The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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Department of Bioengineering, University of California, Berkeley
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Kurpinski, K., Li, S. Mechanical Stimulation of Stem Cells Using Cyclic Uniaxial Strain. J. Vis. Exp. (6), e242, doi:10.3791/242 (2007).
जैविक ऊतकों के विकास और रखरखाव में यांत्रिक बलों की भूमिका को अच्छी तरह से हड्डी remodeling, मांसपेशियों hypertrophy, और चिकनी मांसपेशी कोशिका plasticity के रूप में कई यंत्रवत् विनियमित घटना सहित प्रलेखित है,. हालांकि, शामिल बलों अक्सर बहुत जटिल और मुश्किल के निगरानी और vivo में नियंत्रण कर रहे हैं. बेहतर कोशिकाओं पर यांत्रिक बलों के प्रभाव की जांच करने के लिए, हम पक्षपाती लोचदार झिल्ली पर संवर्धित कोशिकाओं के लिए एक अक्षीय चक्रीय तन्यता तनाव को लागू करने के लिए इन विट्रो विधि में एक विकसित किया है. यह विधि एक motorized अभियान रोटर प्रणाली के साथ एक bioreactor वांछित बल को लागू करने के लिए कस्टम डिजाइन का इस्तेमाल करता है. यहाँ हम एक कदम दर कदम वीडियो प्रोटोकॉल का प्रदर्शन कैसे इकट्ठा करने के लिए प्रत्येक "खिंचाव चैम्बर" के विभिन्न घटक इस मामले में, micropatterned स्थलाकृति के साथ उन्मुख तनाव की दिशा के साथ कोशिकाओं के लिए एक सिलिकॉन झिल्ली सहित उपस्थित थे. हम भी कक्षों स्टरलाइज़, झिल्ली पर कोशिकाओं बोने, bioreactor में चैम्बर latching, और यांत्रिक पैरामीटर (यानी परिमाण और तनाव की दर) का समायोजन करने के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन. इस विशेष प्रोटोकॉल में उल्लिखित प्रक्रियाओं सिलिकॉन झिल्ली पर 10 सुक्ष्ममापी व्यापक तनाव की दिशा करने के लिए समानांतर उन्मुख चैनलों के साथ मानव mesenchymal स्टेम सेल बोने के लिए विशिष्ट हैं. हालांकि, तरीकों और इस प्रणाली में प्रस्तुत सामग्री काफी लचीला के लिए इस विषय पर भिन्नरूपों की एक संख्या को समायोजित कर रहे हैं: तनाव दर, परिमाण, अवधि, सेल प्रकार, झिल्ली स्थलाकृति, झिल्ली कोटिंग, आदि सभी वांछित आवेदन या अनुरूप किया जा सकता है परिणाम. यह अक्षीय तन्यता इन विट्रो में कोशिकाओं को लागू तनाव के प्रभावों की जांच के लिए एक मजबूत तरीका है.
दिवस 0 - प्रयोग के दिन से पहले बंध्याकरण
दिन 1 - खिंचाव कक्षों की सभा
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Banes एट अल. पहले इन विट्रो में कोशिकाओं के यांत्रिक उत्तेजना के लिए एक लचीला elastomeric सब्सट्रेट का उपयोग करने के लिए 1 कोशिकाओं को यांत्रिक बल देने के द्वारा एक प्रणाली के उपयोग की सूचना दी . इस समय के बाद से, इस डिजाइन पर कई रूपों कल्पना किया गया है और उपयोग. कई यांत्रिक खिंचाव सिस्टम वाणिज्यिक नाम "Flexercell" (Flexcell इंटरनेशनल कार्पोरेशन) के तहत उपलब्ध हैं, जबकि कुछ प्रयोगशालाओं कस्टम निर्मित उपकरणों का उपयोग करें. इस वीडियो प्रोटोकॉल में हम अपनी प्रयोगशाला में एक ऐसी डिवाइस की स्थापना का उपयोग वर्णन किया है.
कस्टम निर्मित "खिंचाव मशीन" इस प्रोटोकॉल में चित्रित विभिन्न अध्ययनों में इस्तेमाल किया गया है के लिए अलग सेल प्रकार 2,3 पर एक अक्षीय चक्रीय तनाव के प्रभाव की जांच कर सकते हैं. यह मशीन कई समायोज्य पैरामीटर है कि यांत्रिक तनाव के अध्ययन की एक किस्म के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के साथ एक बहुमुखी उपकरण है. इस के साथ साथ दर्शाया सेटअप पक्षपाती कोशिकाओं संस्कृति में एक अक्षीय चक्रीय तनाव देने के लिए एक अनूठा और मजबूत विधि का प्रतिनिधित्व करता है.
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| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Fungizone | Reagent | Lonza Inc. | 17-836R | aliquot is 250 ug/mL, 100x, stored in -20C. |
| Kanamycin | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 15160-054 | 50 ug/mL final concentration. Store stock solution at 10 mg/ml in -20C. |
| Gentamicin | Reagent | Lonza Inc. | 17-518Z | 50 ug/mL final concentration. Store 1000x stocks at 50 mg/mL in -20C. |
| Pen/Strep | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 15140-122 | 1% final. (Also available from other companies) |
| Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium | Reagent | GIBCO, by Life Technologies | 11966-025 | |
| Notes on media:These uniaxial stretch experiments are prone to contamination due to the complexity of bioreactor setup. To combat this, we have tried various combinations of antibiotics and antifungal agents. The 1% fungizone usually necessary, along with a combination of antibiotics. Either use a Pen/Strep combination, OR use a combination of Kanamycin and Gentamicin (but DO NOT try using a combination/cocktail of three or more antibiotics together as it may lead to resistant mutant bacteria, and may also be detrimental to the cells). | ||||
1. Banes, A.J., Gilbert, J., Taylor, D., Monbureau, O. A new vacuum-operated stress-providing instrument that applies static or variable duration cyclic tension or compression to cells in vitro. J Cell Sci. 75, 35-42 (1985).
2. Park, J.S., Chu, J.S., Cheng, C., Chen, F., Chen, D., Li S. Differential effects of equiaxial and uniaxial strain on mesenchymal stem cells. Biotechnol. Bioeng. 88, 359-68 (2004).
3. Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li S. Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 16095-16100 (2006).
very nice - thought you might find this article of interest:
Winter LC, Annals of Biomedical Engineering, 30:1242, 2002
by the way - what were the conditions (gas, time, temp) of your plasma treatment -
cheers
Joel D. Bumgardner, PhD, Associate Professor (jbmgrdnr@memphis.edu)
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ReplyPosted by: AnonymousJuly 14, 2008, 9:33 AM