Magnet-Resonanz-Elastographie Methodik für die Beurteilung von Tissue Engineering gewonnenen Konstrukts Wachstum

Summary

Das Verfahren zeigt die Methodik der Magnet-Resonanz-Elastographie zur Überwachung der gentechnisch Ergebnis der Fett-und osteogene Gewebezüchtungen Konstruktionen, die durch nicht-invasive lokale Beurteilung der mechanischen Eigenschaften mit mikroskopischen Magnetresonanz-Elastographie (μMRE).

Abstract

Traditionelle mechanische Tests führt häufig zur Beseitigung der Probe, und im Fall der langfristigen Tissue Engineering gewonnenen Konstrukts Studien, ist die Verwendung von zerstörungsfreie Bestimmung nicht akzeptabel. Eine vorgeschlagene Alternative ist die Verwendung von einem bildgebenden Verfahren Magnetresonanz-Elastographie genannt. Elastographie ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur Bestimmung der technisch Ergebnis durch Messen lokalen Werte der mechanischen Eigenschaften (dh komplexe Schermodul) als wesentliche Marker zur Identifizierung der Struktur und Funktion eines Gewebes sind. Als nichtinvasives Mittel zur Auswertung, wurde die Überwachung von technischen Konstrukte mit bildgebenden Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT) zunehmend Interesse in der letzten Dekade ^{1 zu} sehen. Zum Beispiel wurden die magnetischen Resonanz (MR) der Diffusion und Relaxometrie der Lage, die Veränderungen in der chemischen und physikalischen Eigenschaften während gezüchteten Gewebe Entwicklung ² charakterisieren. Verfahren vorgeschlagendas folgende Protokoll verwendet mikroskopischen Magnetresonanz Elastographie (μMRE) als nichtinvasive MR Technik zur Messung der mechanischen Eigenschaften von kleinen weichen Gewebe ^3. MRE wird durch Kopplung eines akustischen mechanischen Antrieb mit dem Gewebe von Interesse und Aufzeichnen der Scherwelle Fortpflanzung mit einem MR-Scanner ⁴ erreicht. Vor kurzem hat μMRE im Tissue Engineering angewendet worden, um wesentliche Informationen, die traditionell Wachstum gemessen wird mit zerstörerischen mechanischen makroskopischen Techniken ⁵ zu erwerben. In der folgenden Prozedur wird Elastographie durch den Abbildungsbereich von technischen Konstrukte mit einer modifizierten Hahn-Spin-Echo-Sequenz mit einem mechanischen Aktuator gekoppelt erreicht. Wie in 1 gezeigt ist, synchronisiert die modifizierte Sequenz Bildaufnahme mit der Übertragung von externen Scherwellen, anschließend wird die Bewegung sensibilisiert durch die Verwendung von bipolaren schwingenden Paaren. Nach Sammlung von Bildern mit positiven und negativen Bewegung sensitization, komplexe Aufteilung der Daten erzeugen eine Scherwelle Bild. Dann wird das Bild bewertet unter Verwendung eines Inversionsalgorithmus, um eine Schubsteifigkeit Karte ^{6 zu} erzeugen. Die resultierenden Messungen in jedem Voxel haben gezeigt, dass stark korrelieren (R ^2> 0,9914) mit Daten unter Verwendung von dynamisch-mechanischen Analyse ^7. In dieser Studie wird die Elastographie in das Gewebe ein Entwicklungsprozess für die Überwachung von humanen mesenchymalen Stammzellen (MSC h) Differenzierung in osteogene adipogene und Konstrukte wie in Abbildung 2 dargestellt integriert.

Protocol

1. Gewebekonstrukt Vorbereitung Das Gewebe konstruieren Vorbereitung Prozess besteht aus drei Phasen: Ausbau der Zellpopulation, Auspflanzung von Zellen auf einem Biomaterial Schafott, und Differenzierung durch den Einsatz chemischer Signalmoleküle. Das Verfahren für die Vorbereitung Konstrukt basiert auf Methoden von Dennis et al., Hong et al., Und Marion und Mao 8,9,10 durchgeführt wurden. Nach der Kultivierung und Expansion der Zelllinie, Saatgut…

Discussion

In diesem Verfahren wird das Verfahren der MRE für Tissue Engineering Konstrukte Zellpräparat zur Erzeugung von Elastogramm gezeigt. Durch Anlegen einer mechanischen zerstörungsfreien Prüfung Verfahren zum Tissue Engineering-Pipeline, ist es nun möglich, Änderungen in Engineered Constructs über mehrere Phasen der Entwicklung zu bewerten. Darüber hinaus ergänzt die MRE andere MR-Methoden für die Überwachung mittels Tissue Engineering Konstrukte wie Diffusion, Magnetisierungstransfer und chemische Verschiebung …

Materials

Material Name	Type	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