ティッシュエンジニアーコンストラクトの成長評価のための磁気共鳴エラストグラフィの方法論

Summary

の手順では、微細な磁気共鳴エラストグラフィ（μMRE）を使用して機械的特性の非侵襲的局所評価を通して脂肪と骨組織設計構造物の設計された結果を監視するための磁気共鳴エラストグラフィの方法論を示しています。

Abstract

従来の機械的試験は、しばしば、サンプルの破壊、その結果、長期的組織設計構造の研究の場合には、破壊的なアセスメントの使用は認められません。提案された代替手段は、磁気共鳴エラストグラフィと呼ばれるイメージングプロセスを使用することである。エラストグラフィは、組織の構造と機能を識別するための不可欠なマーカーである地元の機械的特性値（すなわち、複雑なせん断弾性係数）を測定することによって設計された結果を決定するための非破壊法である。評価のための非侵襲的な手段として、磁気共鳴画像法（MRI）など画像診断法と人工構造物のモニタリングは、過去10年間¹への関心の高まりを見ている。例えば、拡散とrelaxometryの磁気共鳴（MR）技術は、人工組織の開発^2の間の化学的及び物理的性質の変化を特徴づけることができました。で提案する方法次のプロトコルは、小さな軟部組織³の機械的特性を測定するための非侵襲性のMRベースの手法として、微細な磁気共鳴エラストグラフィ（μMRE）を使用します。 MREは、関心のある組織と超音波の機械的アクチュエータを結合し、MRスキャナ⁴とせん断波の伝播を記録することによって達成されます。最近、μMREは伝統的に破壊的な機械的な巨視的な技術^5を使用^して測定される本質的な成長の情報を取得する組織工学に応用されている。次の手順では、エラストグラフィは機械アクチュエータと相まって修正ハーンスピンエコーシーケンスで設計された構造体のイメージングによって達成される。図1に示すように、修飾された配列は、外部せん断波の送信で画像取得を同期させます。その後、動きが振動バイポーラのペアを使用することにより感作されています。正と負の運動感作とのイメージのコレクションを次のる、せん断波の画像を生成するデータの複雑な分裂。そして、画像はせん断剛性マップ^6を生成するために反転アルゴリズムを用いて評価されています。各ボクセルにおける結果の測定値は、データが動的機械分析^7を使用して収集して（R ^2> 0.9914）強く相関することが示されています。本研究では、エラストグラフィは、図2に示すように、脂肪細胞と骨の構造にヒト間葉系幹細胞（H MSC）の分化を監視するための組織の開発プロセスに統合されています。

Protocol

1。組織構築の準備細胞集団の拡大、生体材料足場に細胞を播種し、化学シグナル伝達分子の使用による差別化：準備プロセスを構築する組織は、次の3つの主要ステージで構成されています。コンストラクトを調製するための手順は。Hong ら 、デニスらが行った方法に基づいており、マリオンと毛沢東8,9,10されています。 文化とセルライン?…

Discussion

この手順では、組織工学的構造物のためのMREのプロセスは、細胞調製物からelastogramの生成に示されている。組織工学のパイプラインに機械的な非破壊評価手法を適用することによって、それが開発の複数の段階を通じて設計された構成要素の変化を評価することが可能になりました。さらに、MREは、設計組織が ​​そのような拡散、磁化移動、化学シフト解析¹として構成し監視す?…

Materials

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