Metodologia Elastografia risonanza magnetica per la valutazione dei Tissue Engineered Construct crescita

Summary

La procedura dimostra la metodologia di elastografia risonanza magnetica per monitorare l'esito di ingegneria del tessuto adiposo e costrutti osteogeniche ingegneria non invasiva attraverso la valutazione locale delle proprietà meccaniche utilizzando microscopici elastografia risonanza magnetica (μMRE).

Abstract

Tradizionale test meccanico comporta spesso la distruzione del campione, e in caso di lungo termine ingegneria tessutale costruire studi, l'uso di valutazione distruttivo non è accettabile. Un'alternativa proposta è l'uso di un processo di imaging chiamata elastografia risonanza magnetica. Elastografia è un metodo non distruttivo per determinare l'esito ingegnerizzato misurando locali valori delle proprietà meccaniche (ad esempio, complesso modulo di taglio), che sono essenziali per identificare marcatori la struttura e la funzionalità di un tessuto. Come mezzo non invasive per la valutazione, il monitoraggio dei costrutti ingegnerizzati con modalità di imaging come la risonanza magnetica (MRI) ha visto un crescente interesse negli ultimi dieci anni ^1. Ad esempio, i risonanza magnetica (MR) tecniche di diffusione e rilassometria sono stati in grado di caratterizzare le variazioni chimiche e fisiche durante lo sviluppo tessutale ^2. Il metodo proposto inil protocollo seguente utilizza microscopico elastografia risonanza magnetica (μMRE) come una tecnica non invasiva MR base per misurare le proprietà meccaniche di piccole tessuti molli ^3. MRE è ottenuta mediante accoppiamento di un attuatore meccanico sonora con il tessuto di interesse e registrare la propagazione delle onde di taglio con uno scanner MR ^4. Recentemente, è stato applicato μMRE nell'ingegneria dei tessuti per acquisire informazioni essenziali crescita che viene tradizionalmente misurata utilizzando tecniche meccaniche distruttive macroscopici ^5. Nella procedura seguente, elastografia è ottenuta attraverso l'imaging di costrutti ingegnerizzati con Hahn modificato spin-echo sequenza accoppiato con un attuatore meccanico. Come mostrato in figura 1, la sequenza modificata sincronizza acquisizione delle immagini con la trasmissione di onde di taglio esterni, successivamente, il movimento è sensibilizzato attraverso l'uso di oscillante coppie bipolari. Dopo raccolta di immagini con moto sensibi positive e negativezione, complessa divisione dei dati produrre un'immagine delle onde di taglio. Poi, l'immagine è valutata utilizzando un algoritmo di inversione per generare una mappa di taglio rigidità ^6. Le misure ottenute in ciascun voxel hanno mostrato di forte correlazione (R ^2> 0,9914) con i dati raccolti usando analisi meccanica dinamica ^7. In questo studio, elastografia è integrata nel processo di sviluppo per monitorare tessuto umano cellule staminali mesenchimali (MSC h) differenziazione in costrutti adipogenica e osteogenica come mostrato in Figura 2.

Protocol

1. Preparazione del tessuto Construct Il tessuto costrutto processo di preparazione consiste di tre fasi principali: espansione della popolazione cellulare, la semina di cellule su un'impalcatura biomateriale, e differenziazione attraverso l'uso di molecole chimiche di segnalazione. La procedura per la preparazione costrutto è basato su metodi condotti da Dennis et al., Hong et al., E Marion e Mao 8,9,10. Dopo la coltura e l'espansione del…

Discussion

In questa procedura, il processo di MRE per costrutti di ingegneria tessutale è dimostrata dalla preparazione cella alla generazione di un elastogramma. Applicando un metodo non distruttivo valutazione meccanica alla conduttura di ingegneria tissutale, è ora possibile per valutare le variazioni costrutti artificiali tutto diversi stadi di sviluppo. Inoltre, integra MRE altri metodi di RM per il monitoraggio dei tessuti ingegnerizzati costrutti come la diffusione, il trasferimento di magnetizzazione, e lo spostamento a…

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