Questo protocollo fornisce metodi dettagliati che descrivono la fabbricazione e l'implementazione di una piattaforma di regolazione del carico di carico magnetica per tessuti cardiaci ingegnerizzati.
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Articolo metodologico
Regolazione magnetica del postcarico nei tessuti cardiaci ingegnerizzati
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il postcarico è noto per guidare lo sviluppo di stati cardiaci fisiologici e patologici. Di conseguenza, lo studio dei risultati degli stati afterload alterati potrebbe fornire importanti informazioni sui meccanismi che controllano questi processi critici. Tuttavia, attualmente manca una tecnica sperimentale per mettere a punto con precisione il post-tuning nel tessuto cardiaco nel tempo. Qui, viene descritta una tecnica basata su magnetici di recente sviluppo per ottenere questo controllo nei tessuti cardiaci ingegnerizzati (EHT). Al fine di produrre EHT magneticamente reattivi (MR-EHT), i tessuti sono montati su pali in silicone cavo, alcuni dei quali contengono piccoli magneti permanenti. Un secondo set di magneti permanenti è press-fit in una piastra acrilica in modo che siano orientati con la stessa polarità e siano assialmente allineati con i magneti del palo. Per regolare il post-carico, questa piastra di magneti viene tradotta verso (dopo il carico superiore) o in trasferta (postcarica inferiore) dai magneti postali utilizzando uno stadio piezoelettrico dotato di un encoder. Il software di controllo del movimento utilizzato per regolare il posizionamento dello stage consente lo sviluppo di regimi post-caricamento definiti dall'utente, mentre l'encoder assicura che lo stage corregge eventuali incoerenze nella sua posizione. Questo lavoro descrive la fabbricazione, la calibrazione e l'implementazione di questo sistema per consentire lo sviluppo di piattaforme simili in altri laboratori in tutto il mondo. I risultati rappresentativi di due esperimenti separati sono inclusi per esemplificare la gamma di diversi studi che possono essere eseguiti utilizzando questo sistema.
Introduzione
Il post carico è il carico sistolico sul ventricolo dopo che ha iniziato a espellere il sangue1. Durante lo sviluppo cardiaco, un afterload appropriato è di importanza critica per la maturazione cardiomiocita2. In età adulta, bassi livelli di post-carico ventricolare (ad esempio, in pazienti costretti a letto con lesioni del midollo spinale di alto livello3 o in casi molto particolari come il volo spaziale4)possono provocare ipotrofia del cuore. Al contrario, un elevato afterload può portare all'ipertrofia cardiaca5. Mentre l'ipertrofia cardiaca negl....
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Protocollo
1. Preparazione della piattaforma di ottimizzazione dopo il carico
NOT: I passaggi coinvolti in questa parte del protocollo non sono sensibili al tempo.
- Produzione di rack in silicone magneticamente reattivi
NOTA: questi rack fungono da piattaforma di coltura per gli EHT. Ogni EHT è sospeso tra due pali in silicone, che impartiscono post-carica al tessuto. Il grado di postload è direttamente correlato alla rigidità di questi pali. Per consentire la messa a punto magnetica del postcarico, alcuni dei post devono essere magneticamente reattivi.- Acquisire 24-well racke rack compatibili di ....
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Risultati
Quantificazione del magnete post rigidità
Un palo in silicone magneticamente orientato orizzontalmente è stato montato in una posizione fissa, e un magnete di calibrazione allineato asalizzatamente è stato posizionato a diverse distanze definite ("spazi magneti") da questo palo. I carichi di prova di peso noto sono stati sospesi dalla fine del palo in silicone, causando la piegatura del palo. Questa deviazione è stata quantificata otticamente. È stata osservata una relazione lineare tra la forza gravi.......
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Discussione
Il protocollo qui descritto descrive una nuova tecnica per alterare magneticamente il post-carico nei tessuti cardiaci ingegnerizzati. Questa tecnica si basa sull'uso di uno stadio piezoelettrico per tradurre una piastra di forti magneti verso e lontano da rack magneticamente reattivi di pali in silicone. Più i due set di magneti sono vicini, più forte è il postcarico sperimentato dagli EHT coltivati su di essi.
Ci sono diversi passaggi che sono fondamentali per la produzione di successo e l'u.......
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Dichiarazioni
TE e MNH sono co-fondatori di EHT Technologies GmbH. Tutti gli altri autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano Jutta Starbatty per il suo sostegno al lavoro di cultura dei tessuti, Axel Kirchhof per la fotografia, Alice Casagrande Cesconetto per il lavoro di editing, e un ringraziamento speciale a B .lent Aksehirlioglu per il supporto tecnico nello sviluppo di questo dispositivo. B.B. è stato sostenuto da un sussidio del Centro tedesco per la ricerca cardiovascolare, M.L.R. da un Whitaker International Postdoctoral Scholar Grant e M.N.H. da fondi del D.H..
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Piastre magnetiche cilindriche | HKCM | 9962-55184 | h = 14 mm, d = 13 mm |
| Cilindrici post magnetici | HKCM | 9962-63571 | h = 2 mm, d = 0,5 mm |
| Filo dentale | Ormco | 266-1316 | d = 0,016 pollici (0,406 mm) |
| GraphPad | GraphPad Software, La Jolla, California, USA | versione 6.00 per Windows | |
| Software di controllo del movimento per motore piezoelettrico | Micronix USA | download gratuito sulla homepage del produttore | |
| Controllore di movimento per motore piezoelettrico | Micronix USA | MMC-100-01000 | |
| Piattaforma di analisi ottica della contrattilità | EHT technologies | A0001 | |
| Motore lineare piezoelettrico | Micronix USA | PPS-20-15206 | dotato di encoder ottico lineare, incubatore-ambiente compatibile |
| Asta Stirene | Plastruct | MR-15 | d = 0,015 pollici (0,381 mm) |
| Telecamera USB | Reichelt Elektronik | REFLECTA 66142 |
Riferimenti
- Zipes, D. P., Libby, P., Bonow, R. O., Mann, D. L., Tomaselli, G. F. Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 11th edn. , Elsevier. (2018).
- McCain, M. L., Yuan, H., Pasqualini, F. S., Campbell, P. H., Parker, K. K.
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Ristampe e permessi
