Metodologia Elastografia risonanza magnetica per la valutazione dei Tissue Engineered Construct crescita

Sommario

La procedura dimostra la metodologia di elastografia risonanza magnetica per monitorare l'esito di ingegneria del tessuto adiposo e costrutti osteogeniche ingegneria non invasiva attraverso la valutazione locale delle proprietà meccaniche utilizzando microscopici elastografia risonanza magnetica (μMRE).

Abstract

Tradizionale test meccanico comporta spesso la distruzione del campione, e in caso di lungo termine ingegneria tessutale costruire studi, l'uso di valutazione distruttivo non è accettabile. Un'alternativa proposta è l'uso di un processo di imaging chiamata elastografia risonanza magnetica. Elastografia è un metodo non distruttivo per determinare l'esito ingegnerizzato misurando locali valori delle proprietà meccaniche (ad esempio, complesso modulo di taglio), che sono essenziali per identificare marcatori la struttura e la funzionalità di un tessuto. Come mezzo non invasive per la valutazione, il monitoraggio dei costrutti ingegnerizzati con modalità di imaging come la risonanza magnetica (MRI) ha visto un crescente interesse negli ultimi dieci anni ^1. Ad esempio, i risonanza magnetica (MR) tecniche di diffusione e rilassometria sono stati in grado di caratterizzare le variazioni chimiche e fisiche durante lo sviluppo tessutale ^2. Il metodo proposto inil protocollo seguente utilizza microscopico elastografia risonanza magnetica (μMRE) come una tecnica non invasiva MR base per misurare le proprietà meccaniche di piccole tessuti molli ^3. MRE è ottenuta mediante accoppiamento di un attuatore meccanico sonora con il tessuto di interesse e registrare la propagazione delle onde di taglio con uno scanner MR ^4. Recentemente, è stato applicato μMRE nell'ingegneria dei tessuti per acquisire informazioni essenziali crescita che viene tradizionalmente misurata utilizzando tecniche meccaniche distruttive macroscopici ^5. Nella procedura seguente, elastografia è ottenuta attraverso l'imaging di costrutti ingegnerizzati con Hahn modificato spin-echo sequenza accoppiato con un attuatore meccanico. Come mostrato in figura 1, la sequenza modificata sincronizza acquisizione delle immagini con la trasmissione di onde di taglio esterni, successivamente, il movimento è sensibilizzato attraverso l'uso di oscillante coppie bipolari. Dopo raccolta di immagini con moto sensibi positive e negativezione, complessa divisione dei dati produrre un'immagine delle onde di taglio. Poi, l'immagine è valutata utilizzando un algoritmo di inversione per generare una mappa di taglio rigidità ^6. Le misure ottenute in ciascun voxel hanno mostrato di forte correlazione (R ^2> 0,9914) con i dati raccolti usando analisi meccanica dinamica ^7. In questo studio, elastografia è integrata nel processo di sviluppo per monitorare tessuto umano cellule staminali mesenchimali (MSC h) differenziazione in costrutti adipogenica e osteogenica come mostrato in Figura 2.

Protocollo

1. Preparazione del tessuto Construct

Il tessuto costrutto processo di preparazione consiste di tre fasi principali: espansione della popolazione cellulare, la semina di cellule su un'impalcatura biomateriale, e differenziazione attraverso l'uso di molecole chimiche di segnalazione. La procedura per la preparazione costrutto è basato su metodi condotti da Dennis et al., Hong et al., E Marion e Mao ^8,9,10.

1. Dopo la coltura e l'espansione della linea cellulare, seme le cellule staminali mesenchimali (MSC h) su una spugna di gelatina (4 mm, spessore 3,5 mm) ad una densità di 1x10

Discussione

In questa procedura, il processo di MRE per costrutti di ingegneria tessutale è dimostrata dalla preparazione cella alla generazione di un elastogramma. Applicando un metodo non distruttivo valutazione meccanica alla conduttura di ingegneria tissutale, è ora possibile per valutare le variazioni costrutti artificiali tutto diversi stadi di sviluppo. Inoltre, integra MRE altri metodi di RM per il monitoraggio dei tessuti ingegnerizzati costrutti come la diffusione, il trasferimento di magnetizzazione, e lo spostamento ana.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Nome del materiale	Tipo	Azienda	Numero di catalogo	Comments
MSCGM-Bullet Kit	Reagente	Lonza	PT-3001	Conservare a 4 ° C
1X DPBS	Reagente	Invitrogen	21600-010
0,05% tripsina-EDTA	Reagente	Gibco, Invitrogen	25300-054	Conservare a -20 ° C
Desametasone	Reagente	Sigma-Aldrich	D2915
3-isobutil-1-metilxantina	Reagente	Sigma-Aldrich	I5879	Conservare a -20 ° C
Insulino-pancreas bovino	Reagente	Sigma-Aldrich	I6634	Conservare a -20 ° C
Indomethacin	Reagente	Sigma-Aldrich	I7378
Β-glicerofosfato	Reagente	Sigma-Aldrich	G9891
L-ascorbico 2-fosfato	Reagente	Sigma-Aldrich	A8960
Gelfoam	Ponteggio	Pharmacia & Upjohn Co.	09-0315-08
Cellule staminali mesenchimali umane	Cella linea	Lonza	PT-2501
9.4T MR Scanner	Attrezzatura	Agilent		400MHz WB
10 millimetri Litz Coil	Attrezzatura	Doty Scientific
Laser Doppler Vibrometro	Attrezzatura	Polytec	PDV-100
Vibrosoft (20)	Software	Polytec
Generatore di funzioni	Attrezzatura	Agilent	AFG 3022B
Amplificatore	Attrezzatura	Piezo inc	EPA-104-115
Piezo flessione del motore	Attrezzatura	Piezo inc.	T234-A4Cl-203X
Computer-Linux	Attrezzatura	Processore: Intel Core 2 Duo E8400 Memoria: 2G
Computer-Windows	Attrezzatura	Processore: Intel Core 2 Duo E8400 Memoria: 2G
MATLAB	Software	The MathWorks, inc		2009b