المغناطيسي منهجية Elastography الرنين لتقييم الأنسجة المهندسة النمو كونستركت
Summary
الإجراء يدل على منهجية elastography بالرنين المغناطيسي لرصد نتائج هندسيا من الأنسجة الدهنية والبنى المكونة للعظم هندسيا من خلال تقييم محلي موسع من الخواص الميكانيكية باستخدام المجهرية elastography بالرنين المغناطيسي (μMRE).
Abstract
الاختبارات الميكانيكية التقليدية غالبا ما يؤدي إلى تدمير العينة، وذلك في حالة من الأنسجة على المدى الطويل بناء هندسيا دراسات، واستخدام تقييم مدمر غير مقبول. والبديل المقترح هو استخدام عملية التصوير المغناطيسي ودعا elastography الرنين. Elastography هو أسلوب غير تدميري لتحديد النتيجة هندسيا من خلال قياس قيمة العقارات المحلية الميكانيكية (أي مجمع معامل القص)، والتي هي علامات أساسية لتحديد هيكل وظيفة الأنسجة. كوسيلة لتقييم موسع، وشهدت رصد البنى هندسيا مع طرائق التصوير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) اهتماما متزايدا في السنوات العشر الماضية 1. على سبيل المثال، كانت بالرنين المغناطيسي (السيد) تقنيات النشر وrelaxometry قادرة على توصيف تغيرات في الخواص الكيميائية والفيزيائية خلال تنمية الأنسجة المهندسة 2. الطريقة المقترحة فيالبروتوكول التالي يستخدم المجهرية elastography بالرنين المغناطيسي (μMRE) كأسلوب MR موسع مقرها لقياس الخواص الميكانيكية للأنسجة لينة صغيرة 3. ويتم تحقيق التوعية من مخاطر الألغام وذلك بربط 1 المحرك الصوتية الميكانيكية مع النسيج من اهتمام وتسجيل الموجات القص مع ماسح MR 4. في الآونة الأخيرة، وقد تم تطبيق μMRE في هندسة الأنسجة للحصول على المعلومات الأساسية النمو الذي يقاس عادة باستخدام تقنيات العيانية المدمرة ميكانيكي 5. في الإجراء التالي، ويتحقق من خلال elastography التصوير من التركيبات الهندسية مع تسلسل تعديل تدور صدى هان إلى جانب وجود صمام ميكانيكي. كما هو مبين في الشكل 1، وتسلسل تعديل بالتزامن مع الحصول على الصور من انتقال موجات القص الخارجية؛ في وقت لاحق، والاقتراح هو توعية من خلال استخدام أزواج تتأرجح بين القطبين. بعد مجموعة من الصور مع sensitiza الحركة الإيجابية والسلبيةنشوئها، وتقسيم معقد للبيانات إنتاج صورة موجة القص. ثم، يتم تقييم الصورة باستخدام خوارزمية انعكاس لتوليد خريطة صلابة القص 6. وقد تبين القياسات الناتجة في كل فوكسل لربط بقوة (R 2> 0.9914) مع البيانات التي تم جمعها باستخدام التحليل الميكانيكي الحيوي 7. في هذه الدراسة، تم دمج elastography في الأنسجة عملية التنمية البشرية لرصد الخلايا الجذعية الوسيطة (ح MSC) التمايز في البنى المكونة للعظم مكون الشحم وكما هو مبين في الشكل 2.
Protocol
Discussion
في هذا الإجراء، ويتجلى في عملية التوعية من مخاطر الألغام للبنيات الأنسجة المهندسة من إعداد الخلية إلى جيل من elastogram. من خلال تطبيق أسلوب تدميري تقييم الميكانيكية للأنسجة خط أنابيب والهندسة، وأصبح من الممكن الآن لتقييم التغييرات في البنى الهندسية طوال مراحل متعددة م?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا البحث في جزء من المعاهد الوطنية للصحة RO3-EB007299-02 وجبهة الخلاص الوطني EPSCoR الجائزة الأولى.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue number | Comments |
| MSCGM-Bullet Kit | Reagent | Lonza | PT-3001 | Store at 4°C |
| 1X DPBS | Reagent | Invitrogen | 21600-010 | |
| 0.05% Trypsin-EDTA | Reagent | Gibco, Invitrogen | 25300-054 | Store at -20°C |
| Dexamethasone | Reagent | Sigma-Aldrich | D2915 | |
| 3-Isobutyl-1-methylxanthine | Reagent | Sigma-Aldrich | I5879 | Store at -20°C |
| Insulin-bovine pancreas | Reagent | Sigma-Aldrich | I6634 | Store at -20°C |
| Indomethacin | Reagent | Sigma-Aldrich | I7378 | |
| Β-Glycerophosphate | Reagent | Sigma-Aldrich | G9891 | |
| L-Ascorbic Acid 2-phosphate | Reagent | Sigma-Aldrich | A8960 | |
| Gelfoam | Scaffold | Pharmacia & Upjohn Co. | 09-0315-08 | |
| Human mesenchymal stem cells | Cell Line | Lonza | PT-2501 | |
| 9.4T MR Scanner | Equipment | Agilent | 400MHz WB | |
| 10mm Litz Coil | Equipment | Doty Scientific | ||
| Laser Doppler Vibrometer | Equipment | Polytec | PDV-100 | |
| Vibrosoft (20) | Software | Polytec | ||
| Function generator | Equipment | Agilent | AFG 3022B | |
| Amplifier | Equipment | Piezo inc | EPA-104-115 | |
| Piezo Bending motor | Equipment | Piezo inc. | T234-A4Cl-203X | |
| Computer-Linux | Equipment | Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Memory: 2G |
||
| Computer-Windows | Equipment | Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Memory: 2G |
||
| MATLAB | Software | Mathworks, inc | 2009b |
Referenzen
- Xu, H., Othman, S. F., Magin, R. L. Monitoring tissue engineering using magnetic resonance imaging. J. Biosci. Bioeng. 106, 515-527 (2008).
- Xu, H., Othman, S. F., Hong, L., Peptan, I. A., Magin, R. L. Magnetic resonance microscopy for monitoring osteogenesis in tissue-engineered construct in vitro. Phys. Med. Biol. 51, 719-732 (2006).
- Othman, S. F., Xu, H., Royston, T. J., Magin, R. L. Microscopic magnetic resonance elastography (microMRE. Magn. Reson. Med. 54, 605-615 (2005).
- Muthupillai, R., Lomas, D. J., Rossman, P. J., Greenleaf, J. F., Manduca, A., Ehman, R. L. Magnetic resonance elastography by direct visualization of propagating acoustic strain waves. Science. 269, 1854-1857 (1995).
- Othman, S. F., Curtis, E. T., Plautz, S. A., Pannier, A. P., Xu, H. Magnetic resonance elastography monitoring of tissue engineered constructs. NMR Biomed. , (2011).
- Oliphant, T. E., Manduca, A., Ehman, R. L., Greenleaf, J. F. Complex-valued stiffness reconstruction for magnetic resonance elastography by algebraic inversion of the differential equation. Magn. Reson. Med. 45, 299-310 (2001).
- Ringleb, S. I., Chen, Q., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L., An, K. Quantitative shear wave: comparison to a dynamic shear material test. Magn. Reson. Med. 53, 1197-1201 (2005).
- Hong, L., Peptan, I., Clark, P., Mao, J. J. Ex vivo adipose tissue engineering by human marrow stromal cell seeded gelatin sponge. Ann. Biomed. Eng. 33, 511-517 (2005).
- Dennis, J. E., Haynesworth, S. E., Young, R. G., Caplan, A. I. Osteogenesis in marrow-derived mesenchymal cell porous ceramic composites transplanted subcutaneously: effect of fibronectin and laminin on cell retention and rate of osteogenic expression. Cell Transplant. 1, 23-32 (1992).
- Marion, N. W., Mao, J. J. Mesenchymal stem cells and tissue engineering. Methods Enzymol. 420, 339-361 (2006).
- Rydberg, J., Grimm, R., Kruse, S., Felmlee, J., McCracken, P., Ehman, R. L. Fast spin-echo magnetic resonance elastography of the brain. , 1647-1647 (2001).
- Kruse, S. A., Grim, R. C., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L. Fast EPI based 3D MR elastography of the brain. , 3385-3385 (2006).
