Biosyntesen av brosk extracellulär matris genom kondrocyter kan påverkas av applicering av mekaniska stimuli. Denna metod beskriver tekniken att tillämpa dynamiska komprimerande stammar till kondrocyter inkapslade i 3D konstruktioner och utvärdering av inducerade förändringar i kondrocyt ämnesomsättning.
Ledbrosk lider av en begränsad reparation kapacitet när den skadats av mekanisk förolämpning eller bryts ned av sjukdom, såsom artros. För att råda bot på denna brist har flera medicinska åtgärder utvecklats. En sådan metod är att dyka upp igen det skadade området med vävnadstekniska brosk, men det vävnadstekniska vanligtvis saknar de biokemiska egenskaper och hållbarhet hos infödda brosk, ifrågasätta sin långsiktiga överlevnadsförmåga. Detta begränsar tillämpningen av broskvävnad engineering till reparation av små fokala defekter, att förlita sig på den omgivande vävnaden för att skydda det implanterade materialet. För att förbättra egenskaperna hos den utvecklade vävnaden, är mekanisk stimulering en populär metod som används för att öka syntesen av brosk extracellulär matris liksom de resulterande mekaniska egenskaperna hos den manipulerade vävnaden. Mekanisk stimulering tillämpar krafter till vävnaden konstruerar analoga med dem upplevt in vivo. Dettaär baserad på antagandet att den mekaniska miljön, delvis reglerar utveckling och underhåll av nativ vävnad 1,2. Den mest allmänt vedertagen form av mekanisk stimulering i brosk vävnadsteknik är dynamisk kompression vid fysiologiska stammar av cirka 5-20% vid en frekvens av 1 Hz 1,3. Flera studier har undersökt effekterna av dynamisk kompression och har visat att det har en positiv effekt på kondrocyt metabolism och biosyntes i slutändan påverkar de funktionella egenskaperna hos den utvecklade vävnaden 4-8. I detta dokument visar vi metoden att mekaniskt stimulera kondrocyt-agaros hydrogel konstruktioner under dynamisk kompression och analysera förändringar i biosyntes genom biokemiska och radioisotoper analyser. Denna metod kan också lätt modifieras för att bedöma eventuella potentiellt inducerade förändringar i cellulär respons som ett resultat av mekaniska stimuli.
Den beskrivna metoden för att applicera kontrollerade mekaniska stimuli till cell-seedade agaros hydrogeler möjliggör direkt utredning om effekterna av dynamiska tryckkrafter på kondrocyt ämnesomsättning. Användningen av den specialanpassade provningsanordningens i samband med de kvarhållande ringarna som sidled hinder för konstruktionerna för att undvika eventuella problem med prov tipp. Användningen av dead-viktade lastning plattorna säkrade genom uppsättningar besättningar säkerställer direktkon…
The authors have nothing to disclose.
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 |