Bu eser desteklenmiştir tarafından bir APART Ödülü Avusturyalı Academy of Sciences (CTH), Çek Cumhuriyeti teknoloji ajansı Proje no. TA04010877 (CTH, VH ve JGS), ve Çek Bilim Vakfı (GACR) proje yok GA16-01246S (için JGS). Biz W. Tecumseh Fitch için takma diş sabitleştirici kremi kullanmak onun telkin ve ING teşekkür ederim. S. Liska eksize geyik larynges kazanmakta onun yardım için çek ordu orman hizmetinden.

Bu yazıda analiz hayvan numuneler Palacky Üniversitesi Olomouc, Çek Cumhuriyeti için standart etik gereksinimlerine uygun olarak tedavi edildi. Kızıl geyik çılgınca çek ordu Orman Hizmetleri tarafından normal Av sezonunda avlanan ormanlarda yaşayan kaynaklanıyor.
1. Hemi-gırtlak numune hazırlanması
Not: Tek düzgün hazırlanmış örnekler,4 ' te gösterildiği gibi kullanılmalıdır. Hızlı gırtlak buz gibi25 eksizyon ve depolama-80 ° C'de hemen sonra doku bozulması potansiyelini ve biyomekanik özellikleri İLETİMLERİNİZE en aza indirir ve deneyler uygun herhangi bir zamanda performans sağlar.
<ol><li>
Gırtlak defrost
	<ol>
<li>Donmuş larenks iki otoklav torbaları veya su geçirmez conta ile herhangi bir diğer plastik torbalar içine yerleştirin. Çantaları kapatın ve 30 ° C ile ısıtılan kadar gırtlak tamamen çözülmüş bir su banyosu koydu. Bir kaç saat gerekli süre aralığından gırtlak boyutuna ve donma sıcaklığı bağlı olarak fazla bir gün.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gırtlak Temizleme
	<ol>
<li>Gırtlak çözüldü sonra çantasından çıkarın ve iyice tuzlu çözüm ile temizleyin (% 0.9 NaCl).</li>
		<li>Dikkatli bir şekilde uygulanabilir olarak gereksiz doku çıkarın (yani dış boyun kasları, kemiği vb) olmadan ana gırtlak yapıları zarar ve trakea gırtlak bir hava tedarik tüp üzerine montaj için yeterli bir uzunluğa kısaltmak (genellikle ca. 4-5 cm).</li>
		<li>Gırtlak doku yaralar, organik deformasyonlar veya potansiyel olarak gırtlak deney için uygun olmayan yapabilirdiniz dondurma işleminden meydana gelen çatlaklar gibi potansiyel doku anomaliler için kontrol edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tiroid ve krikoid kıkırdak pozlama
	<ol>
<li>Böylece kıkırdak hemi-gırtlak oluşturma-sagittal kesimi için hazırlık açığa bir neşter kullanarak tiroid ve krikoid kıkırdak çevresinde dış gırtlak kas dokusu bölümlerini kaldırın. Bu Hazırlık aşaması şekil 1A ve 1Btasvir edilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Orta-sagittal tiroid kıkırdak ile kesmek
	<ol>
<li>Tiroid kıkırdak ön parçası ile bir ilk dikey kesme yapmak.</li>
		<li>Dikkatle kesme hakkında korunmuş kalmaya ihtiyacı vokal kat zarar vermemesi için sırayla kaldırılacak kenarı üzerine biraz daha fazla yer. Mümkünse, bir neşter kesme için kullanın. Kıkırdak kemikleşmiş, küçük bir testere kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Krikoid kıkırdak kesme
	<ol>
<li>Dikey kesme neden (kasılır) üzerinden arytenoid kıkırdak arasında ve sonra krikoid kıkırdak inferior tiroid çentik yaklaşık yatay bir düzeye aracılığıyla.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
L şeklinde bir kesik gırtlak içinde oluşturma bir vokal kat kaldırılması
	<ol>
<li>Daha önce yapılan dikey kesme krikoid kıkırdak alt ucundan başlayarak kesme ve inferior tiroid çentik doğru yeni kesme neden yatay olun. Anteriorly kaldırılacak gidiyor boğaz yandan katlanmış.</li>
		<li>Yumuşak doku ile tiroid kıkırdak iç tarafında cut - vokal kıvrımlar ön eki arasında kesme böylece vokal kat zarar kaçınarak tiroid kıkırdak önde gelen ederken dikkatli olun bir dikey oluşturmak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tiroid kıkırdak ile kesme arıtma
	<ol>
<li>Neşter, testere veya tiroid kıkırdak tam düz kesim uygulamak ve almak için bir dosyasına kapatın daha önce incelenen vokal kat ön kısmına olabildiğince kullanın.</li>
		<li>Ayrıca arka tiroid kıkırdak küçük bir bölümünü kaldırmak, arytenoid adducting için sivri uç eklemek için alan oluşturmak için (aşağıya bakınız) kıkırdak ve böylece vokal kat. Bu Hazırlık aşaması şekil 1 c ve 1 Dtasvir edilir. Not: araştırma soru bağlı olarak tüm vokal kat tam Fuar görünürlüğünü yukarıdan etkinleştirmek için gerekli olabilir. Böyle bir durumda, yapıları (gerçek) vokal kat (yani, ventrikül veya Vestibüler kat, uygulanabilir olduğunda verilen numune anatomisi) yukarıda kaldırılması gerekir. Vokal kıvrımlar yukarıda iç yumuşak gırtlak doku, tiroid kıkırdak ile bağlantısını kaybedebilir ve vokal kat ile titreşim sırasında engelleyen bazı örnekleri içinde potansiyel sahte (çoğunlukla düzensiz) salınım desenleri neden oluyor. Böyle bir durumda o doku dikkatli çıkarılması kaçınılmazdır.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig1.jpg"> Resim 1 : Hemi-gırtlak hazırlık ve montaj. (A)ve (B) Cleaned gırtlak numune, sol vokal kat; kaldırılmasını önce medial ve arka görünüm (C) ve (D) hazırlanan hemi-gırtlak L şeklinde kesi (vokal kat kaldırıldı medial sol) ve arka görünümü ile. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

2. Hemi-gırtlak deney
<ol><li>
Hemi-laryngeal Kur
	<ol>
<li>Larinks ısıtılmış ve oksijen hava sağlayan bir hava temini tüp kullanın.</li>
		<li>Yapı iki şeffaf levha kaldırılan gırtlak parçaları bir ikame olarak dik düzenlenmiştir.</li>
		<li>Kullanım dişleri gırtlak kararlılığını artırmak ve dikey cam levha için kalan vokal kat adducting tarafından uygun pre-phonatory gırtlak yapılandırma oluşturmak için 4 (bkz. şekil 2A). Not: Teorik olarak, vokal kıvrımlar da dikiş ve ağırlık bir kasnak-kolu sistemi 26 tarafından adducted. Ancak, böyle bir yaklaşım bu yazarlar en iyi bilgi için henüz bir hemilarynx hazırlık için çalışılmıştır.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig2.jpg">
Resim 2 : Hemi-gırtlak Kur. (A)yapıları desteklemek: Hava tedarik tüp, L şeklindeki cam plaka düzenleme, dıştan dişleri. (B) monte hemi-gırtlak hazırlık dıştan dişleri ile. (C) ve (D) yakın çekimler hemi-gırtlak-hazırlık, yan ve üst, sırasıyla görüntülenebilir. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="2"><li>
Hemi-gırtlak montaj
	<ol>
<li>Hava tedarik tüp takma diş sabitleştirici krem ile kapak ve larinks, Trakea kalan kısmını kullanarak bağlayabilirsiniz. Sabitleştirici krem bir yapıştırıcı çalışır ve potansiyel boşluklar, böylece bir hava geçirmez mühür oluşturma kapatır.</li>
		<li>Nefes borusu plastik kayış veya bir hortum kelepçesi sıkma bir bağla.</li>
		<li>Aynı zamanda, krema, sabitleştirici krem vokal kat veya iç yumuşak gırtlak dokulara Yayilim kaçınırken sabitleştirici ile tiroid kıkırdak ile kesme kenarlarını kapsar.</li>
		<li>Saydam tabakalar iliştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sabitleme tiroid kıkırdak, dıştan vokal kat kullanarak dişleri
	<ol>
<li>Dişleri plaka vokal katlı adduct ve tiroid kıkırdak stabilize etmek için kullanın.</li>
		<li>Sabitleştirici krem ayarladıktan sonra hava akımı için vokal kat salınım ve hemi-gırtlak ve cam plakanın arasında olası sızıntıları kontrol kurmak için geçerlidir.</li>
		<li>Sonunda meydana gelen boşlukları daha fazla sabitleştirici krem ekleyerek kapatın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

"Geleneksel" (tam) eksize gırtlak Kur avantajları hemi-gırtlak hazırlık hisse: Bu tür deneysel bir yaklaşım, fiziksel ve fizyolojik sınır koşulları ve parametreleri (örneğin, subglottal basınç veya vokal kat uzama) olabilir oldukça iyi kontrol. Hemilarynx davranışını homolog için bu mükemmel bir ile tam bir gırtlak lateral simetri, istisna ile bu büyüklükleri bazı parametreleri (e.g., hava akış hızı, ses basıncı) yaklaşık % 50 oranında azaltılır, henüz hareketsiz içinde v...

Ses genellikle sabit bir hava akımı, hava akımı darbeler bir dizi akciğerler tarafından sağlanan dönüştürür gırtlak doku (vokal kıvrımlar esas olarak) titreşimli tarafından oluşturulur. Akustik basınç dalga formu (Yani, birincil ses) onları filtreler vokal yolu heyecanlandıran bu akışı bakliyat sırasından akustik olarak ortaya çıkan ve elde edilen ses ağzından ve (için belirli bir ölçüde) burun1 yayılan . Ses oluşturulan spektral bileşimi vokal kat titreşim, gırtlak biyomekanik ve trakeal hava akımı2ile etkileşimleri tabi kalitesini büyük ölçüde etkilenir. Bir klinik hem hem de bir araştırma bağlamında, dokümantasyon ve vokal kat titreşim değerlendirilmesi olduğunu böylece en önemli ilgi ses üretim okurken.
İnsanlarda, gırtlak doğrudan endoskopik incelenmesi sırasında ses üretim vivo içinde itiraz ediyor ve şu anki teknolojik araçlara sahip insan dışı memelilerde neredeyse mümkün değildir. Bu nedenle, dikkatli bir şekilde kontrol garanti fiziksel ve/veya fizyolojik deneysel sınır koşulları, çıkarılan larynges3,4 kullanımı amacıyla birçok durumda incelenmesi için yeterli bir ikame içinde vivo nedir ses üretim mekanizmaları.
Vokal kat titreşim karmaşık üç boyutlu fenomen5' tir. Gibi geleneksel araştırma yöntem gırtlak endoskopi (in vivo) veya eksize gırtlak hazırlıklar genellikle üstün görünümünü titreşimli vokal kıvrımlar6, bunlar tam üç boyutlu analiz için izin vermez sağlarken vokal kat hareket. Özellikle, üstün görünümünde vokal kıvrımlar daha düşük (Kaudal) kenar boşluklarını titreşimli döngüsü sırasında büyük bir kısmını görünmez olur. Bu üstün (kafatası) kenarına vokal kıvrımlar genellikle vokal kat salınım5sırasında görülen bir fenomen arasında Inferior (Kaudal) faz gecikme kaynaklanmaktadır. Bulgular kadar fiziksel ve matematiksel modeller yedeklemek için doğrudan ampirik kanıt kıt olduğu gibi bilgi geometri ve düşük ses hareket kat kenar7ve böylece subglottal kanal8,9 geometri , 10 daha iyi gırtlak hava akımı, vokal kat doku ve ortaya çıkan kuvvetleri ve baskıların11,12arasındaki etkileşimi anlamak için önemlidir. Başka bir geleneksel üstün görünümden gizli vokal kat titreşim iki vokal kıvrımlar arasında temas (caudo-kafatası) dikey derinliği yönüdür. Dikey iletişim derinlik vokal kıvrımlar şarkı ("falsetto" kayıt vs. "göğüs")13,14' te kullanılan ses kayıt, potansiyel bir göstergedir dikey kalınlığı ile ilgili.
Geleneksel (tam) eksize gırtlak hazırlıklar eksikliklerin üstesinden gelmek için bir sözde hemi-gırtlak Kur, yarısı nerede yararlı olabilir böylece kalan titreşimli özellikleri değerlendirilmesi kolaylaştırılması gırtlak kaldırılır üç boyutlu ses fold. Doğal olarak, bu kurulum 1960'larda15 giriş ve 199316kavramında ilk bir doğrulama beri bu umut verici deneysel17,18 ile deneyler pek laboratuvarları gerçekleştirdiniz ,19,20,21,22,23. Bunun için bir açıklama uygun hemi-gırtlak hazırlık oluşturma zorluklar içinde bulunabilir. Geleneksel eksize (tam) gırtlak hazırlık iyi belgelenmiş4olmakla birlikte, böyle bir ayrıntılı talimat henüz bir hemi-gırtlak yapısı oluşturmak için kullanılabilir. Bu nedenle Kızıl geyik numuneler deneysel sonuçlar tarafından desteklenen bir güvenilir bir şekilde tekrarlanabilir hemi-gırtlak Kur kurmak için bir eğitim sağlamak için bu kağıt amacı budur.
Ölçme donanımları, yüksek hızlı gibi bir "geleneksel" eksize gırtlak kurulumu veya yeterince gırtlak yapılarının titreşimleri ses oluşturma sırasında veya uygun belgelemek için diğer görüntüleme teknolojisi ile birçok özellik bir hemi-gırtlak Kur hisse ısıtmalı, oksijen hava temini. Bu genel kurulum konuları ayrıntılı bir kitap bölüm4 ve Ulusal Merkezi ses ve konuşma24teknik rapor olarak açıklanmıştır. Bu talimatları tekrarlama-cekti var olmak bu yazının kapsamı dışındadır. Burada, bir hemi-gırtlak yapısı oluşturmak için yalnızca özel yönergeler sunulmuştur.

<table><tbody><tr><td>Surgical blades</td><td>Surgeon</td><td>Jai Surgical Ltd., New Delhi, India</td><td></td></tr><tr><td>Saw</td><td>Hand saw (Lux, 150 mm length)</td><td>Lux, Wermelskirchen, Germany</td><td></td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>Testo 922</td><td>Testo Ltd., Hampshire, UK</td><td>K-type Probe, Operating temperature -20 to +50 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Autoclave bags</td><td>Autoclave bags</td><td>vwr.com, VWR International s.r.o., Stribrna Skalice, Czech republic</td><td></td></tr><tr><td>Conductive glass plates</td><td>Custom made</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics&lt;br/&gt; Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.</td><td></td></tr><tr><td>Fixative cream</td><td>Denture fixative cream</td><td>Blend-a-dent Natural</td><td></td></tr><tr><td>Prongs and fastening system</td><td>Customized Kanya Al eloxed profiles</td><td>Distributor: VISIMPEX a.s.. Seifertova 33, 750 02 Prerov, the Czech Rep.;</td><td>&amp;nbsp;Combination of Kanya RVS and PVS fastening systems (http://www.kanya.cz/) + custom made prongs</td></tr><tr><td>Mounting tube</td><td>Custom made</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics,&lt;br/&gt; Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.</td><td></td></tr><tr><td>LED Light</td><td>Verbatim 52204 LED Lamp</td><td>Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, Tokyo, Japan</td><td></td></tr><tr><td>Camera</td><td>Canon EOS1100D</td><td>Canon Inc.</td><td>18-55 mm lens</td></tr><tr><td>Airpump</td><td>Resun LP100</td><td>Resun</td><td></td></tr><tr><td>Strobe light</td><td>ELMED Helio-Strob micro2</td><td>ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, Germany</td><td></td></tr><tr><td>Humidifier</td><td>Custom made</td><td>Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic</td><td></td></tr><tr><td>Subglottic tract</td><td>Custom made adjustable subglottic tract</td><td>Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic</td><td>Hampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P., and Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585: Model subglotickeho traktu. [Utility model no. 25585: Model of subglottal tract] (In Czech) Soukup, P. 2013-27834(CZ 25505 U1), 1-7. 24-6-2013. Praha, Urad prumysloveho vlastnictvi</td></tr></tbody></table>

hemi-laryngeal setup for studying vocal fold vibration in three dimensions

İnsan ve çoğu insan olmayan memeliler ses gırtlak vokal kıvrımlar, kendi kendini idame ettiren salınım aracılığıyla oluşturulur. Vokal kat titreşim doğrudan görsel belgeleri, özellikle insan olmayan memelilerde zor. Alternatif olarak, eksize gırtlak deneyler vokal kat titreşim kontrollü fizyolojik ve fiziksel koşullar altında araştırmak için fırsat sağlar. Ancak, tam bir gırtlak kullanımı sadece vokal kıvrımlar, gözlem aerodinamik kuvvetleri ile onların etkileşim sırasında salınan yapıları çok önemli bazı bölümleri hariç üst bir görünümünü sağlar. Bu sınırlama nerede yarım bir hemi-gırtlak Kur kullanarak üstesinden gelebilir sırasında kendini sürekli salınım bir çift ve kalan vokal kat yanal bir görünümünü sağlayan gırtlak orta-sagittally kaldırılır.
Burada, hemi-laryngeal yapıları ve onların montaj anatomik hazırlanması için adım adım kılavuz laboratuvar tezgah üzerinde verilir. Örnek fonasyon hemi-gırtlak hazırlık iki eşzamanlı kamera (üstün ve yanal kez), gösteren üç boyutlu ses kat hareket ve karşılık gelen zaman değişen temas bölgesinin tarafından yakalanan yüksek hızlı video verileri ile belgelenmiştir. Bu yayın hemi-gırtlak kurulumunda belgelenmesi uygulaması ve deneysel araştırmada, ses bilim adamları daha iyi ses üretim biyomekanik anlamak için potansiyeli ile sağlayan güvenilir tekrarlanabilirlik kolaylaştıracaktır.

İllüstrasyonlar hemi-gırtlak hazırlık ve onun montaj hava tedarik tüp olarak önceki bölümde başvurulan Resim 1 ve Şekil 2, sırasıyla sağlanır.
Vokal kat titreşim iki kamera açılardan belgelenmesi
Hava akımı kaynaklı kendi kendini idame ettiren salınım hemi-gırtlak vokal...

Watch this Scientific Journal Video about Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions at JoVE.com

Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions

Bu kağıt ses üretimde insan ve insan olmayan memeliler biyofiziksel çeşitli yönlerini incelemek için vokal kat titreşim, çok boyutlu bir görünümünü kolaylaştırmak hemi-gırtlak numunelerin hazırlanması için bir protokol tanıttı.

Üç boyutlu ses kat titreşim eğitim için Hemi-laryngeal Kur

The voice of humans and most non-human mammals is generated in the larynx through self-sustaining oscillation of the vocal folds. Direct visual ...

hemi-laryngeal-setup-for-studying-vocal-fold-vibration-three

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Biology

10.9K Görüntüleme.  Palacky University Olomouc. Bu kağıt ses üretimde insan ve insan olmayan memeliler biyofiziksel çeşitli yönlerini incelemek için vokal kat titreşim, çok boyutlu bir görünümünü kolaylaştırmak hemi-gırtlak numunelerin hazırlanması için bir protokol tanıttı.

Video: Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions

Synthetic, Multi-Layer, Self-Oscillating Vocal Fold Model Fabrication

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing material properties 1. Normal voice production relies on healthy tissue and vocal folds, and occurs as a result of complex coupling between aerodynamic, structural dynamic, and acoustic physical phenomena. Voice disorders affect up to 7.5 million annually in the United States alone 2 and often result in significant financial, social, and other quality-of-life difficulties. Understanding the physics of voice production has the potential to significantly benefit voice care, including clinical prevention, diagnosis, and treatment of voice disorders.
Existing methods for studying voice production include in vivo experimentation using human and animal subjects, in vitro experimentation using excised larynges and synthetic models, and computational modeling. Owing to hazardous and difficult instrument access, in vivo experiments are severely limited in scope. Excised larynx experiments have the benefit of anatomical and some physiological realism, but parametric studies involving geometric and material property variables are limited. Further, they are typically only able to be vibrated for relatively short periods of time (typically on the order of minutes).
Overcoming some of the limitations of excised larynx experiments, synthetic vocal fold models are emerging as a complementary tool for studying voice production. Synthetic models can be fabricated with systematic changes to geometry and material properties, allowing for the study of healthy and unhealthy human phonatory aerodynamics, structural dynamics, and acoustics. For example, they have been used to study left-right vocal fold asymmetry 3,4, clinical instrument development 5, laryngeal aerodynamics 6-9, vocal fold contact pressure 10, and subglottal acoustics 11 (a more comprehensive list can be found in Kniesburges et al. 12)
Existing synthetic vocal fold models, however, have either been homogenous (one-layer models) or have been fabricated using two materials of differing stiffness (two-layer models). This approach does not allow for representation of the actual multi-layer structure of the human vocal folds 1 that plays a central role in governing vocal fold flow-induced vibratory response. Consequently, one- and two-layer synthetic vocal fold models have exhibited disadvantages 3,6,8 such as higher onset pressures than what are typical for human phonation (onset pressure is the minimum lung pressure required to initiate vibration), unnaturally large inferior-superior motion, and lack of a "mucosal wave" (a vertically-traveling wave that is characteristic of healthy human vocal fold vibration).
In this paper, fabrication of a model with multiple layers of differing material properties is described. The model layers simulate the multi-layer structure of the human vocal folds, including epithelium, superficial lamina propria (SLP), intermediate and deep lamina propria (i.e., ligament; a fiber is included for anterior-posterior stiffness), and muscle (i.e., body) layers 1. Results are included that show that the model exhibits improved vibratory characteristics over prior one- and two-layer synthetic models, including onset pressure closer to human onset pressure, reduced inferior-superior motion, and evidence of a mucosal wave.

The methodology for fabricating synthetic vocal fold models is described. The models are life-sized and mimic the multi-layer structure of the human vocal folds. Results show the models to self-oscillate at pressures comparable to lung pressure and demonstrate flow-induced vibratory responses that are similar to those of human vocal folds.

Sentetik, Multi-Layer, Self-Salınımlı Vokal Fold Model Fabrikasyon

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing ...

Biyomühendislik

Chip-based Three-dimensional Cell Culture in Perfused Micro-bioreactors

We have developed a chip-based cell culture system for the three-dimensional cultivation of cells. The chip is typically manufactured from non-biodegradable polymers, e.g., polycarbonate or polymethyl methacrylate by micro injection molding, micro hot embossing or micro thermoforming. But, it can also be manufactured from bio-degradable polymers. Its overall dimensions are 0.7 1 x 20 x 20 x 0.7 1 mm (h x w x l). The main features of the chips used are either a grid of up to 1156 cubic micro-containers (cf-chip) each the size of 120-300 x 300 x 300 &mu; (h x w x l) or round recesses with diameters of 300 &mu; and a depth of 300 &mu; (r-chip). The scaffold can house 10 Mio. cells in a three-dimensional configuration. For an optimal nutrient and gas supply, the chip is inserted in a bioreactor housing. The bioreactor is part of a closed steril circulation loop that, in the simplest configuration, is additionaly comprised of a roller pump and a medium reservoir with a gas supply. The bioreactor can be run in perfusion, superfusion, or even a mixed operation mode. We have successfully cultivated cell lines as well as primary cells over periods of several weeks. For rat primary liver cells we could show a preservation of organotypic functions for more than 2 weeks. For hepatocellular carcinoma cell lines we could show the induction of liver specific genes not or only slightly expressed in standard monolayer culture. The system might also be useful as a stem cell cultivation system since first differentiation experiments with stem cell lines were promising.

We describe a chip-based platform for the three-dimensional cultivation of cells in micro-bioreactors. One chip can house up to 10 Mio. cells that can be cultivated under precisely defined conditions with regard to fluid flow, oxygen tension etc. in a sterile, closed circulation loop.

Perfüze Mikro-biyoreaktörler Chip tabanlı üç boyutlu Hücre Kültürü

We have developed a chip-based cell culture system for the three-dimensional cultivation of cells. The chip is typically manufactured from ...

Biyoloji

fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance production. The most straightforward manner of musical production is singing, but, from an imaging perspective, it still presents more challenges than listening because it involves motor activity. The accurate singing of musical intervals requires integration between auditory feedback processing and vocal motor control in order to correctly produce each note. This protocol presents a method that permits the monitoring of neural activations associated with the vocal production of consonant and dissonant intervals. Four musical intervals, two consonant and two dissonant, are used as stimuli, both for an auditory discrimination test and a task that involves first listening to and then reproducing given intervals. Participants, all female vocal students at the conservatory level, were studied using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) during the performance of the singing task, with the listening task serving as a control condition. In this manner, the activity of both the motor and auditory systems was observed, and a measure of vocal accuracy during the singing task was also obtained. Thus, the protocol can also be used to track activations associated with singing different types of intervals or with singing the required notes more accurately. The results indicate that singing dissonant intervals requires greater participation of the neural mechanisms responsible for the integration of external feedback from the auditory and sensorimotor systems than does singing consonant intervals.

The neural correlates of listening to consonant and dissonant intervals have been widely studied, but the neural mechanisms associated with production of consonant and dissonant intervals are less well known. In this article, behavioral tests and fMRI are combined with interval identification and singing tasks to describe these mechanisms.

Konuşma ve Dinsiz Aralıkların Vokal Prodüksiyonuyla İlişkili Beyin Aktivitesinin fMRI Haritalaması

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance ...

Davranış

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. Polyps and nodules, which are geometric abnormalities that form on the medial surface of the vocal folds, can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Our laboratory has reported particle image velocimetry (PIV) measurements, within an investigation of a model polyp located on the medial surface of an in&#160;vitro driven vocal fold model, which show that such a geometric abnormality considerably disrupts the glottal jet behavior. This flow field adjustment is a likely reason for the severe degradation of the vocal quality in patients with polyps. A more complete understanding of the formation and propagation of vortical structures from a geometric protuberance, such as a vocal fold polyp, and the resulting influence on the aerodynamic loadings that drive the vocal fold dynamics, is necessary for advancing the treatment of this pathological condition. The present investigation concerns the three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted prolate hemispheroid with a 2:1 aspect ratio in cross flow, i.e. a model vocal fold polyp, using an oil-film visualization technique. Unsteady, three-dimensional flow separation and its impact of the wall pressure loading are examined using skin friction line visualization and wall pressure measurements.

Vocal fold polyps can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted model polyp and its impact on the wall pressure loading are examined using particle image velocimetry, skin friction line visualization, and wall pressure measurements.

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

Bir Roman Vokal Fold Bioreactor İnşaatı ve Karakterizasyonu

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement whereas coordinate mapping of hyolaryngeal mechanics using Modified Barium Swallow (MBS) uses one set of coordinates to calculate multiple variables of interest. For demonstration purposes, ten kinematic measurements were generated from one set of coordinates to determine differences in swallowing two different bolus types. Calculations of hyoid excursion against the vertebrae and mandible are correlated to determine the importance of axes of reference.
To demonstrate coordinate mapping methodology, 40 MBS studies were randomly selected from a dataset of healthy normal subjects with no known swallowing impairment. A 5 ml thin-liquid bolus and a 5 ml pudding swallows were measured from each subject. Nine coordinates, mapping the cranial base, mandible, vertebrae and elements of the hyolaryngeal complex, were recorded at the frames of minimum and maximum hyolaryngeal excursion. Coordinates were mathematically converted into ten variables of hyolaryngeal mechanics.
Inter-rater reliability was evaluated by Intraclass correlation coefficients (ICC). Two-tailed t-tests were used to evaluate differences in kinematics by bolus viscosity. Hyoid excursion measurements against different axes of reference were correlated. Inter-rater reliability among six raters for the 18 coordinates ranged from ICC = 0.90 - 0.97. A slate of ten kinematic measurements was compared by subject between the six raters. One outlier was rejected, and the mean of the remaining reliability scores was ICC = 0.91, 0.84 - 0.96, 95% CI. Two-tailed t-tests with Bonferroni corrections comparing ten kinematic variables (5 ml thin-liquid vs. 5 ml pudding swallows) showed statistically significant differences in hyoid excursion, superior laryngeal movement, and pharyngeal shortening (p &#60; 0.005). Pearson correlations of hyoid excursion measurements from two different axes of reference were: r = 0.62, r2 = 0.38, (thin-liquid); r = 0.52, r2 = 0.27, (pudding).
Obtaining landmark coordinates is a reliable method to generate multiple kinematic variables from video fluoroscopic images useful in dysphagia research.

Coordinate mapping is a method of documenting salient features of hyolaryngeal biomechanics in the pharyngeal phase of swallowing. This methodology uses image analysis software to record coordinates of anatomical landmarks. These coordinates are imported into an excel macro and translated into kinematic variables of interest useful in dysphagia research.

Yutkunma içinde Hyolaryngeal Mekanik Koordinat Dönüşümü

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement ...

Tıp

Çok Katmanlı Silikon Vokal Fold Modellerinin 3D Baskısı

Manufacturing Process for Non-Adhesive Super-Soft Vocal Fold Models

This study aims to develop super-soft, non-sticky vocal fold models for voice research. The conventional manufacturing process of silicone-based vocal fold models results in models with undesirable properties, such as stickiness and reproducibility issues. Those vocal fold models are prone to rapid aging, leading to poor comparability across different measurements. In this study, we propose a modification to the manufacturing process by changing the order of layering the silicone material, which leads to the production of non-sticky and highly consistent vocal fold models. We also compare a model produced using this method with a conventionally manufactured vocal fold model that is adversely affected by its sticky surface. We detail the manufacturing process and characterize the properties of the models for potential applications. The outcomes of the study demonstrate the efficacy of the modified fabrication method, highlighting the superior qualities of our non-sticky vocal fold models.&#160;The findings contribute to the development of realistic and reliable vocal fold models for research and clinical applications.

Yazar Spotlight: Fonetik ve Robotik Uygulamalar için Sentetik Vokal Fold Modellerinin İmalatındaki Gelişmeler

This study demonstrates the manufacturing of non-sticky and super-soft vocal fold models by introducing a specific way to create the vocal fold layers, providing a detailed description of the manufacturing procedure, and characterizing the properties of the models.

Yapışkan Olmayan Süper Yumuşak Vokal Fold Modelleri için Üretim Süreci

This study aims to develop super-soft, non-sticky vocal fold models for voice research. The conventional manufacturing process of silicone-based vocal ...

Mühendislik

Preparation of the Rat Vocal Fold for Neuromuscular Analyses

The purpose of this tutorial is to describe the preparation of the rat vocal fold for histochemical neuromuscular study. This protocol outlines procedures for rat laryngeal dissection, flash-freezing, and cryosectioning of the vocal folds. This study describes how to cryosection vocal folds in both longitudinal and cross-sectional planes. A novelty of this protocol is the laryngeal tracking during cryosectioning that ensures accurate identification of the intrinsic laryngeal muscles and reduces the chance of tissue loss. Figures demonstrate the progressive cryosectioning in both planes. Twenty-nine rat hemi-larynges were cryosectioned and tracked from the emergence of the thyroid cartilage to the appearance of the first section that included the full vocal fold. The full vocal fold was visualized for all animals in both planes. There was high variability in the distance from the appearance of the thyroid cartilage to the appearance of the full vocal fold in both planes. Weight was not correlated to depth of laryngeal landmarks, suggesting individual variability and other factors related to tissue preparation may be responsible for the high variability in the appearance of landmarks during sectioning. This study details a methodology and presents morphological data for preparing the rat vocal fold for histochemical neuromuscular investigation. Due to high individual variability, laryngeal landmarks should be closely tracked during cryosectioning to prevent oversectioning tissue and tissue loss. The use of a consistent methodology, including adequate tissue preparation and awareness of landmarks within the rat larynx, will assist with consistent results across studies and aid new researchers interested in using the rat vocal fold as a model to investigate laryngeal neuromuscular mechanisms.

This protocol describes methods used to prepare rat vocal folds for histochemical neuromuscular study.

Nöromüsküler Analizler için Sıçan Vokal Kıvrımının Hazırlanması

The purpose of this tutorial is to describe the preparation of the rat vocal fold for histochemical neuromuscular study. This protocol outlines procedures ...

Üç boyutlu ses kat titreşim eğitim için Hemi-laryngeal Kur

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Sentetik, Multi-Layer, Self-Salınımlı Vokal Fold Model Fabrikasyon

Perfüze Mikro-biyoreaktörler Chip tabanlı üç boyutlu Hücre Kültürü

Konuşma ve Dinsiz Aralıkların Vokal Prodüksiyonuyla İlişkili Beyin Aktivitesinin fMRI Haritalaması

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

Bir Roman Vokal Fold Bioreactor İnşaatı ve Karakterizasyonu

Yutkunma içinde Hyolaryngeal Mekanik Koordinat Dönüşümü

Yapışkan Olmayan Süper Yumuşak Vokal Fold Modelleri için Üretim Süreci

Yapışkan Olmayan Süper Yumuşak Vokal Fold Modelleri için Üretim Süreci

Yapışkan Olmayan Süper Yumuşak Vokal Fold Modelleri için Üretim Süreci

Nöromüsküler Analizler için Sıçan Vokal Kıvrımının Hazırlanması