Name: La stimulation mécanique des chondrocytes-agarose hydrogels (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-27T19:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 45 s
Description: Découvrez la stimulation mécanique dynamique des chondrocytes encapsulés dans des hydrogels d'agarose à 2%. Cette méthode permet d'évaluer la synthèse du collagène et des protéoglycanes pour l'ingénierie tissulaire.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. Isolement des chondrocytes articulaires primaires Récolte 10-15 tranches complètes de cartilage épaisseur des surfaces articulaires des articulations des animaux (par exemple, l&#39;articulation métacarpo-phalangienne du squelette vaches matures obtenus à partir d&#39;un abattoir local). <ol><li> Tranches de cartilage dans un plat de Pétri de 100 mm et incuber dans 20 ml de protéase 0,5% de Ham F-12 (p / v) pendant 2 heures à 37 ° C. Rincer trois fois dans les médias Ham F-12 de la culture et incuber avec 20 ml de collagénase 0,15% A dans les médias Ham culture F-12 pendant la nuit à 37 ° C. </li><li> Filtrer la suspension de cellules à travers un filtre de 200 mesh écran dans un plat propre. Laver le filtre avec 5 ml de Ham F-12 et ajouter au plat. Transférer la suspension de cellules dans un tube de 50 ml conique. Laver la boîte de Pétri avec 10 ml de Ham F-12 et ajouter dans le tube conique. </li><li> Centrifuger le tube à 600-800 rcf pendant 6-8 min à température ambiante. </li><li> Aspirer le surnageant, en veillant à ne pas déranger ee culot de cellules et remettre en suspension dans 40 ml de milieu de culture de Ham F-12. </li><li> Centrifuger le tube à 600-800 rcf pendant 6-8 min. </li><li> Répétez les étapes 1,4 et 1,5 fois plus pour un total de 3 fois. Avant de centrifugation pour la troisième fois, reprendre le culot par une agitation et d&#39;obtenir une aliquote de 500 ul pour le comptage des cellules. </li><li> Compter les cellules viables en utilisant la méthode d&#39;exclusion du bleu trypan 9 avec un hématimètre et d&#39;un microscope optique inversé. </li><li> Aspirer le surnageant et remettre en suspension le culot dans un volume de Ham F-12 médias de doubler la densité de semis souhaitée (par exemple 20 x 10 6 cellules / ml pour une concentration finale de 10 x 10 6 cellules / ml après encapsulation). </li></ol> 2. Encapsulation Hydrogel chondrocytes agarose <ol><li> Heat 0,8 g autoclave de type VII agarose dans 20 ml de PBS 1x stérile (pH 7,4) sur une plaque chauffante réglée à 120 ° C jusqu&#39;à dissolution. Une fois dissous, baisser le feu à 60 ° C, des températures plus élevées will la viabilité des cellules. </li><li> Dans un tube conique de 50 ml, à fond mélanger des volumes égaux de la suspension de cellules avec le double de la concentration souhaitée de l&#39;agarose (par exemple une suspension de 4% d&#39;agarose d&#39;un hydrogel d&#39;agarose 2% finale). Eviter la formation de grosses bulles, car ils peuvent affecter la viabilité des cellules et de construire la fatigue. </li><li> Soigneusement aliquote de 10 ml du mélange chondrocytes agarose dans un plat de Pétri de diamètre 60 mm, tout en évitant la création de grosses bulles. </li><li> Laisser reposer pendant 30 min à température ambiante jusqu&#39;à gélifié. </li><li> Obtenir autant d&#39;échantillons d&#39;hydrogel chondrocytes agarose selon les besoins (en général 20-30) à l&#39;aide de 4 mm biopsie. </li><li> Mesurer et noter les dimensions physiques (diamètre et hauteur) d&#39;échantillons représentatifs à l&#39;aide d&#39;un micromètre. Constructions doit être d&#39;environ 5 mm de hauteur, rejeter tous les échantillons obtenus à partir d&#39;une région où la hauteur de la variance d&#39;échantillonnage est supérieure à 2%. </li><li> Transférer les échantillons dans un plat de 60 mm de Pétri frais et supplémentavec 10 ml de milieu complet (par exemple, 20% de sérum de veau foetal dans les médias Ham culture F-12 avec 20 mM d&#39;HEPES, 100 d&#39;acide ascorbique pg / ml, et les antibiotiques 2x / antimycotiques). </li></ol> 3. La stimulation mécanique et radiomarquage de chondrocytes-agarose hydrogels <ol><li> Autoclaver les composants métalliques de la plate-forme de compression. Stériliser les composants en plastique avec de l&#39;éthanol à 70% (la nuit) et de la lumière UV (pendant au moins 15 minutes). </li><li> Pour garder les constructions de tomber, en utilisant une pince, place 12 anneaux en plastique stériles de retenue (avec un diamètre intérieur plus grand que le diamètre construction) (n = 6, échantillons et contrôles) dans les puits d&#39;une plaque de culture de 24 puits. </li><li> En utilisant des pinces, transférer soigneusement les hydrogels chondrocytes-agarose de la boîte de Pétri à la plaque de 24 puits, la sécurisation chacun dans un anneau de retenue. </li><li> Transfert 400 pi de milieu complet (par exemple 20% de FBS dans les médias Ham culture F-12 avec 20 mM d&#39;HEPES, 100 pg / ml d&#39;acide ascorbique et2x antibiotiques antimycosiques /) pour chaque échantillon. </li><li> Monter la plate-forme de compression stérilisés (Figure 1) et fixer les plaques avec vis de réglage. Fixez la plate-forme de compression de la plaque de culture de 24 puits. </li><li> Relâchez et re-fixer les vis de réglage pour établir plateau-hydrogel de contact (zéro l&#39;état de contrainte). </li><li> Chargez la plate-forme de compression monté dans un interféromètre de Mach-1 Système de test micromécanique. Plate-forme sécurisée pour la phase verticale par goupille de positionnement et de verrouillage en place avec vis de réglage. Retirez le gabarit d&#39;espacement. </li><li> Appliquer une charge de compression dynamique à l&#39;amplitude désirée (p.ex. l&#39;amplitude de contrainte à 10% en fonction de la hauteur d&#39;origine des échantillons), la fréquence (par exemple, 1 Hz) et la durée ou le nombre de cycles (par exemple des intervalles de temps allant jusqu&#39;à 60 minutes). </li><li> À la fin de la stimulation mécanique, remplacer le gabarit d&#39;espacement, desserrer la vis goupille de positionnement et en retirer l&#39;appareil de compression et plaque de culture de la Mach-1 Système de test micromécanique. </li&gt; <li> Radiomarqueur cellules d&#39;hydrogel constructions en complétant les médias avec 5 pCi de l&#39;isotope désiré (par exemple [3 H]-proline étiquette protéines pour la synthèse du collagène chondrocyte spécifique et [35 S]-soufre pour la synthèse de protéoglycanes). </li><li> Incuber les constructions radiomarqués pour 24 heures à 37 ° C, 5% CO 2 10. </li><li> Récolter les constructions d&#39;hydrogel radiomarqués et rincer 3 fois dans du PBS 1X (pH 7,4) pour éliminer toute isotope non constituée en société. Digérer les échantillons en utilisant la papaïne (40 pg / ml dans 20 mM d&#39;acétate d&#39;ammonium, 1 mM d&#39;acide ethyldiaminetetraacetic et 2 mM de dithiothréitol à 65 ° C pendant 72 heures). </li><li> Essai Digest pour la teneur en ADN en utilisant le test PicoGreen colorant 11 et l&#39;activité des isotopes incorporé, normalisée par rapport à la teneur en ADN, en β-scintillation liquide compter 12,13 digestion par la papaïne qui suit immédiatement. </li></ol> Remarque: L&#39;achat et l&#39;élimination des matières radioactives (isotopes de déchets et des articlesqui ont pu entrer en contact avec des matières radioactives) doit suivre les dispositions institutionnelles pertinentes (et / ou gouvernementale) des politiques et procédures pour la manipulation et l&#39;élimination des substances radioactives. 4. Les résultats représentatifs Chondrocytes articulaires bovins-agarose constructions hydrogels (2% d&#39;agarose à 10 x 10 6 cellules / ml de cellules encapsulées) ont été stimulées mécaniquement à une amplitude de la contrainte de compression de 10% à une fréquence de 1 Hz pendant 20 à 60 min (1.200 à 3.600 ou cycles ) et analysés pour leur teneur d&#39;ADN et de synthèse de la matrice extracellulaire par incorporation de radio-isotopes. ADN et la synthèse de la matrice extracellulaire a été touchée d&#39;une manière dose-dépendante. La teneur en ADN a montré une diminution significative de 35% en raison de 20 ou 30 minutes de stimulation (p &lt;0,01), alors que 60 min de stimulation montré aucun effet (Figure 2). Cartilage spécifique synthèse du collagène et des protéoglycanes (déterminée par la [3 H]-proline et[35 S]-soufre constitution, respectivement) a montré une augmentation significative d&#39;environ 60% en réponse à 20 ou 30 minutes de stimulation (p &lt;0,01), avec 60 minutes de stimulation présentant aucun effet observable (Figure 3). <img src="/files/ftp_upload/4229/4229fig1.jpg" alt="Figure 1" /> . Figure 1 Schéma de l&#39;appareil de mesure intégré compression dynamique pour stimuler chondrocytes agarose constructions gauche:. Banc assemblé droite:. Vue éclatée montrant les composants individuels. <img src="/files/ftp_upload/4229/4229fig2.jpg" alt="Figure 2" /> Changements Figure 2. Teneur en ADN des chondrocytes stimulés mécaniquement hydrogels d&#39;agarose sous une amplitude de déformation à la compression de 10% à 1 Hz pendant 20 à 60 min (moyenne ± SEM, n = 6/groupe). Changements Figure 3. Dans la synthèse de la matrice extracellulaire (collagène et de protéoglycanes) de chondrocytes stimulés mécaniquement hydrogels d&#39;agarose sous amplitude de déformation à la compression de 10% à 1 Hz pendant 20 à 60 min (moyenne ± SEM, n = 6/groupe).

<ol><li>Grodzinsky, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cartilage+tissue+remodeling+in+response+to+mechanical+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Cartilage tissue remodeling in response to mechanical forces.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 2, 691-713 (2000).</li>
<li>Kuettner, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochemistry+of+articular+cartilage+in+health+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Biochemistry of articular cartilage in health and disease.</a> Clinical Biochemistry. 25, 155-163 (1992).</li>
<li>Neu, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interface+of+functional+biotribology+and+regenerative+medicine+in+synovial+joints%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering+Part+B%3A+Reviews%22%5BJournal%5D)">The interface of functional biotribology and regenerative medicine in synovial joints.</a> Tissue Engineering Part B: Reviews. 14, 235-247 (2008).</li>
<li>Demarteau, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+compression+of+cartilage+constructs+engineered+from+expanded+human+articular+chondrocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+and+Biophysical+Research+Communications%22%5BJournal%5D)">Dynamic compression of cartilage constructs engineered from expanded human articular chondrocytes.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 310, 580-588 (2003).</li>
<li>Waldman, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+intermittent+compressive+stimulation+improves+the+composition+and+mechanical+properties+of+tissue-engineered+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%22%5BJournal%5D)">Long-term intermittent compressive stimulation improves the composition and mechanical properties of tissue-engineered cartilage.</a> Tissue Engineering. 10, 1323-1331 (2004).</li>
<li>Hunter, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+compression+of+chondrocyte-seeded+fibrin+gels%3A+effects+on+matrix+accumulation+and+mechanical+stiffness%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Dynamic compression of chondrocyte-seeded fibrin gels: effects on matrix accumulation and mechanical stiffness.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 12, 117-130 (2004).</li>
<li>Buschmann, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+compression+modulates+matrix+biosynthesis+in+chondrocyte%2Fagarose+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">Mechanical compression modulates matrix biosynthesis in chondrocyte/agarose culture.</a> Journal of Cell Science. 108 (Pt 4), 1497-1508 (1995).</li>
<li>Quinn, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+compression+alters+proteoglycan+deposition+and+matrix+deformation+around+individual+cells+in+cartilage+explants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Science%22%5BJournal%5D)">Mechanical compression alters proteoglycan deposition and matrix deformation around individual cells in cartilage explants.</a> Journal of Cell Science. 111 (Pt 5), 573-583 (1998).</li>
<li>Kuettner, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+cartilage+matrix+by+mammalian+chondrocytes+in+vitro.+I.+Isolation%2C+culture+characteristics%2C+and+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Synthesis of cartilage matrix by mammalian chondrocytes in vitro. I. Isolation, culture characteristics, and morphology.</a> The Journal of Cell Biology. 93, 743-750 (1982).</li>
<li>Lee, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+loading+of+chondrocytes+embedded+in+3D+constructs%3A+in+vitro+methods+for+assessment+of+morphological+and+metabolic+response+to+compressive+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mechanical loading of chondrocytes embedded in 3D constructs: in vitro methods for assessment of morphological and metabolic response to compressive strain.</a> Methods in Molecular Medicine. 100, 307-324 (2004).</li>
<li>McGowan, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biochemical+quantification+of+DNA+in+human+articular+and+septal+cartilage+using+PicoGreen+and+Hoechst+33258%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Biochemical quantification of DNA in human articular and septal cartilage using PicoGreen and Hoechst 33258.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 10, 580-587 (2002).</li>
<li>Fan, J. C. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+intermittent+static+biaxial+tensile+strains+on+tissue+engineered+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">The effect of intermittent static biaxial tensile strains on tissue engineered cartilage.</a> Annals of Biomedical Engineering. 38, 1672-1682 (2010).</li>
<li>Kaupp, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+vibrations+increase+the+proliferation+of+articular+chondrocytes+in+high-density+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Institution+of+Mechanical+Engineers%2C+Part+H%3A+Journal+of+Engineering+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mechanical vibrations increase the proliferation of articular chondrocytes in high-density culture.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine. 222, 695-703 (2008).</li>
<li>Waldman, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+intermittent+shear+deformation+improves+the+quality+of+cartilaginous+tissue+formed+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Long-term intermittent shear deformation improves the quality of cartilaginous tissue formed in vitro.</a> Journal of Orthopaedic Research. 21, 590-596 (2003).</li>
<li>Waldman, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single+application+of+cyclic+loading+can+accelerate+matrix+deposition+and+enhance+the+properties+of+tissue-engineered+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">A single application of cyclic loading can accelerate matrix deposition and enhance the properties of tissue-engineered cartilage.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 14, 323-330 (2006).</li>
<li>Kisiday, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+dynamic+compressive+loading+on+chondrocyte+biosynthesis+in+self-assembling+peptide+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Effects of dynamic compressive loading on chondrocyte biosynthesis in self-assembling peptide scaffolds.</a> Journal of Biomechanics. 37, 595-604 (2004).</li>
<li>Chowdhury, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+regulation+of+chondrocyte+metabolism+in+agarose+constructs+subjected+to+dynamic+compression%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Biochemistry+and+Biophysics%22%5BJournal%5D)">Temporal regulation of chondrocyte metabolism in agarose constructs subjected to dynamic compression.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 417, 105-111 (2003).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

<html> La méthode décrite pour appliquer des stimuli mécaniques contrôlées à la cellule tête de série agarose hydrogels permet d&#39;enquêter directement sur les effets des dynamiques des forces de compression sur le métabolisme des chondrocytes. L&#39;utilisation de la plate-forme de mesure de test en même temps que les bagues de retenue prévu contrainte latérale pour les constructions d&#39;éviter d&#39;éventuels problèmes de basculement échantillon. L&#39;utilisation de plateaux de chargement morts pondérés fixés par ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Le nom du réactif ou de l&#39;équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> Ham F-12 </td><td> Thermo Fisher Scientific </td><td> SH3001002 </td><td></td></tr><tr><td> Collagénase A </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> C0130 </td><td></td></tr><tr><td> Protéase </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> P5147 </td><td></td></tr><tr><td> Fetal Bovine Serum </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> F1051 </td><td></td></tr><tr><td> Ascorbate </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> A4034 </td><td></td></tr><tr><td> Antibiotiques / antifongiques </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> A5955 </td><td></td></tr><tr><td> HEPES </td><td> Bioshop Canada Ltd </td><td> HEP001 </td><td></td></tr><tr><td> Bleu trypan </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> 93595 </td><td></td></tr><tr><td> Reichert Bright-ligne Hémacytomètre </td><td> Hausser scientifique </td><td> 1490 </td><td></td></tr><tr><td> Quant-iT PicoGreen </td><td> Invitrogen </td><td> P7589 </td><td></td></tr><tr><td> La papaïne extraite de la papaye latex </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> P3125 </td><td></td></tr><tr><td> Acétate d&#39;ammonium </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> A1542 </td><td></td></tr><tr><td> Acide Ethyldiaminetetraacetic </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> E9884 </td><td></td></tr><tr><td> DL-dithiothréitol </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> 43819 </td><td></td></tr><tr><td> Faible point de fusion d&#39;agarose, de type VII </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> A9045 </td><td></td></tr> &lt;tr&gt; <td> Moustiquaire (200) Filtre </td><td> Sigma Aldrich Ltd </td><td> S4145 </td><td></td></tr><tr><td> Mach-1 Testeur micromécanique </td><td> Biomomentum Inc </td><td> V500cs </td><td></td></tr><tr><td> Chargement de compression Jig </td><td> Fabriqués sur mesure </td><td></td><td> Produit similaire pourrait être fourni par Biomomentum Inc </td></tr><tr><td> Falcon 24 Plaque Culture Bien </td><td> Thermo Fisher Scientific </td><td> B353047 </td><td></td></tr><tr><td> compteur à scintillation β-liquide </td><td> Beckman Coulter </td><td> LS6500 </td><td></td></tr><tr><td> [3H] proline </td><td> Perkin-Elmer </td><td> NET323005MC </td><td></td></tr><tr><td> [35S] Soufre </td><td> Perkin-Elmer </td><td> NEX041005MC </td><td></td></tr></tbody></table>

la stimulation mécanique des chondrocytes-agarose hydrogels

Mechanical Stimulation of Chondrocyte-agarose Hydrogels

Le cartilage articulaire souffre d&#39;une capacité limitée de réparation lorsqu&#39;il a été endommagé par l&#39;insulte mécanique ou dégradés par la maladie, comme l&#39;arthrose. Pour remédier à cette lacune, plusieurs interventions médicales ont été développées. Une de ces méthodes consiste à resurfacer la zone endommagée avec génie tissulaire du cartilage, mais l&#39;ingénierie tissulaire n&#39;a généralement les propriétés biochimiques et la durabilité du cartilage natif, remettant en question sa survie à long terme. Cela limite l&#39;application de l&#39;ingénierie tissulaire du cartilage à la réparation de petits défauts de coordination, en s&#39;appuyant sur les tissus environnants pour protéger le matériau implanté. Pour améliorer les propriétés du tissu développé, la stimulation mécanique est une méthode courante utilisée pour augmenter la synthèse de la matrice extracellulaire du cartilage ainsi que les propriétés mécaniques résultantes de l&#39;ingénierie tissulaire. La stimulation mécanique applique des forces sur le tissu construit analogue à ceux rencontrés in vivo. Cetteest basé sur la prémisse que l&#39;environnement mécanique, en partie, de réglementer le développement et la maintenance de 1,2 tissu natif. La forme la plus couramment utilisée dans la stimulation mécanique de l&#39;ingénierie des tissus cartilagineux est la compression dynamique des déformations physiologiques de l&#39;ordre de 5-20% à une fréquence de 1 Hz 1,3. Plusieurs études ont examiné les effets de la compression dynamique et ont montré qu&#39;elle ait un effet positif sur le métabolisme des chondrocytes et la biosynthèse, en influant finalement sur ​​les propriétés fonctionnelles de l&#39;4-8 tissu développé. Dans cet article, nous illustrons la méthode pour stimuler mécaniquement les constructions d&#39;hydrogel chondrocytes agarose sous compression dynamique et analyser les changements dans la biosynthèse par des dosages biochimiques et radio-isotope. Cette méthode peut également être facilement modifié pour évaluer les changements potentiellement induits dans la réponse cellulaire à la suite de stimuli mécaniques.

La biosynthèse de la matrice extracellulaire du cartilage par les chondrocytes peuvent être affectés par l&#39;application de stimuli mécaniques. Cette méthode décrit la technique d&#39;application dynamiques contraintes de compression de chondrocytes encapsulés dans des constructions 3D et l&#39;évaluation des changements induits dans le métabolisme des chondrocytes.

La stimulation mécanique des chondrocytes-agarose hydrogels

Le cartilage articulaire présente une capacité de réparation limitée lorsqu'il est endommagé par un traumatisme mécanique ou dégradé par une pathologie, telle que l'arthrose. Pour remédier à...

L'objectif général de cette procédure est d'appliquer un chargement compressif mécanique dynamique à des hydrogels ensemencés de cellules. Pour ce faire, des cellules primaires sont obtenues par dissection et digestion enzymatique de tranches de cartilage. Les cellules isolées sont encapsulées dans un hydrogel à 2 % agros, et des constructions ensemencées de cellules sont créées à l'aide d'un punch biopsique.Les échantillons sont ensuite placés dans le dispositif de chargement compressif et chargés dans un stimulateur micro-mécanique mach one. Un chargement compressif dynamique est ensuite appliqué aux constructions ensemencées de cellules afin d'évaluer la synthèse de collagène et de protéoglycanes. Les constructions sont marquées radioactivement après incubation incorporée.Les isotopes sont quantifiés par comptage en scintillation des données obtenues, lesquelles sont normalisées par rapport à l'ADN. Le contenu montre des modifications de la synthèse de la matrice extracellulaire suite à une stimulation mécanique. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la réponse du site opposé et la stimulation mécanique.Il peut également être appliqué à d'autres systèmes tel

mechanical-stimulation-of-chondrocyte-agarose-hydrogels

Research

Recherche

JoVE Journal

Biology

Biologie

Un système 3D de chondrocytes articulaires humains en culture dans les niveaux élevés du liquide synovial est décrite. Le liquide synovial reflète le microenvironnement plus naturelle pour le cartilage articulaire, et peut être facilement obtenu et stocké. Ce système peut donc être utilisée pour étudier la régénération du cartilage et de dépistage pour les thérapies pour traiter l'arthrite.

Un système 3D pour les chondrocytes articulaires humains Culture dans le liquide synovial

Nous avons conçu un nouveau bioréacteur de chargement mécanique qui peut appliquer une contrainte mécanique uniaxiale ou biaxiale à une biocomposites du cartilage avant la transplantation dans un défaut de cartilage articulaire.

Conception d&#39;un bioréacteur de chargement mécanique biaxial pour l&#39;ingénierie tissulaire

A bioprinter été utilisé pour créer hydrogels motifs fondés sur un moule sacrificiel. Le moule poloxamère a été remblayé avec un second hydrogel et ensuite élue, laissant des vides qui ont été remplis avec un troisième hydrogel. Cette méthode utilise une élution rapide et une bonne imprimabilité de poloxamère pour générer des architectures complexes à partir de biopolymères.

Impression Moules Reverse thermosensible pour la création de motifs d&#39;hydrogels à deux composants pour la culture cellulaire 3D

La réparation du cartilage représente un défi médical non relevé et les approches cellulaires pour concevoir le cartilage articulaire humain sont une solution prometteuse. Ici, nous décrivons les hydrogels biomimétiques tridimensionnels (3D) comme un outil idéal pour l’expansion et la maturation des chondrocytes articulaires humains.

3D hydrogel échafaudages pour articulaire chondrocytes Culture and Cartilage Generation

Un injectable échafaudage d'ingénierie tissulaire composé de poly (N-isopropylacrylamide) de sulfate -graft-chondroïtine (PNIPAAm-g-CS) contenant des microparticules d'alginate a été préparé. La force d'adhérence, des propriétés de gonflement et de biocompatibilité in vitro sont analysés dans cette étude. Les techniques de caractérisation développés ici peuvent être applicables à d'autres systèmes thermogélifiants.

Synthèse de thermogélifiant Poly (N-isopropylacrylamide) -graft-chondroïtine Composites Sulfate avec Alginate Microparticules pour le génie tissulaire

Le stress mécanique peut induire la différenciation chondrogénique des cellules souches, fournissant une approche thérapeutique potentielle pour la réparation du cartilage altéré. Nous présentons un protocole pour induire la différenciation chondrogénique des cellules souches dérivées du tissu adipeux (ASC) en utilisant la gravité centrifuge (CG). La régulation positive de SOX9 induite par CG entraîne le développement de phénotypes chondrogéniques.

Chondrogène Différenciation Induction des cellules souches adipeuses par gravité centrifuge

Chondrogenèse de cellules souches nécessite un réglage fin des conditions de culture. Nous présentons ici une approche magnétique pour les cellules de condensation, une étape essentielle pour initier chondrogenèse. De plus, nous montrons que la maturation dynamique dans un bioréacteur applique une stimulation mécanique aux constructions cellulaires et améliore la production de la matrice extracellulaire cartilagineuse.

L&#39;agrégation magnétique de cellules souches 3D et bioréacteurs Maturation pour Cartilage régénération

Cet article fournit des méthodes détaillées pour fabriquer et caractériser un dispositif microfluidique pneumatiquement actionnant pour la compression de chondrocyte.

Une plate-forme microfluidique pour stimuler les chondrocytes avec compression dynamique

La thérapie osseuse par ossification endochondrale par implantation de tissu cartilagineux artificiel produit à partir de cellules souches mésenchymateuses a le potentiel de contourner les inconvénients des thérapies conventionnelles. Les hydrogels d’acide hyaluronique sont efficaces pour mettre à l’échelle des greffes de cartilage uniformément différenciées ainsi que pour créer un os intégré avec vascularisation entre les greffons fusionnés in vivo.

Formation osseuse intégrée par ossification endochondrale in vivo à l’aide de cellules souches mésenchymateuses

Cette étude décrit une méthode de production de sphéroïdes chondrocytaires en agrégeant des cellules en sphéroïdes dans des conditions de faible adhésion à l’aide de la gravité, suivie de la culture des sphéroïdes résultants dans des mini-bioréacteurs.

Génération de sphéroïdes à partir de divers chondrocytes à l’aide de conditions à faible adhérence sous gravité et de mini-bioréacteurs faits maison

Découvrez la stimulation mécanique dynamique des chondrocytes encapsulés dans des hydrogels d'agarose à 2%. Cette méthode permet d'évaluer la synthèse du collagène et des protéoglycanes pour l'ingénierie tissulaire.

La stimulation mécanique des chondrocytes-agarose hydrogels

Explorer plus de vidéos