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Fabrication of Micropatterned Hydrogels for Neural Culture Systems using Dynamic Mask Projection Photolithography

Increasingly, patterned cell culture environments are becoming a relevant technique to study cellular characteristics, and many researchers believe in the ...

Tulane University

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We extend and analyze the Wang and Politi modified Hai-Murphy model of smooth muscle cell contractions to capture uterine muscle cell response to variations in intracellular calcium concentrations. This model is used to estimate values of unknown parameters in uterine smooth muscle cell cross-bridging. Uterine motility is responsible for carrying out important processes throughout all phases of the nonpregnant female reproductive cycle, including sperm transport, menstruation, and embryo implantation. The modified Hai-Murphy partial differential equation model accounts for the displacement of myosin cross-bridge heads relative to their binding sites. This model was originally developed for the study of airway contractions; we now extended it for use in modeling nonisometric uterine contractions. Our extended model incorporates cross-bridge position and contractile velocity into the original model, resulting in more accurate modeling of the initial stages of contraction and modeling nonisometric contractions. Numerical simulations show that the contraction rate in our extended model is faster than the original Hai-Murphy model. These simulations provide quantitative estimates for the increased level of responsiveness of our extended model to intracellular calcium concentrations. The extended model and new parameter estimates for the cross-bridging can be coupled with uterine flow models to advance our understanding of embryonic motility and intrauterine flow.

A modified Hai-Murphy model of uterine smooth muscle contraction.

Nous prolongeons et analyser la Wang et Politi modifi&eacute; mod&egrave;le Hai-Murphy des contractions de cellules musculaires lisses pour capturer la r&eacute;ponse cellulaire muscle ut&eacute;rin aux variations de concentrations intracellulaires de calcium. Ce mod&egrave;le est utilis&eacute; pour estimer les valeurs des param&egrave;tres inconnus dans le muscle lisse ut&eacute;rin cellule pont-Croix. Motilit&eacute; ut&eacute;rine est charg&eacute;e d&#39;ex&eacute;cuter les processus importants durant toutes les phases du cycle reproducteur femelle gravides, y compris le transport du sperme, menstruation et implantation de l&#39;embryon. Mis &agrave; jour le Hai-Murphy &eacute;quation aux d&eacute;riv&eacute;es partielles mod&egrave;le comptes pour le d&eacute;placement des t&ecirc;tes de ponts de myosine par rapport &agrave; leurs sites de liaison. Ce mod&egrave;le a &eacute;t&eacute; d&eacute;velopp&eacute; initialement pour l&#39;&eacute;tude de la contraction des voies respiratoires ; maintenant, nous avons &eacute;tendu il pour utilisation dans la mod&eacute;lisation des contractions ut&eacute;rines nonisometric. Notre mod&egrave;le &eacute;tendu incorpore des ponts position et vitesse contractile dans le mod&egrave;le d&#39;origine, ayant pour r&eacute;sultat plus pr&eacute;cis de mod&eacute;lisation des premi&egrave;res phases de contraction et de mod&eacute;lisation des contractions nonisometric. Simulations num&eacute;riques montrent que le taux de contraction dans notre mod&egrave;le &eacute;tendu est plus rapide que le mod&egrave;le original de Hai-Murphy. Ces simulations fournissent des estimations quantitatives de l&#39;augmentation du niveau de la r&eacute;activit&eacute; de notre mod&egrave;le &eacute;largi &agrave; des concentrations de calcium intracellulaire. Le mod&egrave;le &eacute;tendu et nouvelles estimations des param&egrave;tres pour la transition vers la Croix peuvent &ecirc;tre coupl&eacute;es avec des mod&egrave;les d&#39;&eacute;coulement ut&eacute;rin pour faire progresser notre compr&eacute;hension de la motilit&eacute; embryonnaire et flux intra-ut&eacute;rine.

Un mod&egrave;le modifi&eacute; de Hai-Murphy de la contraction du muscle lisse ut&eacute;rin.

Wir verl&auml;ngern und Analysieren der Wang und Politi ge&auml;ndert Hai-Murphy-Modell der Zelle glatte Muskelkontraktionen, uterine Muskel Zelle als Reaktion auf Abweichungen in intrazellul&auml;re Kalzium-Konzentrationen zu erfassen. Dieses Modell wird verwendet, um Werte der unbekannten Parameter uterine glatte Muskulatur Zelle Kreuz-&Uuml;berbr&uuml;ckung zu sch&auml;tzen. Uterine Motilit&auml;t ist verantwortlich f&uuml;r die Durchf&uuml;hrung wichtiger Prozesse in allen Phasen des nonpregnant weiblichen reproduktiven Zyklus, einschlie&szlig;lich Spermientransport, Menstruation und Embryo-Implantation. Die modifizierten Hai-Murphy partielle Differentialgleichung Modell Konten f&uuml;r die Verschiebung des Myosin-Kreuz-Br&uuml;cke-K&ouml;pfe im Verh&auml;ltnis zu ihren Bindungsstellen. Dieses Modell wurde urspr&uuml;nglich f&uuml;r die Untersuchung der Atemwege Kontraktionen; Wir haben jetzt erweitert, f&uuml;r die Verwendung nonisometric uterine Kontraktionen zu modellieren. Unsere erweiterten Modell umfasst Kreuz-Br&uuml;cke Position und KONTRAKTILER Geschwindigkeit in das urspr&uuml;ngliche Modell, was eine genauere Modellierung der Anfangsphase der Kontraktion und Modellierung nonisometric Kontraktionen. Numerische Simulationen zeigen, dass die Kontraktion in unserem erweiterten Modell schneller als das Originalmodell von Hai-Murphy ist. Diese Simulationen bieten quantitative Sch&auml;tzungen f&uuml;r das h&ouml;here Niveau der Reaktionsf&auml;higkeit unseres erweiterten Modells intrazellul&auml;re Kalzium-Konzentrationen. Das erweiterte Modell und neue Parametersch&auml;tzungen f&uuml;r die Kreuz-&Uuml;berbr&uuml;ckung k&ouml;nnen uterine Str&ouml;mung Modelle unser Verst&auml;ndnis der embryonalen Motilit&auml;t und intrauterine Flow voraus gekoppelt werden.

Eine ge&auml;nderte Hai-Murphy-Modell der uterine glatte Muskelkontraktion.

Estendiamo e analizzare il Wang e Politi modificato modello Murphy Hai delle contrazioni delle cellule muscolari lisce per catturare la risposta delle cellule muscolo uterino a variazioni nella concentrazione di calcio intracellulare. Questo modello viene utilizzato per stimare i valori dei parametri sconosciuti in uterino muscolo liscio cellule cross-bridging. Motilit&agrave; uterina &egrave; responsabile per lo svolgimento di importanti processi in tutte le fasi del ciclo riproduttivo femmina nelle, compreso il trasporto degli spermatozoi, le mestruazioni e l&#39;annidamento dell&#39;embrione. I conti di modello di equazione differenziale parziale Hai-Murphy modificata per lo spostamento della miosina cross-bridge teste rispetto al loro siti di legame. Questo modello &egrave; stato originariamente sviluppato per lo studio delle contrazioni delle vie aeree; Abbiamo ora esteso per l&#39;uso nella modellazione nonisometric contrazioni uterine. Il nostro modello esteso incorpora cross-bridge di posizione e velocit&agrave; contrattile del modello originale, con conseguente pi&ugrave; accurata modellazione delle fasi iniziali della contrazione e modellazione contrazioni nonisometric. Simulazioni numeriche mostrano che il tasso di contrazione nel nostro modello esteso &egrave; pi&ugrave; veloce rispetto al modello originale Hai-Murphy. Queste simulazioni forniscono stime quantitative per l&#39;aumento del livello di reattivit&agrave; del nostro modello esteso alle concentrazioni di calcio intracellulare. Il modello esteso e nuove stime dei parametri per il cross-bridging possono essere accoppiate con i modelli di flusso uterino per far avanzare la nostra comprensione della motilit&agrave; embrionale e flusso intrauterina.

Un modello modificato Hai-Murphy di contrazione del muscolo liscio dell&#39;utero.

&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x62E1;&#x5F35;&#x3057;&#x3001;&#x738B;&#x3092;&#x5206;&#x6790;&#x3001;Politi Hai &#x30DE;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC; &#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x7D30;&#x80DE;&#x5185;&#x30AB;&#x30EB;&#x30B7;&#x30A6;&#x30E0;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x5909;&#x52D5;&#x5B50;&#x5BAE;&#x7B4B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30C1;&#x30E3;&#x3059;&#x308B;&#x5E73;&#x6ED1;&#x7B4B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x306E;&#x5909;&#x66F4;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306E;&#x5B50;&#x5BAE;&#x5E73;&#x6ED1;&#x7B4B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x30AF;&#x30ED;&#x30B9; &#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30B8;&#x306E;&#x672A;&#x77E5;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x306E;&#x5024;&#x3092;&#x63A8;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5B50;&#x5BAE;&#x904B;&#x52D5;&#x7CBE;&#x5B50;&#x306E;&#x8F38;&#x9001;&#x3001;&#x6708;&#x7D4C;&#x80DA;&#x79FB;&#x690D;&#x306A;&#x3069;&#x3001;&#x598A;&#x5973;&#x6027;&#x751F;&#x6B96;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x306E;&#x3042;&#x3089;&#x3086;&#x308B;&#x5C40;&#x9762;&#x3067;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3092;&#x9042;&#x884C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x8CAC;&#x4EFB;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30DF;&#x30AA;&#x30B7;&#x30F3; &#x30AF;&#x30ED;&#x30B9; &#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30B8;&#x306E;&#x982D;&#x90E8;&#x76F8;&#x5BFE;&#x7D50;&#x5408;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306E;&#x5909;&#x4F4D;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x4FEE;&#x6B63; Hai &#x30DE;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x504F;&#x5FAE;&#x5206;&#x65B9;&#x7A0B;&#x5F0F;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306E;&#x30A2;&#x30AB;&#x30A6;&#x30F3;&#x30C8;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x3082;&#x3068;&#x3082;&#x3068;&#x6C17;&#x9053;&#x53CE;&#x7E2E;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x958B;&#x767A;&#x3055;&#x308C;&#x305F;;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x4ECA; nonisometric &#x5B50;&#x5BAE;&#x53CE;&#x7E2E;&#x3092;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3067;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x62E1;&#x5F35;&#x3002;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x62E1;&#x5F35;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306F;&#x5143;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3088;&#x308A;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x53CE;&#x7E2E;&#x306E;&#x521D;&#x671F;&#x6BB5;&#x968E;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3068; nonisometric &#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x3092;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3001;&#x30AF;&#x30ED;&#x30B9; &#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30B8;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3068;&#x53CE;&#x7E2E;&#x901F;&#x5EA6;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x8FBC;&#x307F;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6570;&#x5024;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x5F53;&#x793E;&#x306E;&#x62E1;&#x5F35;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3067;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x7387;&#x304C;&#x5143;&#x306E; Hai &#x30DE;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC; &#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x9AD8;&#x901F;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x898B;&#x7A4D;&#x3082;&#x308A;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x62E1;&#x5F35;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x7D30;&#x80DE;&#x5185;&#x30AB;&#x30EB;&#x30B7;&#x30A6;&#x30E0;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x3078;&#x306E;&#x5FDC;&#x7B54;&#x6027;&#x306E;&#x5897;&#x52A0;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x62E1;&#x5F35;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3068;&#x30AF;&#x30ED;&#x30B9; &#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30B8;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x63A8;&#x5B9A;&#x80DA;&#x6027;&#x904B;&#x52D5;&#x3068;&#x5B50;&#x5BAE;&#x5185;&#x6D41;&#x308C;&#x306E;&#x79C1;&#x9054;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x9032;&#x3081;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5B50;&#x5BAE;&#x6D41;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3068;&#x3092;&#x7D50;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x5B50;&#x5BAE;&#x5E73;&#x6ED1;&#x7B4B;&#x53CE;&#x7E2E;&#x306E;&#x4FEE;&#x6B63; Hai &#x30DE;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC; &#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3002;

Ampliamos y analizar el Wang y Politi modificado modelo Hai-Murphy de contracciones de c&eacute;lulas de m&uacute;sculo liso para capturar la respuesta de la c&eacute;lula del m&uacute;sculo uterino a las variaciones en las concentraciones de calcio intracelular. Este modelo se utiliza para estimar valores de par&aacute;metros desconocidos en Cruz-Puente de c&eacute;lulas de m&uacute;sculo liso uterino. Motilidad uterina es responsable de llevar a cabo procesos importantes en todas las fases del ciclo reproductivo de mujer no embarazada, incluyendo el transporte esperm&aacute;tico, la menstruaci&oacute;n y la implantaci&oacute;n del embri&oacute;n. Las cuentas de modelo de ecuaci&oacute;n diferencial parcial Hai-Murphy modificada para el desplazamiento de la miosina Cruz-Puente cabezas en relaci&oacute;n a sus sitios de Uni&oacute;n. Este modelo fue desarrollado originalmente para el estudio de las contracciones de las v&iacute;as respiratorias; ahora hemos ampliado para su uso en modelado nonisometric contracciones uterinas. Nuestro modelo extendido incorpora el modelo original, dando por resultado m&aacute;s preciso modelado de las etapas iniciales de la contracci&oacute;n y modelado contracciones nonisometric Cruz-Puente posici&oacute;n y velocidad contr&aacute;ctil. Simulaciones num&eacute;ricas muestran que la tasa de contracci&oacute;n en nuestro modelo extendido es m&aacute;s r&aacute;pida que el modelo original de Hai-Murphy. Estas simulaciones proporcionan estimaciones cuantitativas para el aumento del nivel de la sensibilidad de nuestro modelo extendido a las concentraciones de calcio intracelular. El modelo extendido y nuevos par&aacute;metros estimados para el puente de la Cruz pueden acoplarse con modelos de flujo uterino para avanzar nuestra comprensi&oacute;n de motilidad embrionaria y flujo intrauterino.

Scott R. Jennings

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