Magnetic Resonance elastografi metode til evaluering af manipuleret væv Construct Vækst

Summary

Fremgangsmåden demonstrerer metoden af ​​magnetisk resonans elastografi til overvågning af konstruerede resultatet af fedt-og osteogene manipuleret konstruktioner gennem invasiv lokal vurdering af de mekaniske egenskaber under anvendelse af mikroskopisk magnetisk resonans elastografi (μMRE).

Abstract

Traditionelle mekaniske afprøvning ofte resulterer i destruktion af prøven, og i tilfælde af længerevarende væv manipuleret konstruktion undersøgelser, er anvendelsen af ​​destruktive vurdering ikke acceptabel. En foreslået alternativ er anvendelsen af ​​en billeddannende proces kaldet magnetisk resonans elastografi. Elastografi er en ikke-destruktiv metode til bestemmelse af konstruerede resultatet ved at måle de lokale mekaniske egenskaber værdier (dvs. komplekse forskydningsmodul), som er vigtige markører til identifikation af struktur og funktionalitet af et væv. Som en noninvasiv midler til evaluering, er overvågningen af manipuleret konstruktioner med billeddiagnostiske metoder såsom magnetisk resonans imaging (MRI) ses en stigende interesse i det seneste årti ^1. For eksempel har de magnetisk resonans (MR) teknikker til diffusion og relaxometry været i stand til at karakterisere de ændringer i kemiske og fysiske egenskaber under manipuleret vævsudvikling ^2. Den foreslåede metode iFølgende protokol anvendes mikroskopisk magnetisk resonans elastografi (μMRE) som en ikke-invasiv MR baseret teknik til måling af mekaniske egenskaber af små bløde væv ^3. MRE opnås ved kobling af en sonisk mekanisk aktuator til vævet af interesse, og registrering af forskydningsbølgen formering med en MR-skanner ^4. For nylig har μMRE blevet anvendt i vævsmanipulering at erhverve vigtige vækst, oplysninger, der traditionelt måles ved hjælp af mekaniske destruktive makroskopiske teknikker ^5. I det følgende procedure, elastografi opnås ved billeddannelse af gensplejsede konstruktioner med en modificeret Hahn spin-ekko-sekvens koblet med en mekanisk aktuator. Som vist i figur 1, den modificerede sekvens synkroniserer billedoptagelse med transmissionen af ​​eksterne transversalbølger, efterfølgende bevægelse er sensibiliseret ved anvendelse af oscillerende bipolære par. Efter indsamling af billeder med positive og negative bevægelse sensitization, kompleks division af dataene frembringe en forskydningsbølge billede. Derefter bliver billedet vurderes ved hjælp af en inversion algoritme til at generere en forskydningsstivhed kort ^6. De resulterende målinger ved hver voxel er blevet vist at korrelere stærkt ^(r2> 0,9914) med data indsamlet ved hjælp af dynamisk mekanisk analyse ^7. I denne undersøgelse er elastografi integreret i vævet udviklingsprocessen for overvågning af humane mesenchymale stamceller (h MSC) differentiering til adipogeniske og osteogene konstruktioner som vist i figur 2.

Protocol

1. Tissue Construct Forberedelse Vævet konstruktion fremstillingsprocessen består af tre faser: Udvidelsen af ​​cellepopulationen, podning af celler på et biomateriale stillads, og differentiering ved anvendelse af kemiske signalmolekyler. Proceduren for konstruktionen præparat baseret på metoder, der foretages af Dennis et al., Hong et al. Og Marion og Mao 8,9,10. Efter dyrkning og udvidelse af den cellelinie, frø de humane mesenchymale stam…

Discussion

I denne fremgangsmåde er fremgangsmåden MRE til manipuleret konstruktioner demonstreret fra cellepræparat til frembringelse af en elastogram. Ved at anvende en ikke-destruktiv mekanisk vurdering af metode til vævsmanipulering rørledningen, er det nu muligt at vurdere ændringer i manipuleret konstruktioner gennem flere stadier af udvikling. Derudover supplerer MRE andre MR-metoder til overvågning manipuleret vævskonstruktioner såsom diffusion, magnetisering overførsel, og kemisk skift analyse ^1.

…

Materials

Material Name	Type	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