Магнитно резонансная Эластография методологии по оценке тканей Разработан Construct роста
Summary
Процедура демонстрирует методику магнитного резонанса эластографии для мониторинга инженерных результат жировой ткани и остеогенной инженерных конструкций по неинвазивной оценки местных механических свойств с помощью микроскопических магнитных эластографии резонанса (μMRE).
Abstract
Традиционные механические испытания часто приводит к разрушению образца, а в случае долгосрочного ткани разработан построить исследований, использования деструктивных оценка не является приемлемым. Предлагаемая альтернатива использования изображений процесс, называемый магнитный резонанс эластографии. Эластография является неразрушающий метод определения конструктивных результатов путем измерения локальных механических значений свойств (например, комплексного модуля сдвига), которые имеют существенное значение маркеров для определения структуры и функциональных тканей. В неинвазивных средств для оценки, мониторинга инженерных конструкций с изображениями условий, таких как магнитно-резонансная томография (МРТ) наблюдается повышенный интерес в последние десятилетия 1. Так, например, магнитного резонанса (МР), методы распространения и relaxometry смогли охарактеризовать изменения в химических и физических свойств при инженерных развитие тканей 2. Метод, предложенный вследующий протокол использует микроскопические магнитные эластографии резонанса (μMRE) в качестве неинвазивного MR на основе методики измерения механических свойств малых мягких тканей 3. ИМО достигается путем соединения звуковой механический привод с тканью, в записи сдвиговых волн с сканер MR 4. В последнее время μMRE был применен в тканевой инженерии получить важную информацию, что рост традиционно измеряется с помощью разрушительного механические методы макроскопических 5. В следующей процедуре, эластография достигается за счет визуализации инженерных конструкций с модифицированной Хан спин-эхо последовательность в сочетании с механическим приводом. Как показано на рисунке 1, изменение последовательности синхронизации захвата изображения с передачей внешних волн сдвига, впоследствии, движение сенсибилизированных с помощью колеблющихся биполярных пар. После коллекции изображений с положительным и отрицательным движением сенсибилизацияТион, комплекс разделения данных производят сдвиг изображения волны. Затем, изображение оценивается с помощью инверсии алгоритм для генерации сдвиг карты жесткости 6. В результате измерений на каждом воксела было показано, что сильно коррелирует (R 2> 0,9914) с данными, собранными с использованием динамического механического анализа 7. В этом исследовании, эластография интегрирована в процесс развития тканей для мониторинга человеческих мезенхимальных стволовых клеток (МСК ч) дифференциация в адипогенной и остеогенной конструкции, как показано на рисунке 2.
Protocol
Discussion
В этой процедуре, процесс ИМО для ткани инженерных конструкций показано с мобильного подготовки к поколению эластограмма. Применяя метод неразрушающего контроля механических оценку трубопровода тканевой инженерии, в настоящее время можно оценить изменения в инженерных конструкций …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было частично поддержана NIH RO3-EB007299-02 и NSF EPSCoR Первая премия.
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).
