De procedure toont de methodologie van magnetische resonantie elastografie voor de controle op de gemanipuleerde uitkomst van vet-en osteogene weefselmanipulatieproduct constructies door middel van niet-invasieve lokale evaluatie van de mechanische eigenschappen met behulp van microscopische magnetische resonantie elastografie (μMRE).
Traditionele mechanische testen resulteert vaak in de vernietiging van het monster, en in het geval van lange termijn weefselmanipulatieproducten bouwen studies, het gebruik van destructieve evaluatie is niet aanvaardbaar. Een voorgestelde alternatief is het gebruik van een afbeeldend proces dat magnetische resonantie elastografie. Elastografie is een niet-destructieve methode voor het bepalen van de gemanipuleerde uitkomst door het meten van lokale mechanische waarde van onroerend goed (dat wil zeggen, complexe shear modulus), die essentieel zijn markers voor het identificeren van de structuur en de functionaliteit van een weefsel. Als een niet-invasieve middelen voor de evaluatie, is het toezicht van gemanipuleerde constructen met beeldvormende technieken zoals magnetische resonantie beeldvorming (MRI) gezien steeds meer interesse in het afgelopen decennium 1. Zo hebben de magnetische resonantie (MR) technieken voor de verspreiding en relaxometrie in staat geweest om de veranderingen in de chemische en fysische eigenschappen karakteriseren tijdens engineered tissue ontwikkeling 2. De methode voorgesteldde volgende protocol gebruikt microscopische magnetische resonantie elastografie (μMRE) als een niet-invasieve MR gebaseerde techniek voor het meten van de mechanische eigenschappen van kleine zachte weefsels 3. MRE wordt bereikt door het koppelen van een sonische mechanische aandrijving met het weefsel van de rente en het opnemen van de shear wave voortplanting met een MR-scanner 4. Onlangs heeft μMRE toegepast in tissue engineering tot essentiële groei informatie die traditioneel wordt gemeten met behulp van destructieve mechanische macroscopische technieken 5 te verwerven. In de volgende procedure wordt elastografie bereikt door het afbeelden van kunstmatige constructen met een gemodificeerde Hahn spin-echo sequentie gekoppeld met een mechanische aandrijving. Zoals getoond in figuur 1, de gemodificeerde sequentie gesynchroniseerd beeldopname met de overdracht van externe shear golven vervolgens de beweging gesensibiliseerd door middel van oscillerende bipolaire paren. Na verzameling van beelden met positieve en negatieve beweging sensitizaTIE, complexe verdeling van de gegevens produceren een shear wave beeld. Vervolgens wordt het beeld geëvalueerd met behulp van een inversie algoritme een dwarskracht stijfheid kaart 6 genereren. De verkregen metingen bij elke voxel is gebleken sterk (R2> 0,9914) correleren met gegevens verzameld dynamische mechanische analyse 7. In deze studie wordt elastografie geïntegreerd in het weefsel ontwikkelproces controle humane mesenchymale stamcellen (h MSC) differentiatie in adipogenic en osteogene constructen zoals getoond in figuur 2.
In deze procedure wordt het proces van MRE voor weefselmanipulatieproducten constructies laten zien van cel voorbereiding tot het genereren van een elastogram. Door een destructieve mechanische beoordelingsmethode de tissue engineering leiding is het nu mogelijk om veranderingen in technische constructen evalueren in verschillende stadia van ontwikkeling. Daarnaast MRE een aanvulling op andere MR methoden voor ontwikkeld controle weefsel construeert, zoals verspreiding, magnetisatie overdracht en chemische verschuiving …
The authors have nothing to disclose.
Dit onderzoek werd mede ondersteund door de NIH RO3-EB007299-02 en 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 |