| Summary: | Проблематика. Одним из быстро развивающихся направлений в науке является тканевая инженерия с использованием технологии “лаборатория на микрочипе”. Для оценки механических сокращений клеток используются оптическая микроскопия и анализ видеоданных. Однако известные методы регистрируют только факт сокращения клеток и существенно искажают форму и амплитуду полезного сигнала. Поэтому задачи корректного количественного анализа таких видеоизображений являются актуальными.
Цель. Целью работы является разработка алгоритма анализа видеоданных механических сокращений кардиомиоцитов на микрочипе для определения их функциональных и структурных свойств на тканевом уровне.
Методика реализации. Разработанный алгоритм анализа видеоизображений реализован программным кодом Matlab 2016. Для апробации предложенного метода были проанализированы данные о сокращения клеток кардиомиоцитов, выращенных в микрочипе. Исследовались три группы клеток: выращенные без стимуляции, а также клетки, которые стимулировались электрическими полями 5 и 25 В/см. Форма стимулирующих импульсов – прямоугольная, частота – 1 Гц.
Результаты. Предложенный алгоритм анализа видеоданных, позволяет оценить скорость сокращения клеток в микрометрах за секунду. Кроме того, он позволяет разложить механические колебания клеток на компоненты. Алгоритм использовался для оценки изменения скорости сокращения кардиомиоцитов в зависимости от интенсивности напряжения и частоты возбуждения.
Выводы. Предложенный метод анализа видеоданных сокращений клеток кардиомиоцитов на микрочипе не требует каких-либо вспомогательных биомаркеров или сред. Анализ видеоизображений позволяет оценить амплитуду и скорость колебаний, форму сигнала, пространственно- неоднородное распределение механической активности клеток. Показано, что импульсное электрическое поле в диапазоне 5–25 В/см на частоте 1 Гц при культивировании клеток оказывает отрицательное влияние на сократительную способность кардиомиоцитов.
|
|---|
