• norsk
    • English
  • English 
    • norsk
    • English
  • Login
View Item 
  •   Home
  • Fakultet for naturvitenskap (NV)
  • Institutt for fysikk
  • View Item
  •   Home
  • Fakultet for naturvitenskap (NV)
  • Institutt for fysikk
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Determination of collagen organization in cartilage by polarized second harmonic microscopy

Espedal, Arne Valentin
Master thesis
Thumbnail
View/Open
no.ntnu:inspera:2523479.pdf (12.33Mb)
URI
http://hdl.handle.net/11250/2625261
Date
2019
Metadata
Show full item record
Collections
  • Institutt for fysikk [2923]
Abstract
Brusk er et bindevev som finnes i de fleste ledd i pattedyr. En av de viktigste bestanddelene

i brusk er kollagen og finnes i den ekstracellulære matrisen. Bestemmelse av kollagenstrukturer

i brusk er viktig for tidlig diagnostisering av leddsykdommer som for eksempel

osteochondrose i både medisin og innen landbruksnæringen.

Denne oppgaven analyserer muligheten for å bestemme kollagenstrukturer i brusk

ved å bruke en ikke-lineær mikroskopimetode kjent som polarisert andre-harmonisk generasjon.

Dette blir gjort ved å utvide en teoretisk modell av kollagenfibrilers strukturer

utviket av Rouede et al [1] for å simulere brusk. Kollagenstrukturer ble simulert med a

priori kjente strukturelle vinkler og sammenlignet med eksperimentelle data for å korrelere

disse, og dermed bestemme kollagenstrukturer i bruskprøver.

Brusk, sener og bein ble avbildet. Det ble antatt at kollagenfibrilene i brusk er uordnet

og at fibrilene i sener er nesten fullstendig ordnet. Simuleringer av sener var vellykket,

hvilket bekrefter simuleringsmodellen.

Polarisert andre-harmonisk generasjonsmikroskopi viste seg å ikke kunne skille mellom

eksperimentelle data fra bein, sener eller brusk. Brusksimuleringer viste seg heller

ikke å korrespondere til målte data, hvilket indikerer at på nivået til den optiske punktspredningsfunksjonen

til mikroskopet brukt i denne oppgaven er kollagenfibrilene i brusk

ordnet.
 
Cartilage is a connective tissue found in most joints in mammals. A main constituent

of cartilage is fibrillar collagen which is present in the extracellular matrix. Determining

collagen structures in cartilage is essential for early diagnosis of joint disorders such as

osteochondrosis in both human medicine and the agriculture.

This thesis analyzes the possibility of determining collagen structures in cartilage by

a nonlinear optical microscopy method known as polarized second harmonic generation.

This is done by expanding a theoretical model of collagen fibril organization originally

developed by Rouede et al [1] in order to simulate collagen structures in cartilage. Collagen

structures were simulated with a priori known structural angles and compared to

experimental data, with the purpose of correlating the data sets and determining the subresolution

collagen structures of the samples.

Samples such as tendon, bone and cartilage were imaged. A main assumption is that

collagen fibrils in cartilage are disordered, while fibrils in tendon are almost completely ordered.

The collagen structure in tendon was successfully determined based on simulations,

verifying the model.

However, polarized second harmonic microscopy proved unsuccessful at distinguishing

between experimental data from bone, tendon and cartilage. Cartilage simulations of

disordered fibrils did not correspond to measured data, implying that on scale of the optical

point spread function of this experiment, collagen in cartilage is ordered.
 
Publisher
NTNU

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit
 

 

Browse

ArchiveCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournalsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsDocument TypesJournals

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics

Contact Us | Send Feedback

Privacy policy
DSpace software copyright © 2002-2019  DuraSpace

Service from  Unit