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).
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.
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.
…The authors have nothing to disclose.
Denne forskning blev delvist støttet af NIH RO3-EB007299-02 og NSF EPSCoR First Award.
Material Name | Tipo | 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 |