Metodologia Elastografia por Ressonância Magnética para a Avaliação de engenharia de tecidos Crescimento Construct

Summary

O procedimento demonstra a metodologia de elastografia de ressonância magnética para monitorar o resultado de engenharia de tecidos adiposo e construções osteogénicas engenharia através da avaliação não invasiva locais das propriedades mecânicas, utilizando elastografia ressonância magnética microscópica (μMRE).

Abstract

Testes mecânicos tradicional muitas vezes resulta na destruição da amostra, e, no caso do tecido de longo prazo de engenharia construir estudos, o uso de avaliação destrutiva não é aceitável. Uma alternativa proposta é a utilização de um processo de imagem chamado elastografia por ressonância magnética. Elastografia é um método não destrutivo para determinar o resultado de engenharia medindo locais valores de propriedades mecânicas (isto é, complexo módulo de cisalhamento), que são marcadores essenciais para identificar a estrutura ea funcionalidade de um tecido. Como um meio não-invasivos para avaliação, o acompanhamento de construções de engenharia, com modalidades de imagem, como ressonância magnética (RM) tem visto um interesse crescente na última década ^1. Por exemplo, os ressonância magnética (MR) técnicas de difusão e relaxometry têm sido capazes de caracterizar as alterações na química e as propriedades físicas durante o desenvolvimento da engenharia de tecidos ^2. O método proposto nao seguinte protocolo utiliza elastografia ressonância magnética microscópica (μMRE) como uma técnica não invasiva MR base para a medição das propriedades mecânicas de pequenas tecidos moles ^3. MRE é conseguida por acoplamento de um actuador sónica mecânica com o tecido de interesse e de registo da propagação da onda de cisalhamento com um scanner de ressonância magnética ^4. Recentemente, μMRE tem sido aplicada em engenharia de tecidos para adquirir a informação essencial para o crescimento que é tradicionalmente medida utilizando técnicas mecânicas destrutivas macroscópicas ^5. No procedimento a seguir, elastografia é conseguida através da criação de imagens de construções artificiais, com uma sequência modificada Hahn spin echo-acoplado com um actuador mecânico. Como mostrado na Figura 1, a sequência modificada sincroniza a aquisição da imagem com a transmissão de ondas de cisalhamento externos e, posteriormente, o movimento é sensibilizado por meio do uso de oscilar pares bipolares. Após recolha de imagens com movimento positivo e negativo sensitizadivisão ção, complexa dos dados produzir uma imagem de onda de cisalhamento. Em seguida, a imagem é avaliada usando um algoritmo de inversão para gerar um mapa de rigidez de cisalhamento ^6. As medições resultantes em cada voxel têm sido mostrados para correlacionar fortemente (R ^2> 0,9914) com os dados recolhidos usando análise mecânica dinâmica ^7. Neste estudo, elastografia é integrado no processo de desenvolvimento de tecido para a monitorização de células estaminais mesenquimais humanas (h MSC) diferenciação em construções adipogénicos e osteogénico como mostrado na Figura 2.

Protocol

1. Preparação Construct tecido O tecido construir processo de preparação consiste em três etapas principais: expansão da população de células, semeando de células sobre um andaime biomaterial, e diferenciação através da utilização de moléculas químicas de sinalização. O procedimento para a preparação de construção baseia-se métodos conduzidos por Dennis et al., Et Hong ai., E Marion e Mao 8,9,10. Após o cultivo e expansão da l…

Discussion

Neste procedimento, o processo de MRE para construções da engenharia de tecidos é demonstrada a partir de preparação de células para a geração de um elastograma. Através da aplicação de um método de avaliação não destrutiva mecânica para o oleoduto engenharia de tecidos, é agora possível para avaliar alterações na construções de engenharia ao longo múltiplos estágios de desenvolvimento. Além disso, MRE complementa outros métodos de RM para o tecido de monitorização engenharia constrói tais c…

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