La stimolazione meccanica di condrociti-agarosio idrogel
Summary
La biosintesi di matrice extracellulare cartilaginea dai condrociti può essere influenzata da applicazione di stimoli meccanici. Questo metodo descrive la tecnica di applicazione di compressione dinamiche ceppi di condrociti incapsulati in costrutti 3D e la valutazione dei cambiamenti indotti nel metabolismo dei condrociti.
Abstract
La cartilagine articolare soffre di una limitata capacità di riparazione, se danneggiato da insulto meccanico o degradato da malattie, come osteoartrite. Per rimediare a questa mancanza, diversi interventi medici sono stati sviluppati. Uno di questi metodi è quello di riaffiorare l'area danneggiata con il tessuto-ingegnerizzato cartilagine, tuttavia, il tessuto ingegnerizzato manca in genere le proprietà biochimiche e la durata della cartilagine nativa, mettendo in discussione la sua sopravvivenza a lungo termine. Questo limita l'applicazione di ingegneria tissutale cartilagine alla riparazione di piccoli difetti focali, basandosi sul tessuto circostante per proteggere il materiale impiantato. Per migliorare le proprietà del tessuto sviluppato, stimolazione meccanica è un metodo utilizzato per aumentare la sintesi di matrice extracellulare cartilaginea e le risultanti proprietà meccaniche del tessuto ingegnerizzato. Stimolazione meccanica applica forze al tessuto costrutti analoghi a quelli sperimentati in vivo. Questoè basato sulla premessa che l'ambiente meccanico, in parte, regola lo sviluppo e la manutenzione di 1,2 tessuto nativo. La forma più comunemente applicato di stimolazione meccanica in ingegneria tissutale cartilagine è la compressione dinamica a ceppi fisiologiche di circa il 5-20% con una frequenza di 1 Hz 1,3. Diversi studi hanno studiato gli effetti della compressione dinamica e hanno mostrato di avere un effetto positivo sul metabolismo dei condrociti e biosintesi, infine influenzare le proprietà funzionali del tessuto sviluppato 4-8. In questo lavoro, ci illustrano il metodo per stimolare meccanicamente condrociti-agarosio costrutti idrogel in compressione dinamica e analizzare i cambiamenti nella biosintesi attraverso test biochimici e radioisotopi. Questo metodo può essere facilmente modificato per valutare eventuali cambiamenti potenzialmente indotti in risposta cellulare a seguito di stimoli meccanici.
Protocol
Discussion
Il metodo descritto per l'applicazione di stimoli meccanici controllati alla cella testa di serie agarosio idrogel permette l'indagine diretta sugli effetti dinamici delle forze di compressione sul metabolismo dei condrociti. L'uso del custom-test rig in combinazione con gli anelli di ritenuta previsto vincolo laterale per i costrutti di evitare potenziali problemi di campione ribaltamento. L'uso di morti ponderati piani di carico garantiti da equipaggi set garantisce un contatto diretto con i cost…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the reagent or equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Ham’s F-12 | Thermo Fisher Scientific | SH3001002 | |
| Collagenase A | Sigma Aldrich Ltd. | C0130 | |
| Protease | Sigma Aldrich Ltd. | P5147 | |
| Fetal Bovine Serum | Sigma Aldrich Ltd. | F1051 | |
| Ascorbate | Sigma Aldrich Ltd. | A4034 | |
| Antibiotics/antimycotics | Sigma Aldrich Ltd. | A5955 | |
| HEPES | Bioshop Canada Ltd. | HEP001 | |
| Trypan blue | Sigma Aldrich Ltd. | 93595 | |
| Reichert Bright-Line Hemacytometer | Hausser Scientific | 1490 | |
| Quant-iT PicoGreen | Invitrogen | P7589 | |
| Papain from papaya latex | Sigma Aldrich Ltd. | P3125 | |
| Ammonium Acetate | Sigma Aldrich Ltd. | A1542 | |
| Ethyldiaminetetraacetic Acid | Sigma Aldrich Ltd. | E9884 | |
| DL-Dithiothreitol | Sigma Aldrich Ltd. | 43819 | |
| Low Melting Point Agarose, Type VII | Sigma Aldrich Ltd. | A9045 | |
| Mesh Screen (200) Filter | Sigma Aldrich Ltd. | S4145 | |
| Mach-1 Micromechanical Tester | Biomomentum Inc. | V500cs | |
| Compression Loading Jig | Custom-built | Similar product could be supplied by Biomomentum Inc. | |
| Falcon 24 Well Culture Plate | Thermo Fisher Scientific | B353047 | |
| β-Liquid Scintillation Counter | Beckman Coulter | LS6500 | |
| [3H] Proline | Perkin-Elmer | NET323005MC | |
| [35S] Sulfur | Perkin-Elmer | NEX041005MC |
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