Magnetic Resonance elastografi Metodik för utvärdering vävnadstekniska Construct tillväxt

Summary

Förfarandet visar metodiken för magnetisk resonans elastografi för övervakning av manipulerade resultatet av fett-och osteogena vävnadstekniska konstruktioner genom icke-invasiv lokal bedömning av de mekaniska egenskaper med hjälp av mikroskopiska magnetkamera elastografi (μMRE).

Abstract

Traditionella mekaniska tester resulterar ofta i förstörelsen av provet, och i fallet av långsiktiga vävnadstekniska uppföra studier är användningen av destruktiva bedömning inte acceptabelt. En föreslagen alternativ är användningen av ett bildgivande förfarande kallas magnetisk resonans elastografi. Elastografi är en icke-förstörande metod för att bestämma konstruerade resultatet genom att mäta lokala mekaniska fastighetsvärden (dvs. komplex skjuvmodul), vilka är viktiga markörer för att identifiera struktur och funktionalitet av en vävnad. Som en icke-invasiv medel för utvärdering, har övervakningen av tekniska konstruktioner med avbildningsmetoder såsom magnetisk resonanstomografi (MRT) ses allt större intresse under det senaste decenniet ^1. Till exempel har de magnetiska resonans (MR) tekniker för diffusion och relaxometry kunnat karakterisera de förändringar i kemiska och fysikaliska egenskaper under manipulerade vävnaden utveckling ^2. Den metod som föreslås iFöljande protokoll använder mikroskopisk resonans elastografi (μMRE) som en icke invasiv MR baserad teknik för att mäta de mekaniska egenskaperna hos små mjuka vävnader ^3. MRE uppnås genom koppling av en sonisk mekaniskt manövreringsorgan med vävnaden av intresse och registrering av den skjuvningsvåg förökning med en MR skanner ^4. Nyligen har μMRE använts i tissue engineering förvärva grundläggande tillväxt information som traditionellt mäts med hjälp av destruktiva mekaniska makroskopiska tekniker ^5. I det följande förfarandet är elastografi uppnås genom avbildning av konstruerade konstruktioner med en modifierad Hahn spinn-eko-sekvensen kopplad till en mekaniskt manövreringsorgan. Såsom visas i figur 1, synkroniserar den modifierade sekvensen bildförvärv med överföring av externa skjuvningsvågor, därefter är rörelsen sensibiliseras genom användning av oscillerande bipolära par. Efter samling bilder med positiva och negativa rörelser sensibiliseringning, komplex division av de data som producerar en skjuvningsvåg bild. Därefter bilden utvärderas med användning av en inversion algoritm för att generera en skjuvstyvhet karta ^6. De resulterande mätningar vid varje voxel har visats korrelera starkt (R ^2> 0,9914) med data som insamlas med användning av dynamisk mekanisk analys ^7. I denna studie är elastografi integreras i vävnaden utvecklingsprocessen för övervakning av mänskliga mesenkymala stamceller (h MSC) differentiering till adipogena och osteogen konstruktioner som visas i figur 2.

Protocol

1. Tissue Construct Preparation Vävnaden bygger beredningsprocessen består av tre steg: expansion av cellpopulation, sådd av celler på ett biomaterial ställning och differentiering genom användning av kemiska signalmolekyler. Förfarandet för konstruktionen beredning bygger på metoder som utförs av Dennis et al. Hong et al. Och Marion och Mao 8,9,10. Efter odling och expansion av cellinjen, frö de humana mesenkymala stamceller (MSCs h)</e…

Discussion

Vid detta förfarande är förfarandet enligt MRE för vävnadsutvecklade konstruktioner demonstrerats från cellberedning till genereringen av en elastogram. Genom att tillämpa en icke-förstörande mekanisk bedömning metod till tissue engineering rörledningen är det nu möjligt att utvärdera förändringar i modifierade konstruktioner under flera stadier av utveckling. Dessutom kompletterar MRE andra MR-metoder för övervakning vävnadsteknisk konstruerar som diffusion, magnetisering överföring, och kemisk ski…

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