Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Techniek Fibrine-based Tissue constructen van myofibroblasten en Application of Constraints en Zeef to Cell en collageen (Re) organisatie Induce

Published: October 28, 2013 doi: 10.3791/51009

Summary

Dit model systeem gaat uit van een myofibroblast-bevolkte fibrine gel die kan worden gebruikt om endogene collageen (her) inrichting real-time op een niet-destructieve manier te bestuderen. Het modelsysteem is zeer instelbaar, als het kan worden gebruikt met verschillende bronnen van cellen, medium additieven, en kan gemakkelijk worden aangepast aan specifieke behoeften.

Abstract

Collageen inhoud en organisatie bij de ontwikkeling van collagene weefsels kan worden beïnvloed door lokale weefsel stammen en weefsel beperking. Weefselingenieurs doel om deze principes te gebruiken om weefsels te creëren met voorgedefinieerde collageen architecturen. Een volledig begrip van het exacte onderliggende processen van collageen remodelleren de definitieve weefselarchitectuur controle echter ontbreekt. In het bijzonder weinig bekend over de (her) oriëntatie van de collageenvezels in reactie op veranderingen in weefsel mechanische belastingscondities. We ontwikkelden een in vitro modelsysteem bestaande uit biaxiaal constrained myofibroblast-gezaaide constructen fibrine, collageen verder te ontrafelen (her) oriëntatie in reactie op i) terugkeer naar biaxiale eenassige statische belastingsomstandigheden en ii) uniaxiale cyclische belasting van de biaxiaal beperkt constructen voor en na een verandering in belastingsrichting, met gebruik van de Flexcell FX4000T laadinrichting. Time-lapse confocale beeldvorming wordt gebruikt om visualize collageen (her) oriëntatie op een niet-destructieve manier.

Cel en collageen organisatie in de constructen kunnen worden gevisualiseerd in real-time, en een interne referentie systeem stelt ons in staat om te verhuizen cellen en collageen structuren voor time-lapse-analyse. Verschillende aspecten van het model systeem kan worden aangepast, zoals mobiele bron of het gebruik van gezonde en zieke cellen. Additieven kunnen worden gebruikt om verder te verhelderen mechanismen onderliggende collageen remodelleren, bijvoorbeeld door toevoegen van MMPs of blokkering integrinen. Vorm en grootte van de construct kan gemakkelijk worden aangepast aan de specifieke behoeften, wat resulteert in een zeer regelbaar modelsysteem cel en collageen (re) organisatie bestuderen.

Introduction

Cardiovasculaire weefsels hebben een prominente dragende functie. In het bijzonder de inhoud en organisatie van collageenvezels in de extracellulaire matrix bijdragen aan de dragende eigenschappen en domineren algehele weefsel sterkte 1. In tissue engineering mechanische conditionering van het construct wordt gebruikt - meestal bestaande uit (cyclische) uitpersen regimes - om weefsel organisatie en mechanische eigenschappen 2,3 versterken. Volledig begrip van stam-geïnduceerde collageen organisatie in complex weefsel geometrieën weefsels voorgedefinieerde collageen architectuur maakt is nog niet bereikt. Dit is voornamelijk te wijten aan onze beperkte kennis van collageen remodeling in het ontwikkelen van weefsels. Bestaande modellen geven vooral informatie over de uiteindelijke netto resultaat van collageen remodeling met gebruik van statische belasting 4-6. Hier bieden we een zeer afstembare modelsysteem dat de studie van collageen (re) organisatie maakt in een real-time mode, in 3D, onder invloedvan statische of cyclische belasting. Het weefsel constructen fibrine-based, zodat alle collageen in het construct is endogeen. Cel en collageen organisatie in de constructies wordt gevisualiseerd, en een interne referentie systeem stelt ons in staat om te verhuizen cellen en collageen structuren voor time-lapse-analyse. In dit protocol wordt het gebruik van het model voor Human Vena saphena Cells (HVSCs) beschrijven, aangezien deze cellen staan ​​bekend om hun toegenomen extracellulaire matrix productie en de mogelijkheid om de matrix en ons langdurig gebruik in cardiovasculaire weefsels gemanipuleerde 7 verbouwen, gebaseerd over het werk van de Jonge et al.. 8

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Cultuur van de mens Vena saphena Cellen

  1. Isoleer cellen van de vena saphena magna, verkregen van een donor in overeenstemming met richtlijnen voor het secundair gebruik materiaal, volgens het protocol van Schnell et al.. 9 en bewaar deze in vloeibare stikstof. Uit het gedeelte van de vena saphena magna ve donor gesneden stukken van 2 x 2 mm tot cultuur in een zes-well plaat. Gebruik 2 stuks per putje. Algemeen genoeg cellen kan worden verkregen tot ongeveer 3 flesjes vullen met 0,25 x 10 6 cellen in vloeibare stikstof. HVSCs worden gekarakteriseerd als myofibroblasten, door het tonen van expressie van vimentine, geen expressie van desmine en een subpopulatie uiten α gladdespieractine 10. Volgende beginnen het protocol bij de cellen van de vloeibare stikstof ontdooien het aantal cellen te verhogen.
  2. Plaats de cellen van een flacon in een T75 weefselkweek kolf en voeg groeimedium (GM), bestaande uit geavanceerde DMEM, 50 ml foetaal runderserum (FBS), 5 ml penicilline /streptomycine en 5 ml L-glutamax. Wijzig medium om de 2-3 dagen.
  3. Cellen groeien samenvloeiing na ongeveer 14 dagen. WINKEL 0,5 x 10 6 cellen in een flacon in vloeibare stikstof, genoemd passage 1.

Opmerking: Bevriezing van de cellen is niet nodig bij het ​​oogsten HVSCs, maar wordt uitsluitend gebruikt voor opslag.

  1. Plaats de HVSCs uit een flacon in een T175 weefselkweek kolf en voeg GM. Wijzig medium om de 2-3 dagen. Cellen groeien samenvloeiing na circa 7 dagen. WINKEL 3 x 10 6 cellen in een flacon in vloeibare stikstof, genoemd passage 2.
  2. Plaats de cellen van een flacon in een rollerbottle en voeg GM. Wijzig medium om de 2-3 dagen. Cellen groeien samenvloeiing na ongeveer 8 dagen. Een rollerbottle bevat ongeveer 20-30 x 10 6 cellen. Kweekcellen tot passage 6. Gebruik geen cellen van een passage hoger dan doorgang 9, aangezien cel fenotype kunnen veranderen.
  3. 2. Engineering van fibrine-based Tissue constructen

    1. Bereid siliconenlijm door mengen van het elastomeer met het hardingsmiddel (10:01). Snij 7 x 3 mm rechthoekige segmenten van klittenband. Lijm de klittenband in een 6 putjes, met flexibele membranen aan een kruis te vormen, en een vierkante ruimte van 3 mm tussen de klittenband te verlaten.

    Opmerkingen: Gebruik alleen de zachte kant van het klittenband en het gezicht van deze kant naar boven. Bij het verlijmen van het klittenband, alleen betrekking hebben op het klittenband met siliconen lijm, verspreiden zich niet lijmen hele goed. Aangezien de cultuur platen rolmembraan bodems, gebruik iets onder de wells plaat voor het versterken van de flexibele membranen, gemakkelijk lijmen waarborgen op de plaat.

    1. Droog de siliconenlijm overnacht in een oven op 60 ° C tot verharding van de lijm te garanderen. Steriliseren door toevoeging van 70% EtOH aan de putjes en incubeer gedurende 30 minuten. Spoel 3x met PBS en verwijder alle PBS uit de wells en de klittenband. Gezet onder UV gedurende 30 minuten en houd steriel tot gebruik.
    2. Bereid Tissue Engineering medium (TM), dat bestaat uit GM en 130 mg L-ascorbinezuur 2-fosfaat.
    3. Voeg 1 mg / ml ε-aminocapronzuur (ACA) aan de TM. ACA wordt gebruikt voor de eerste 7 dagen van cultuur aan de fibrine voorkomen afbrekende 11. Alternatief aprotinine worden gebruikt.
    4. Om de vorming klonteren te voorkomen, laat fibrinogeen op kamertemperatuur komen alvorens te openen. Zonder klonten fibrinogeen zal gemakkelijker oplossen. Los fibrinogeen tot een concentratie van 10 mg werkelijke eiwit / ml TM 7 aangevuld met ACA. Steriel filter de fibrinogeenoplossing, meerdere filters nodig kunnen zijn. Slaan op ijs tot gebruik.

    Opmerking: Om fibrinogeen mix ontbinden zachtjes te veel schuimvorming te voorkomen.

    1. Los trombine tot een concentratie van 10 IU / ml TM 7 aangevuld met ACA. Slaan op ijs tot gebruik.
    2. </ Ol>

      Opmerking: Opslag op ijs is nodig om vroege gelering van trombine en fibrinogeen voorkomen.

      1. Trypsinize de cellen opnieuw in suspensie in GM en tellen.
      2. Gebruik 15 x 10 6 cellen / ml voor het zaaien van de fibrine-based weefselconstructen (concentratie op basis van methoden voor tissue engineering hartkleppen 7). Een gel bestaat uit 100 ul gof el en dus van 1,5 x 10 6 cellen. Doe 1,5 x 10 6 cellen in een centrifugebuis, waardoor zoveel centrifugebuizen als het aantal gels die worden gemaakt.
      3. Centrifugeer de cellen bij 350 xg gedurende 7 min en gooi het supernatant. Resuspendeer de cellen in 50 ul trombine. Voeg 4 ul van blauwe fluorescerende polystyreen microsferen om deze schorsing. Plaats 50 gl van fibrinogeen in een flesje. Gebruik een pipet tot het nemen van de 50 ul trombine met cellen. Het volume van de pipet 100 ul. Pipetteer de 50 ul oplossing van trombinecellen in de flacon met fibrinogeen aan de trombine en fibrinogeen mixen, en het nemen van de 100 pi mengsel.

      Opmerking: De fluorescerende polystyreen microsferen worden gebruikt als interne referentie markers voor beeldanalyse. Bij het mengen van trombine en fibrinogeen, de vorming van luchtbellen door voorzichtig pipetteren het mengsel. Luchtbellen zullen resulteren in gaten in de fibrine gel.

      1. Pipetteer de gel-mengsel in en tussen de klittenband. De typische geltijd voor fibrine gels, wanneer de componenten worden gemengd, in de orde van 20 sec.

      Opmerkingen: Doe dit zo spoedig mogelijk gelering te voorkomen voordat het mengsel wordt gepipetteerd in de putjes. Oefenen alvorens cellen en kralen.

      1. Incubeer suspensies gedurende 30 min bij 37 ° C in een bevochtigde 95% lucht / 5% CO2 incubator gelering mogelijk voor het toevoegen cultuur TM met ACA.
      2. Vervang TM met ACA om de 2-3 dagen voor de eerste 7 dagen. Gels zijn stabiel genoeg na een week worden gekweekt zonder ACA. Na de eerste week vervangen TM om de 2-3 dagen. Voeg 6 ml TM per putje. Op dag 12 cellen genoeg collageen voor visualisatie geproduceerd.

      3. Het toepassen Strain en Inducerende Veranderingen in Strain en Constraints

      1. Statische belasting wordt door de cellen direct, vanwege cel tractie en verdichting 12 toegepast. Om collageen reorganisatie induceren, snijd de weefselconstruct los van twee klittenband in een richting. Dit resulteert in een richting beperkingen (Figuur 1A). Voer deze op dag 12, aangezien het construct wordt vervolgens stabiel genoeg en collageen is gedeponeerd.
      2. Toepassen cyclische belasting door een vacuüm aan de onderkant van de kweekplaten met flexibele membranen met behulp van de Flexcell FX4000T systeem. Plaats de platen op een basisplaat, bovenop loading posten (die een deel van ee cyclische belasting-apparaat). De pomp voert een vacuüm op het membraan en daardoor trekt het membraan via rechthoekige paal dat eronder ligt. Door de kruisvormige bevestigingen van het weefsel construeert het membraan (via de klittenband) en rechthoekige paal de toegepaste cyclische stam uniaxiale (Figuur 1B).
      3. In eerste instantie gebruik maken van statische cultuur gedurende 5 dagen om de eerste mechanische integriteit te bereiken, vóór toepassing van cyclische belasting beginnend op dag 6. Programma een cyclische vlek protocol in de controller voor de vacuümpomp. Bijvoorbeeld gebruik maken van een vooraf vastgestelde tussenpozen cyclisch stam protocol, met eenassige richting 13. Dit betekent dat een pulserend stam van een sinusgolf met 1 Hz, persen 0-5% rek voor een periode van 3 uur, afgewisseld met rustperiodes 3 uur. Voer deze cyclische stam protocol voor 7 dagen, het induceren van een uitgelijnde collageen organisatie.
      4. Meestal na 12 dagen HVSCs een uitgelijnde collageen organizatio hebben geproduceerdn. Na een uitgelijnde collageen organisatie bereikt, verandert de uniaxiale cyclische spanning richting, loodrecht op de oorspronkelijke stam richting. Doe dit door de rechthoekige berichten van 90 °.

      4. Visualiseren cellen en collageen

      1. Om actieve, real-time collageen remodeling, label monsters visualiseren met sondes die niet interfereren met de levensvatbaarheid van de cellen of de vorming van collageen. Gebruik sondes om fluorescent vlekken op de cel cytoplasma en collageen.
      2. Alternatief tweede harmonische generatie met behulp van confocale laser scanning microscopie kan worden gebruikt om collageen structuren met behulp autofluorescence 14, met excitatie bij 780 nm en opsporing tussen 500-550 nm visualiseren.
      3. Verwijder de cultuur platen uit de installatie en de incubator, voor de conjunctuur gespannen monsters tijdens de 3 uur rusttijd, en te transporteren naar een confocale laser scanning microscoop naar de cellen en collageen te visualiseren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dit model systeem maakt het mogelijk voor het kweken myofibroblastachtige gezaaide fibrinegelen. Figuur 1A toont een tissue eerst gekweekt onder statische biaxial beperkingen. Weefselbegrenzingen zijn vrijgegeven door het snijden van de fibrinegel uit twee beperkingen, om eenassige statische randvoorwaarden creëren, en het weefsel compacts en renovaties achteraf (figuur 1A). Voor cyclische belasting, wordt het weefsel gekweekt onder statische biaxial beperkingen ook. Na 5 dagen cyclische uniaxiale rek kan worden toegepast (Figuur 1B). Om collageen heroriëntatie induceren, kan eenassige spanning richting worden veranderd om de loodrechte richting (Figuur 1B). De microsferen gezaaid met gel mengsel, vertonen een willekeurig patroon dat wordt gebruikt om te verhuizen vooraf bepaalde locaties voor time-lapse imaging (figuur 2). Figuren 2A en 2C tonen een beeld van cellen, collageen en kralen. Deze zelfde worden afgetast 3 dagen (Figure 2B) en 2 dagen (figuur 2D) later, respectievelijk. Cellen en collageen veranderd zijn, maar bead patronen worden gebruikt voor het verplaatsen cellen en collageen. Kweken monsters voor 12 dagen resulteert in endogene collageenproductie in voldoende zijn zichtbaar met confocale microscopie (figuren 3 en 4) hoeveelheden. Gebruik statische of cyclische kweek in duidelijk verschillende collageen organisatie waar biaxiale statische kweek leidt tot een willekeurige collageen ordening (figuur 3A) en uniaxiale cyclische spanning aangebracht op een biaxiaal beperkte weefsel resulteert in een uitgelijnde collageenstructuur (figuren 4A en B) . Dit collageen organisatie kan worden bestudeerd in de tijd, terwijl het veranderen van de statische beperkingen of het wijzigen van de cyclische spanning richting. Bij statische beperkingen worden veranderd van biaxial tot eenassige, collageen oriëntatie verandert van een willekeurige oriëntatie (Figuur 3A) Een opgelijnd oriëntatie (Figuur 3B). Cyclische spanning induceert een verandering van oriëntatie aan het oppervlak van het weefsel (figuren 4A en C), maar na 3 dagen, wordt geen verandering in de kern van het weefsel waargenomen (Figuren 4B en D).

Figuur 1
Figuur 1. Constructen gekweekt onder biaxiale beperkingen gebruikt om collageen te reorganiseren door (A) vrijgeven statische beperkingen in een richting, of (B) verandert cyclisch stam richting. Geladen posten gestippeld zwarte lijnen. Schaalbalken dan 3 mm.

Figuur 2
Figuur 2. Typisch voorbeeld van het gebruik van de kraal patronen te verhuizen vooraf bepaalde locaties in 3D, in dit geval statischgekweekte monsters. Cellen worden weergegeven in rood, collageen in groen en kralen in blauw. A en C tonen een beeld van cellen, collageen en kralen. Deze beelden zijn 3 dagen (B) en 2 dagen (D) later gescand, respectievelijk. Bead patronen worden gebruikt om cellen te verplaatsen en collageen. Schaal balk geeft 50 micrometer.

Figuur 3
Figuur 3. R epresentative beelden van 12 dagen statische belasting met tweeassige beperkingen (A) en heroriëntatie wegens eenassige beperkingen binnen 7 dagen (B). Schaal balk geeft 50 micrometer.

Figuur 4
Figuur 4. Representatieve beelden na 12 dagen (5 dagen statisch, gevolgd door 7 dagen cyclische stam) voor cyclische belasting van het oppervlak (A) En ~ 60 urn in het weefsel (B). Bij de wijziging van cyclische rek richting (na 12 dagen), in de huidcellen en collageen heroriënteren (C) maar geen veranderingen waargenomen in de kern van het weefsel (D) na 3 dagen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Het beschreven modelsysteem cel-bevolkte fibrine constructen grote mogelijkheden voor de studie van de cel en collageen (her) inrichting (de Jonge et al.. 15), bijvoorbeeld te gebruiken voor weefselregeneratie doeleinden. Door het gebruik van fibrine als de oorspronkelijke cel vervoerder, na fibrine degradatie, wordt een weefsel gemaakt met cellen en slechts endogene matrix. Op deze wijze worden cellen gestimuleerd om te reageren op spanning, statisch of cyclisch van aard, door toepassing contractiele krachten 16,17, detectie grens stijfheid 12 of weergeven stam vermijden.

Betekenis: Fibrin constructen werden gebruikt voor de studie collageen (her) inrichting 18, maar niet het vermogen van toepassing cyclische spanning en / of het bestuderen van de constructen in een time-lapse wijze, die beide worden in deze onderhavige methode. Het klittenband dat de beperkingen voorzien in dit modelsysteem zijn gebruikt voor 19,maar combineert deze techniek met cultuur platen met flexibele membranen maakt het mogelijk om cyclische belasting voor langere tijd gelden. Kweken in deze platen zorgt voor eenvoudige toevoeging en verwijdering van medium en visualisatie van de constructen terwijl nog steeds verbonden en steriel. Dit maakt het bestuderen van relevante remodelleringsprocessen tijd-vervallen of zelfs real-time.

Wijzigingen en toekomstige toepassingen: toekomstige toepassingen van het systeem kan worden gevonden in het manipuleren van het 3D remodellering, bijvoorbeeld door toevoeging van metalloproteïnasen of middelen die interfereren met integrine montage of signalering. Naast de toepassing van additieven, kunnen de onderdelen van het model systeem eenvoudig worden aangepast bij de studie cel en collageen (re) organisatie. Verschillende bronnen van cellen, gezonde en zieke cellen, de looptijd van de collageen matrix (bijv. door het variëren kweekduur) en de vorm en grootte van het construct kan worden aangepast aan de specifieke behoeften. Het systeem is goed suited voor andere bronnen van cellen, in plaats van de momenteel gebruikte HVSCs. We hebben dit systeem gebruikt om cultuur endotheliale kolonievormende cellen (ECFCs; PlosOne, geaccepteerd voor publicatie), waarbij we opmerken dat ECFCs oriënteren hun geproduceerde collageen anders na cyclische belasting dan HVSCs.

Beperkingen van de techniek: een beperking van de huidige modelsysteem is de relatief grote omvang van de weefsels, die 1,5 x 10 6 cellen per construct wanneer een celdichtheid van 15 x 10 6 cellen / ml. Dit kan een probleem wanneer minder beschikbaar celbronnen worden gebruikt vormen. Een andere beperking is de actuele dikte van de constructen (± 1 mm), die door de (dikke) klittenbandsluiting. Dit beperkt de confocale scanning slechts een gedeelte van het gehele monster. Het is mogelijk om een ​​diepte van maximaal 200 urn in het weefsel, wat genoeg is om cellulaire reacties te visualiseren in de kern van de huidige weefselketen, maar weles niet resulteren in een volledige dikte overzicht.

Kritische stappen en het oplossen van problemen: Als het model is gebaseerd op de vorming van weefsel tussen de klittenbandgedeelte punten, dit omvat ook de kritische stappen in het protocol. Correcte knippen en lijmen is essentieel en moet speciale aandacht worden besteed aan de zorgvuldige pipetteren van de gel mengsel in de klittenband voor een goede bevestiging van het weefsel, wat cruciaal is voor het toepassen van cyclische belasting. Verder bepalende stappen kunnen worden gevonden in de keuze van de bron van cellen en medium additieven. Optimalisatie is nodig om het kweken van een andere cel bron. Momenteel worden constructen gekweekt met ACA voor 7 dagen, het fibrine stoppen achteruitgaan. Een andere cel bron kan ook resulteren in een ander tijdsbestek met betrekking tot zowel de vorming van collageen en fibrine degradatie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

Acknowledgments

Deze studie werd uitgevoerd in het onderzoeksprogramma van het BioMedical Materials (BMM) instituut. BMM wordt medegefinancierd door het Nederlandse Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. De financiële bijdrage van de Nederlandse Hartstichting is dankbaar erkend.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Culture plastic Greiner Includes culture flasks and pipettes
Advanced DMEM Gibco 12491
Fetal bovine serum Greiner 758075
Penicillin/streptomycin Gibco 10378016
GlutaMax Gibco 35050-079
Elastomer and curing agent Dow Corning Corporation 3097358-1004 Silastic MDX 4-4210#
Velcro Regular store You can buy this at a regular store, only use the soft side
Bioflex culture plates Flexcell Int BF-3001U Untreated
L-Ascorbic Acid 2-phosphatase Sigma A8960
ε-Amino Caproic Acid Sigma-Aldrich D7754
Bovine thrombin Sigma T4648
Bovine fibrinogen Sigma F8630
0.45 syringe filter Whatmann (Schleicher and Scheul) 10462100
Polystyrene microspheres Invitrogen F-8829 Blue fluorescent, 10 μm diameter
Flexcell FX-4000T Flexcell Int Includes rectangular loading posts
Cell Tracker Orange Invitrogen Molecular Probes C2927
CNA35-OG488 Cordially provided by the Laboratory for Macromolecular and Organic Chemistry, Department of Biomedical Engineering, Eindhoven University of Technology
Confocal laser scanning microscope Carl Zeiss LSM 510 Meta laser scanning microscope and Two-Photon-LSM mode
Amphotericin Gibco 15290-018 Needed for cell isolation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Beamish, J. A., He, P., Kottke-Marchant, K., Marchant, R. E. Molecular regulation of contractile smooth muscle cell phenotype: implications for vascular tissue engineering. Tissue Eng. Part B Rev. 16, 467-491 (2010).
  2. Isenberg, B. C., Tranquillo, R. T. Long-term cyclic distention enhances the mechanical properties of collagen-based media-equivalents. Ann. Biomed. Eng. 31, 937-949 (2003).
  3. Nichol, J. W., Khan, A. R., Birbach, M., Gaynor, J. W., Gooch, K. J. Hemodynamics and axial strain additively increase matrix remodeling and MMP-9, but not MMP-2, expression in arteries engineered by directed remodeling. Tissue Eng. Part A. 15, 1281-1290 (2009).
  4. Sander, E. A., Stylianopoulos, T., Tranquillo, R. T., Barocas, V. H. Image-based multiscale modeling predicts tissue-level and network-level fiber reorganization in stretched cell-compacted collagen gels. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 17675-17680 (2009).
  5. Hu, J. J., Humphrey, J. D., Yeh, A. T. Characterization of engineered tissue development under biaxial stretch using nonlinear optical microscopy. Tissue Eng. Part A. 15, 1553-1564 (2009).
  6. Lee, E. J., Holmes, J. W., Costa, K. D. Remodeling of engineered tissue anisotropy in response to altered loading conditions. Ann. Biomed. Eng. 36, 1322-1334 (2008).
  7. Mol, A., et al. Fibrin as a cell carrier in cardiovascular tissue engineering applications. Biomaterials. 26, 3113-3121 (2005).
  8. de Jonge, N., Kanters, F. M., Baaijens, F. P., Bouten, C. V. Strain-induced Collagen Organization at the Micro-level in Fibrin-based Engineered Tissue Constructs. Ann. Biomed. Eng. 41 (4), 763-774 (2012).
  9. Schnell, A. M., et al. Optimal cell source for cardiovascular tissue engineering: venous vs. aortic human myofibroblasts. Thorac. Cardiovasc. Surg. 49, 221-225 (2001).
  10. Mol, A., et al. Autologous human tissue-engineered heart valves: prospects for systemic application. Circulation. , I152-I158 (2006).
  11. Ahmann, K. A., Weinbaum, J. S., Johnson, S. L., Tranquillo, R. T. Fibrin degradation enhances vascular smooth muscle cell proliferation and matrix deposition in fibrin-based tissue constructs fabricated in vitro. Tissue Eng. Part A. 16, 3261-3270 (2010).
  12. John, J., Quinlan, A. T., Silvestri, C., Billiar, K. Boundary stiffness regulates fibroblast behavior in collagen gels. Ann. Biomed. Eng. 38, 658-673 (2010).
  13. Rubbens, M. P., et al. Intermittent straining accelerates the development of tissue properties in engineered heart valve tissue. Tissue Eng. Part A. 15, 999-1008 (2009).
  14. Chen, W. L., et al. Multiphoton imaging and quantitative analysis of collagen production by chondrogenic human mesenchymal stem cells cultured in chitosan scaffold. Tissue Eng. Part C Methods. 16, 913-920 (2010).
  15. de Jonge, N., Kanters, F. M., Baaijens, F. P., Bouten, C. V. Strain-induced Collagen Organization at the Micro-level in Fibrin-based Engineered Tissue Constructs. Ann. Biomed. Eng. 41, 763-774 (2013).
  16. Merryman, W. D., et al. Correlation between heart valve interstitial cell stiffness and transvalvular pressure: implications for collagen synthesis. Am. J. Physiol. 290, (2006).
  17. Ingber, D. E. From cellular mechanotransduction to biologically inspired engineering: 2009 Pritzker Award Lecture, BMES Annual Meeting October 10, 2009. Ann. Biomed. Eng. 38, 1148-1161 (2009).
  18. Sander, E. A., Barocas, V. H., Tranquillo, R. T. Initial fiber alignment pattern alters extracellular matrix synthesis in fibroblast-populated fibrin gel cruciforms and correlates with predicted tension. Ann. Biomed. Eng. 39, 714-729 (2010).
  19. van der Schaft, D. W., et al. Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation. J. Vis. Exp. (73), e4267 (2013).

Tags

Biotechniek Connective Tissue myofibroblasten hartkleppen hartklep Ziekten Mechanotransductie Cellular Adaptation Biologische Cellular Micromilieu collageen remodeling fibrine-based weefsels tissue engineering cardiovasculaire
Techniek Fibrine-based Tissue constructen van myofibroblasten en Application of Constraints en Zeef to Cell en collageen (Re) organisatie Induce
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

de Jonge, N., Baaijens, F. P. T.,More

de Jonge, N., Baaijens, F. P. T., Bouten, C. V. C. Engineering Fibrin-based Tissue Constructs from Myofibroblasts and Application of Constraints and Strain to Induce Cell and Collagen Reorganization. J. Vis. Exp. (80), e51009, doi:10.3791/51009 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter