Méthodologie élastographie par résonance magnétique pour l'évaluation des tissus Conçu croissance Construct

Summary

La procédure démontre la méthodologie de l'élastographie par résonance magnétique pour le suivi des résultats d'ingénierie du tissu adipeux et les constructions de tissus ostéogéniques d'ingénierie grâce à une évaluation non invasive locale des propriétés mécaniques en utilisant microscopique élastographie par résonance magnétique (μMRE).

Abstract

Traditionnel essais mécaniques se traduit souvent par la destruction de l'échantillon, et dans le cas de tissu à long terme conçu de construire des études, l'utilisation de l'évaluation destructrice n'est pas acceptable. Une alternative proposée est l'utilisation d'un procédé d'imagerie appelée élastographie par résonance magnétique. L'élastographie est une méthode non destructive pour déterminer le résultat d'ingénierie en mesurant les valeurs locales des propriétés mécaniques (c.-à-module complexe de cisaillement), qui sont des marqueurs essentiels pour identifier la structure et la fonctionnalité d'un tissu. Comme un moyen non invasif d'évaluation, le suivi des constructions d'ingénierie avec des modalités d'imagerie telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM) a vu un intérêt croissant dans la dernière décennie ^1. Par exemple, les par résonance magnétique (MR) des techniques de diffusion et de relaxométrie ont été en mesure de caractériser les changements dans les propriétés chimiques et physiques au cours du développement de l'ingénierie tissulaire ^2. La méthode proposée dansle protocole suivant utilise microscopique élastographie par résonance magnétique (μMRE) en tant que technique MR non invasive permettant de mesurer les propriétés mécaniques de petite tissus mous ^3. MRE est réalisé en couplant un actionneur mécanique sonore avec le tissu d'intérêt et l'enregistrement de la propagation des ondes de cisaillement avec un scanner MR ^4. Récemment, μMRE a été appliqué dans l'ingénierie tissulaire pour acquérir des informations essentiel de la croissance qui est traditionnellement mesurée à l'aide des techniques macroscopiques mécaniques destructeurs ^5. Dans la procédure suivante, l'élastographie est obtenue par l'imagerie de constructions d'ingénierie avec une version modifiée de Hahn spin-séquence d'écho associée à un actionneur mécanique. Comme le montre la figure 1, la séquence modifiée se synchronise avec l'acquisition de l'image de transmission des ondes de cisaillement extérieures; ultérieurement, le mouvement est sensibilisée par l'utilisation de paires oscillant bipolaires. Après la collecte d'images avec un mouvement positif et négatif sensitization, la division complexe des données de produire une image d'onde de cisaillement. Puis, l'image est évaluée en utilisant un algorithme d'inversion pour générer une carte rigidité au cisaillement ^6. Les résultats des mesures à chaque voxel a été démontré fortement corrélés (R ^2> 0.9914) avec les données recueillies à l'aide l'analyse mécanique dynamique ^7. Dans cette étude, l'élastographie est intégré dans le processus de développement du tissu pour le suivi des lignées de cellules souches mésenchymateuses (CSM h) la différenciation dans des constructions adipogéniques et ostéogénique comme le montre la figure 2.

Protocol

1. Préparation Construct tissus Le tissu de construire processus de préparation se compose de trois étapes principales: l'expansion de la population de la cellule, l'ensemencement de cellules sur un échafaudage biomatériau, et la différenciation par l'utilisation de molécules de signalisation chimiques. La procédure pour la préparation construction est basée sur des méthodes menées par Dennis et al., Hong et al., Et Marion et Mao 8,9,10. </p…

Discussion

Dans cette procédure, le processus de MRE pour les constructions de l'ingénierie tissulaire est démontré, de la préparation cellulaire à la génération d'un élastogramme. En appliquant une méthode d'évaluation non destructive mécanique à la canalisation du génie tissulaire, il est maintenant possible d'évaluer les changements dans les constructions d'ingénierie tout au long de multiples étapes de développement. En outre, s'ajoute à d'autres méthodes d'ERM MR pour les ti…

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