J. , Blostein, M. & Cloutier, G. การหาปริมาณในร่างกายของการแข็งตัวของลิ่มเลือดขึ้นอยู่กับเวลาโดยใช้การถ่ายภาพอัลตราซาวนด์คลื่นเฉือนในรูปแบบการเกิดลิ่มเลือดอุดตันในหลอดเลือดดำของกระต่ายก้อนเลือดถังเก็บ133, 265–271 (2014)
Weisel, JW & Nagaswami, C. การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของพลวัตของพอลิเมอไรเซชันของไฟบรินที่เกี่ยวข้องกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและการสังเกตความขุ่น: โครงสร้างก้อนและการประกอบถูกควบคุมโดยจลนศาสตร์ชีวฟิสิกส์วารสาร 63, 111–128 (1992)
Ryan, EA, Mokros, LF, Weisel, JW และ Lorand, L. ต้นกำเนิดโครงสร้างของไฟบรินก้อนรีโอโลยีชีวฟิสิกส์เจ. 77, 2813–2826 (1999)
เวลาโพสต์: Feb-23-2023