Name: 운동 조건의 혈청을 이용한 인대 구조의 치료 : Translational Tissue Engineering Model (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 3 s
Description: 배우세요 운동 조건의 혈청을 이용한 3D 인대 조직 공학 모델로 콜라겐 함량과 인대 기능을 분석하는 방법을. 이 기법은 운동이 결합 조직 합성에 미치는 영향을 연구하는 데 활용됩니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

이 연구는 NSERC 박사후 연구원 (DWDW), ARCS 재단 장학금 (AL) 및 UC Davis College of Biological Sciences (KB) 보조금 (KB)에 의해 지원되었습니다.

<ol><li>West, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+exercise-induced+biochemical+milieu+enhances+collagen+content+and+tensile+strength+of+engineered+ligaments%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The exercise-induced biochemical milieu enhances collagen content and tensile strength of engineered ligaments.</a> J Physiol. 593 (20), 4665-4675 (2015).</li>
<li>Booth, F. W., Laye, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lack+of+adequate+appreciation+of+physical+exercise%27s+complexities+can+pre-empt+appropriate+design+and+interpretation+in+scientific+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lack of adequate appreciation of physical exercise's complexities can pre-empt appropriate design and interpretation in scientific discovery.</a> J Physiol. 587 (Pt 23), 5527-5539 (2009).</li>
<li>Booth, F. W., Hargreaves, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+multi-organ+pathology+from+insufficient+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Understanding multi-organ pathology from insufficient exercise.</a> J Appl Physiol (1985). 111 (4), 1199-1200 (2011).</li>
<li>Shearn, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tendon+tissue+engineering%3A+progress%2C+challenges%2C+and+translation+to+the+clinic%5BTitle%5D)+AND+%22J+Musculoskelet+Neuronal+Interact%22%5BJournal%5D)">Tendon tissue engineering: progress, challenges, and translation to the clinic.</a> J Musculoskelet Neuronal Interact. 11 (2), 163-173 (2011).</li>
<li>Liu, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+we+should+know+before+using+tissue+engineering+techniques+to+repair+injured+tendons%3A+a+developmental+biology+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+B+Rev%22%5BJournal%5D)">What we should know before using tissue engineering techniques to repair injured tendons: a developmental biology perspective.</a> Tissue Eng Part B Rev. 17 (3), 165-176 (2011).</li>
<li>Vunjak-Novakovic, G., Altman, G., Horan, R., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+of+ligaments%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering of ligaments.</a> Annu Rev Biomed Eng. 6, 131-156 (2004).</li>
<li>Bayer, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+initiation+of+embryonic-like+collagen+fibrillogenesis+by+adult+human+tendon+fibroblasts+when+cultured+under+tension%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The initiation of embryonic-like collagen fibrillogenesis by adult human tendon fibroblasts when cultured under tension.</a> Biomaterials. 31 (18), 4889-4897 (2010).</li>
<li>Guerquin, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcription+factor+EGR1+directs+tendon+differentiation+and+promotes+tendon+repair%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Transcription factor EGR1 directs tendon differentiation and promotes tendon repair.</a> J Clin Invest. 123 (8), 3564-3576 (2013).</li>
<li>Ma, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+engineered+bone-ligament-bone+constructs+for+anterior+cruciate+ligament+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional engineered bone-ligament-bone constructs for anterior cruciate ligament replacement.</a> Tissue Eng Part A. 18 (1-2), 103-116 (2012).</li>
<li>Hagerty, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+growth+factors+on+both+collagen+synthesis+and+tensile+strength+of+engineered+human+ligaments%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The effect of growth factors on both collagen synthesis and tensile strength of engineered human ligaments.</a> Biomaterials. 33 (27), 6355-6361 (2012).</li>
<li>Paxton, J. Z., Hagerty, P., Andrick, J. J., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+an+intermittent+stretch+paradigm+using+ERK1%2F2+phosphorylation+results+in+increased+collagen+synthesis+in+engineered+ligaments%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Optimizing an intermittent stretch paradigm using ERK1/2 phosphorylation results in increased collagen synthesis in engineered ligaments.</a> Tissue Eng Part A. 18 (3-4), 277-284 (2012).</li>
<li>Safdar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endurance+exercise+rescues+progeroid+aging+and+induces+systemic+mitochondrial+rejuvenation+in+mtDNA+mutator+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Endurance exercise rescues progeroid aging and induces systemic mitochondrial rejuvenation in mtDNA mutator mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (10), 4135-4140 (2011).</li>
<li>Pedersen, B. K., Febbraio, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscles%2C+exercise+and+obesity%3A+skeletal+muscle+as+a+secretory+organ%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ.</a> Nat Rev Endocrinol. 8 (8), 457-465 (2012).</li>
<li>Crane, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise-stimulated+interleukin-15+is+controlled+by+AMPK+and+regulates+skin+metabolism+and+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+Cell%22%5BJournal%5D)">Exercise-stimulated interleukin-15 is controlled by AMPK and regulates skin metabolism and aging.</a> Aging Cell. 14 (4), 625-634 (2015).</li>
<li>Rao, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Meteorin-like+is+a+hormone+that+regulates+immune-adipose+interactions+to+increase+beige+fat+thermogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Meteorin-like is a hormone that regulates immune-adipose interactions to increase beige fat thermogenesis.</a> Cell. 157 (6), 1279-1291 (2014).</li>
<li>Aswad, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+participate+in+the+alteration+of+muscle+homeostasis+during+lipid-induced+insulin+resistance+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetologia%22%5BJournal%5D)">Exosomes participate in the alteration of muscle homeostasis during lipid-induced insulin resistance in mice.</a> Diabetologia. 57 (10), 2155-2164 (2014).</li>
<li>Safdar, A., Saleem, A., Tarnopolsky, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+of+endurance+exercise-derived+exosomes+to+treat+metabolic+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">The potential of endurance exercise-derived exosomes to treat metabolic diseases.</a> Nat Rev Endocrinol. 12 (9), advance online publication 504-517 (2016).</li>
<li>Maling, H. M., Stern, D. N., Altland, P. D., Highman, B., Brodie, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+physiologic+role+of+the+sympathetic+nervous+system+in+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Exp+Ther%22%5BJournal%5D)">The physiologic role of the sympathetic nervous system in exercise.</a> J Pharmacol Exp Ther. 154 (1), 35-45 (1966).</li>
<li>Pritzlaff, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+acute+exercise+intensity+on+pulsatile+growth+hormone+release+in+men%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Impact of acute exercise intensity on pulsatile growth hormone release in men.</a> J Appl Physiol (1985). 87 (2), 498-504 (1999).</li>
<li>Creemers, L. B., Jansen, D. C., van Veen-Reurings, A., van den Bos, T., Everts, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microassay+for+the+assessment+of+low+levels+of+hydroxyproline%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">Microassay for the assessment of low levels of hydroxyproline.</a> Biotechniques. 22 (4), 656-658 (1997).</li>
<li>Neuman, R. E., Logan, M. A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15421999">The determination of hydroxyproline.</a> J Biol Chem. 184 (1), 299-306 (1950).</li>
<li>Paxton, J. Z., Donnelly, K., Keatch, R. P., Baar, K., Grover, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+affecting+the+longevity+and+strength+in+an+in+vitro+model+of+the+bone-ligament+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Factors affecting the longevity and strength in an in vitro model of the bone-ligament interface.</a> Ann Biomed Eng. 38 (6), 2155-2166 (2010).</li>
<li>Woessner, J. F. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+determination+of+hydroxyproline+in+tissue+and+protein+samples+containing+small+proportions+of+this+imino+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Biochem+Biophys%22%5BJournal%5D)">The determination of hydroxyproline in tissue and protein samples containing small proportions of this imino acid.</a> Arch Biochem Biophys. 93, 440-447 (1961).</li>
<li>Paxton, J. Z., Wudebwe, U. N., Wang, A., Woods, D., Grover, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+sinew+contraction+during+formation+of+tissue-engineered+fibrin-based+ligament+constructs%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Monitoring sinew contraction during formation of tissue-engineered fibrin-based ligament constructs.</a> Tissue Eng Part A. 18 (15-16), 1596-1607 (2012).</li>
<li>Lee, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogen+inhibits+lysyl+oxidase+and+decreases+mechanical+function+in+engineered+ligaments%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Estrogen inhibits lysyl oxidase and decreases mechanical function in engineered ligaments.</a> J Appl Physiol (1985). 118 (10), 1250-1257 (2015).</li>
<li>Paxton, J. Z., Grover, L. M., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+an+in+vitro+model+of+a+functional+ligament+from+bone+to+bone%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Engineering an in vitro model of a functional ligament from bone to bone.</a> Tissue Eng Part A. 16 (11), 3515-3525 (2010).</li>
<li>Heinemeier, K., Langberg, H., Kjaer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise-induced+changes+in+circulating+levels+of+transforming+growth+factor-beta-1+in+humans%3A+methodological+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Exercise-induced changes in circulating levels of transforming growth factor-beta-1 in humans: methodological considerations.</a> Eur J Appl Physiol. 90 (1-2), 171-177 (2003).</li>
<li>Mackey, A. L., Heinemeier, K. M., Koskinen, S. O., Kjaer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+adaptation+of+tendon+and+muscle+connective+tissue+to+mechanical+loading%5BTitle%5D)+AND+%22Connect+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Dynamic adaptation of tendon and muscle connective tissue to mechanical loading.</a> Connect Tissue Res. 49 (3), 165-168 (2008).</li>
<li>Psychogios, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+serum+metabolome%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The human serum metabolome.</a> PLoS One. 6 (2), e16957(2011).</li>
<li>Nguyen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+resting+and+exercise+serum+from+children+with+cystic+fibrosis+on+C2C12+myoblast+proliferation+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rep%22%5BJournal%5D)">The effects of resting and exercise serum from children with cystic fibrosis on C2C12 myoblast proliferation in vitro.</a> Physiol Rep. 2 (6), e12042(2014).</li>
<li>Joyner, M. J., Pedersen, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ten+questions+about+systems+biology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Ten questions about systems biology.</a> J Physiol. 589 (Pt 5), 1017-1030 (2011).</li>
<li>Joyner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Giant+sucking+sound%3A+can+physiology+fill+the+intellectual+void+left+by+the+reductionists%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Giant sucking sound: can physiology fill the intellectual void left by the reductionists?</a> J Appl Physiol (1985). 111 (2), 335-342 (2011).</li>
<li>Benjamin, M., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16637873">Where tendons and ligaments meet bone: attachment sites ('entheses') in relation to exercise and/or mechanical load.</a> J Anat. 208 (4), 471-490 (2006).</li>
<li>Arruda, E. M., Calve, S., Dennis, R. G., Mundy, K., Baar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+variation+of+tibialis+anterior+tendon+mechanics+is+lost+following+denervation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol+%281985%29%22%5BJournal%5D)">Regional variation of tibialis anterior tendon mechanics is lost following denervation.</a> J Appl Physiol (1985). 101 (4), 1113-1117 (1985).</li>
<li>Arendt, E., Dick, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Knee+injury+patterns+among+men+and+women+in+collegiate+basketball+and+soccer.+NCAA+data+and+review+of+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Knee injury patterns among men and women in collegiate basketball and soccer. NCAA data and review of literature.</a> Am J Sports Med. 23 (6), 694-701 (1995).</li>
</ol>

저자는 경쟁적인 금전적 이해 관계가 없다고 선언합니다.

현재의 원고는 조직 개발에서부터 번역 / 임상 질문에 이르기까지 광범위한 연구 주제를 가진 조사자에게 유용한 실험용 플랫폼 인 인대 조직 모델을 설명합니다. 여기에 설명 된 인대 모델은 워크 플로의 다양한 지점에서 적용 할 수있는 다용도 프로토콜을 기반으로합니다 ( 그림 1 및 토론 섹션 ). 또한, 시험 관내 환경의 본질적으로 환원 주의적 특성은 컨디셔닝 된 인간 또는 동물 혈청으로 사료 배지를 보충함으로써 생리 학적 영역에 더 가깝게 될 수있다. 구조물은 다양한 출처의 섬유 아세포를 사용하여 형성 될 수 있습니다. 여기에 제시된 방법과 대표 결과가 기본 ACL 섬유 아세포의 사용을 기반으로하지만, 세포 분리 프로토콜은 다른 유형의 기본 섬유 아세포를 수집하기 위해 조정할 수 있습니다. 설명한대로도 4 에서, 젊은 인간 공여자로부터 분리 된 1 차 세포로 형성된 인조 된 인대는 낮은 공여자 가변성을 나타낸다. 1 차 세포는 초기 분리 및 통과 제한에 의해 제한됩니다. 세포주의 사용은 실험의 재현성을 향상시킬 수있다. 다른 세포 유형의 사용은 세포 배양 배지 및 섬유소 겔 배합의 변형을 요구할 수있다. 예를 들어 우리는 인간 간엽 줄기 세포 (MSCs)가 2 주 동안 브러시 사이트 시멘트 앵커 사이에 선형 조직을 형성 할 수 없다는 것을 관찰했다. 한편, 말의 우수 굴곡근 섬유 아세포, 말 골수 간질 세포, 병아리 배아 힘줄 섬유 아세포 , 그리고 쥐 C3H10T1 / 2 MSC는 섬유소 겔을 빠르게 수축시키고 소화시켜 선형 조직을 형성한다 (미공개 관측). 이러한 대조는 세포 수축성, 증식 및 섬유소 용해 효소 생산의 차이의 결과 일 수 있습니다. 화학 물질의 적용및 기계적 자극 본원에 기재된 방법에서, 피브린 계 조직은 브러시 라이트 시멘트 앵커 주위에 형성되어 종단점 인장 시험뿐만 아니라 신장 바이오 리액터 (11) 를 통한 기계적 자극의 적용을 허용한다. 적색의 시멘트 - 연조직 계면 (enthesis)의 존재는 추가적인 연구와 개선을위한 기회를 제공한다. 이 시험관 환경에서 화학적 및 기계적 요인의 기여도를보다 쉽게 ​​확인할 수 있습니다. 운동 후 혈청 환경의 효과가 운동의 기계적 자극과 분리되는 그림 5 에 그 예가 나와 있습니다. 실험적 개입, 치료 구성 및 관찰 가능한 변화를 예상 할 수있는 적절한 종말점을 결정하기 위해 파일럿 연구가 필요할 수 있습니다. 포예를 들어, 운동 후 혈청 연구 1 에서, 실험 처리의 길이는 매 2 일마다 구조물을 먹이는 배지를 보충하기 위해 사용 된 혈청 공급에 의해 제한되었다. 또한, 배양 2 주째에는 TGF-β1을 제거한 상태에서 아스코르브 산 및 L- 프롤린을 유지 한 채로 휴식 또는 운동 후 혈청을 배양 배지에 보충 하였다. TGF-β1은 운동 후 혈청에서 증가하는 것으로 알려져있는 프로 섬유 성 성장 인자이다. 따라서, 운동 후 혈청의 TGF-β1- 관련 효과를 모호하게하는 것을 피하기 위해,이 사이토 카인은 배양 배지에서 유지되지 않았다. 이 공학적 인대 모델은 또한 기계적 스트레치의 효과를 테스트하는 데 사용될 수 있습니다. 브러시 라이트 시멘트 앵커 끝 ( 그림 1 에 나와 있는 일축 인장 시험기와 유사)을 잡기 위해 역 모델링 된 그립을 엔지니어링함으로써 스트레치 바이오 리액터를 eng<html> ineered ligaments. 우리 연구실은 이전에이 모델을 사용하여 인위적 스트레치 패러다임의 합리적인 설계 또는 심지어 잠재적으로 생체 내 에서 의 합리적인 설계에 대한 더 나은 이해를 제공 할 맞춤 제작 된 생물 반응기 11 에서 일축 인장 스트레치에 대한 인조 인장의 분자 신호 응답을 조사하기 위해이 모델을 사용했습니다 스트레치 / 활동 / 치료 응용 분야. 엔지니어링 인대의 평가 전통적인 단층 배양과 마찬가지로 3D 구조물은 유전자 / 단백질 발현을 분석 할 수 있습니다. 또한 3D 형태학은 기능적 및 형태 학적 변화를 평가할 수있는 기회를 제공하며 장기 연구를 위해 문화가 유지 될 수 있습니다 ( 그림 3 ). 인조 인간 인대는 자연적이고 성숙한 인대와 동등하지는 않지만 힘줄 / 인대를 개발하는 것과 유사하며 영양소에 대한 반응으로 원주 조직과 유사하게 행동합니다26, 성장 인자 10 , 호르몬 25 , 운동 11 , 28. 따라서 어떤 인 비트로 모델로부터 일반화되기 전에주의를 기울여야하지만, 인대 구조 검사의 결과는 다른 생리 학적 메커니즘을 드러내거나 알릴 수있다. 생체 내에서 조사하는 것은 불가능 합니다. 광범위한 적용 범위를 지닌 유연하고 역동적 인 모델을위한 조건부 혈청 보충 사료 공급 인간 혈청 대사 물질은 당 단백질, 지단백질, 지질 유도체, 에너지 기질, 대사 산물, 비타민, 효소, 호르몬, 신경 전달 물질, 빌딩 블록 / 중간체 등과 같은 4,500 가지 화합물의 환경입니다. 29 화합물 분류 29 에 따른 사람의 혈청 대사 물질의 추가 검사는 additi실험용 혈청을 생체 외 실험에 통합하는 데 따른 이점이 있습니다. 즉, 혈청에서 ~ 4500 가지 화합물의 대부분은 소수성 또는 지질에서 유래되어 수송 / 가용화를위한 단백질 결합의 중요성을 강조합니다. 실험적으로 내인성 화합물 수송 동력학을 반복하여 생체 이용률과 화합물 - 표적 상호 작용을 거의 불가능하게 만든다. 따라서, 실험용 혈청은 가용화, 수송, 표적 결합 및 작용 메카니즘에 대한 액세서리 분자에 의존하는 것으로 알려진 화합물의 연구에 특히 효과적이다. 우리 연구소는 운동의 건강 혜택에 오랫동안 관심을 가지고 있습니다. 운동은 다양한 요인들 (예, IL-6 13 , IL-15 14 , Meteorin-like 15 , IL-exosomes 16 , 17 )이있다. 운동 후 생화학 적 환경은 골격근 운동에 반응하는 호르몬뿐만 아니라 분비 동맥의 교감 신경계 자극 ( 예 : 부신에서 나온 코티솔 및 카테콜라민 18 )과 성장 뇌하수체 앞쪽에있는 호르몬 19 ). 우리는 최근 운동 전후 혈청의 모델을 사용하여 운동에 의해 유도 된 생화학 적 환경이 조작 된 조직에 미치는 영향을 조사했습니다. 많은 중요한 운동 관련 연구 문제가 남아 있지만이 모델은 결코 이런 식으로 제한되지 않습니다. 예를 들어, 혈청은 동물 또는 사람의 출처,식이 또는 약리학 적 개입, 또는 다른 연령층 또는 임상 인구에 따라 얻을 수 있습니다s 30 . 이런 방식으로, 관심의 대상이되는 외인성 또는 내인성 화합물은 생체 이용 량으로 혈청 및 처리 배지에 존재할 것이며, 내인성 환경 ( 즉 ,보다 생리적 인 맥락에서)과 협력하여 표적 조직과 상호 작용할 것이다. 이 접근법은 주어진 중재가 다기능 (및 복합 화합물) 효과를 발휘할 가능성이 높고 생리적 환경이 공동 수정 될 가능성이 높기 때문에 역동적입니다. 이 접근법은 여러 가지 도전 과제를 제시하지만 여러 개의 전 생화학 적 변수가 동시에 변경되므로 순수 환원 주의적 실험 방법론의 결점을 극복하는 데 도움이 될 수있는 접근 방법입니다 31 , 32 . 종합 해보면, 조직 공학 ( 생체 외 생체 모방 ) 조직과 함께 조건부 혈청을 구현하면 생리학, 영양 및 임상 연구 질문을위한 도구로 사용할 수 있습니다. <strong&gt; 임상 응용 분야는 다양합니다. 여기에 제시된 조직 공학 모델은 전통적인 체외 모델이 할 수없는 해부학 및 임상 연구 문제를 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 생체 내의 인대 나 힘줄 은 엔테이라 불리는 연질에서 경막 변이 영역을 가지고 있습니다. 기계적 스트레스와 관련된 손상에 취약한 엔테 시스는 조직 화학 및 전자 현미경 검사 기술을 통해 단면에서 연구 할 수있다 22 , 26 . 물리적 인 비활성으로 인해 결합 조직이 하중을 낮은 순응도에서 높은 순응도의 영역으로 옮길 수 없으므로 궁극적으로 조직 적합성이 전반적으로 감소하고 상해 위험이 증가하므로이 고유 한 인터페이스는 이동성이 낮거나 제약이있는 사용자에게 중요합니다. 우리 연구실에서는 최근이 조직 공학 모델을 사용했습니다 &lt;결합 조직 손상에 대한 위험이있는 여성 운동 선수 인 다른 인구를 모델링하기 위해 : ACL 손상의 발생률은 남성 대조군의 약 5 배입니다 35 . 생식기 질환의 여성 성 호르몬, 에스트로겐의 생리 학적 농도를 가진 인대 구조물을 생리주기의 단계를 모방 한 농도로 치료함으로써이 성별에 따른 손상의 근거가되는 잠재적 인 메커니즘을 조사했습니다. 흥미롭게도, 높은 농도의 에스트로겐은 인대와 힘줄의 콜라겐 매트릭스에서 라이신 - 라이신 교차 결합을 만드는 주요 효소 인 lysl oxidase의 유전자 발현과 활성을 억제했다. 중요한 것은, 48 시간의 높은 에스트로겐 (follicular phase를 모방하기 위해)은 구조물의 콜라겐 밀도를 변화시키지 않고 인대 구조의 강성을 감소시키는 것입니다. 생리 학적 관점에서 볼 때, 이것은 여성의 인대 이완의 증가가 적어도 부분적으로는 감소로 인한 것일 수 있음을 시사한다가교 형성. 실험적 관점에서,이 연구 결과는 기능적 가교 결합 활성을 조사 할 수있는 3D 구축 모델의 유용성을 강조한다. 임상 적 관점에서,이 모델은 이제 인대 기능의 에스트로겐에 대한 부정적인 영향을 예방할 수있는 중재를 신속하게 스크리닝하는데 사용될 수 있습니다. 맺음말 여기에서 우리는 공학적으로 만들어진 인대의 형성과 3D in vitro 조직 모델로서의 유용성에 대한 자세한 방법론을 제시했습니다. 이 모델은 다양한 유형의 목표에 매우 잘 적용 할 수있어 세포 유형, 중재 및 결과 측정에 유연성을 제공합니다. 컨디셔닝 된 혈청으로 사료 배지를 보충하면 생체 내 생리학 모델링을 개선하여 기존 의 시험 관내 환경에서는 얻을 수없는 생리적 컨텍스트가 추가됩니다. 요컨대, 우리는 이것이 광범위하게 적용 가능한 모드라고 생각합니다.생리학 및 조직 공학 분야를 발전시키는 데 흥미로운 영향을줍니다.

텐돈과 인대 부상은 흔하며 정상적인 이동성과 삶의 질에 쇠약을 줄 수 있습니다. 외과 개입은 종종 필요하지만 제한적이고 다양한 성공을 거둘 수 있습니다 4 , 5 . 힘줄과 인대가 어떻게 발달하고, 성숙하고, 부상에 반응하는지에 대한 현재의 이해는 불완전하기 때문에 효과적인 치료법 개발에 대한 통찰력을 제공하기 위해서는 효과적인 연구 모델이 필요합니다. 이러한 지식 격차를 해소하기 위해 동물 모델을 사용할 수 있지만 생체 내 연구는 본질적으로 환경을 제어하기 어려우며 의도 된 조직에 대한 개입을 직접 목표로 삼는다. 대조적으로, 실험 환경 은 전통적인 monolayer 세포 배양과 함께 체외에서 쉽게 통제되고 모니터링 될 수 있습니다. 그러나이 기술은 화학적 및 기계적 환경을 지나치게 단순화 할 수 있으므로 다시 작성하지 못할 수도 있습니다늦은 세포의 생체 내 행동. 조직 공학은 시험 관내 환경의 제어와 동물 모델의 복잡한 생체 내 환경과 결합 할 수 있으며 생리학을 연구하기위한 추가 도구를 제공합니다. 또한 인대 발달에 대한 더 나은 이해로 무장 한 조직 공학은 수술 재건이 필요할 때 이식 조직의 원천을 제공 할 수 있습니다 6 . 따라서, 여기에 기술 된 방법은 인대 기능 및 형태를 연구하는데 사용될 수있는 시험 관내 3D 공학 조직을 유효하게한다. 섬유소 기반의 건 또는 인대 구조물은 체외 모델로 사용되어 콜라겐 섬유 형성 및 건 개발 8 뿐만 아니라 전립선 조직의 유용성이 전두엽의 양 모델에서 평가 된 병리학 적 응용을 포함하는 생리 학적 과정을 연구했습니다ciate ligament (ACL) 재건 9 . 우리 연구실은 이전에 두개의 브러시 라이트, 인산 칼슘 뼈 대체 물질, 시멘트 앵커에 이르는 3D 엔지니어링 인대 모델을 확립했습니다. 이 모델은 배양 배지에 생물학적 인자를 보충하거나 기계적 자극을가함으로써 간단하게 다른 실험 조건을 적용 할 수 있습니다 11 . 중요하게도이 뼈대 간 인대 모델은 부상을 입기 쉬운 보니와 근육 요소 사이의 인터페이스 인 엔테 시스에 대한 심층 분석을 가능하게합니다. 이 방법론을 제시하기 위해 여기에 강조된 연구에서 우리는 인대 기능에 생화학 적 환경에서 운동에 의해 유발 된 변화의 효과에 관심이있었습니다. 운동은 몸 전체의 다양한 조직에서 세포 기능과 장기 기능을 향상시킵니다 2 , 3 , </su(예, IL-6 13 , IL-15 14 , Meteorin-like 15 , exosomes 16 , 17 ) 및 전신 순환계로 방출 된 기타 알려지지 않은 생화학 적 인자의 ​​방출에 기인 한 효과 인 p&gt; 12 . 또한, 운동 후 생화학 환경은 운동 반응 호르몬이 풍부하며,이 호르몬의 분비는 분비 동맥의 교감 신경계 자극 ( 예 : 부신 18 번 코티솔과 카테콜라민, 뇌하수체 19 번 성장 호르몬)에 의해 자극됩니다. ). 그러나 생체 내 에서 운동의 기계적 자극의 효과를 운동 유발 생화학 적 변화와 구별하는 것은 불가능합니다. 일부 연구에서는 운동에 대한 반응으로 특정 순환 호르몬과 사이토 카인의 예상되는 상승이 특징 이었지만위에서 언급 한 바와 같이, 시험관 내에서 충실히 재구성하기에는 너무 많이 알려진 요소와 알려지지 않은 요소가 너무 많습니다 . 즉, 시험 관내 연구를위한 몇 가지 요인을 분리하면 생화학 반응의 복잡성을 부적절하게 해결할 수 있습니다. 본 연구에서는 운동으로 인한 혈청 생화학 적 환경의 변화가 공학적 인대 기능에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 생화학 적 변화의 영향을 분리하기 위해, 우리는 저항 운동 전후의 인간 참가자로부터 혈청을 얻었고 인간 전방 십자 인대 (ACL) 섬유 아세포를 사용하여 형성된 3D 공학적 인대를 치료하는데 사용했다. 이 모델을 사용하여 기계적 특성 및 콜라겐 함량에 대한 영향을 비롯하여 분자 신호에 대한 영향을 정량화하는 등 기능적 데이터를 얻을 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Austerlitz 곤충 핀, minutien 스테인리스 스틸, 크기 0.20</td><td>Entomoravia</td><td>N/A</td><td>brushite 시멘트 앵커</td></tr><tr><td>&베타;-tricalcium phosphate</td><td>Plasma Biotal Ltd(영국 더비셔)</td><td>N/A</td><td>brushite 시멘트 앵커용</td></tr><tr><td>o-인산, 85%(w/w)</td><td>EMD Millipore</td><td>PX0995</td><td>브러시라이트 시멘트 앵커용</td></tr><tr><td>구연산</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>251275-500g</td><td>브러시라이트 시멘트 앵커용</td></tr><tr><td>Falcon 35mm 조직 배양 접시</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-772A</td><td>실리콘 코팅 플레이트용</td></tr><tr><td>Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트</td><td>Ellsworth 접착제</td><td>4019862</td><td>실리콘 코팅 플레이트용</td></tr><tr><td>1x 인산염 완충 식염수(PBS)</td><td>Fisher Scientific</td><td>SH3002802</td><td>세포 분리 및 증식용</td></tr><tr><td>100x 항생제/ 항진균 용액</td><td>VWR</td><td>45000-616</td><td>세포 격리용</td></tr><tr><td>II형 콜라겐분해효소</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>17101015</td><td>세포 격리용</td></tr><tr><td>100x 페니실린/스트렙토마이신 용액</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>15140122</td><td>세포 격리용</td></tr><tr><td>Steriflip-GP, 0.22&nbsp; &마이크로; m pore, polyethersulfone, 감마선 조사</td><td>EMD Millipore</td><td>SCGP00525</td><td>시약 살균을 위해</td></tr><tr><td>DMEM 나트륨 피루브산과 L-글루타민을 함유한 고포도당</td><td>VWR</td><td>10-013-CV</td><td>세포 및 조직 배양을 위해</td></tr><tr><td>소 태아 혈청</td><td>BioSera</td><td>FBS2000</td><td>조직 소화 매체 및 성장 매체의 구성 요소</td></tr><tr><td>페니실린 G 칼륨 염</td><td>MP Biomedicals</td><td>0219453680 - 100 MU</td><td>성장 배지의 구성 요소. 100,000 U/mL까지 물에 용해시키고 여과 살균, 분취 및 -20°C에서 보관합니다.</td></tr><tr><td>CELLSTAR 폴리스티렌 조직 배양 접시 (145 mm x 20 mm)</td><td>VWR</td><td>82050-598</td><td>세포 배양용</td></tr><tr><td>Trypan blue</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>T10282</td><td>세포 분리용</td></tr><tr><td>트립신-EDTA (0.25%)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25200056</td><td>세포 배양용. PBS</td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>472301</td>에서 0.05%로 희석 <td>세포 동결 매체</td></tr><tr><td>Nalgene Mr. Frosty 극저온 냉동 용기</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>5100-0001</td><td>세포 동결용</td></tr><tr><td>BD Vacutainer Red Plastic 10 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>367820</td><td>인간 혈청 수집용</td></tr><tr><td>Bound Tree Insyte Autoguard IV 카테터, 22 G x 1 inch 바늘</td><td>Fisher Scientific</td><td>354221</td><td>인간 혈청 수집용</td></tr><tr><td>트롬빈, 소 유래</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T4648-1KU</td><td>엔지니어링 인대 형성용. DMEM 고포도당 매체에 200 U/mL로 용해시킵니다. 0.22에서 필터링 &mu; m, 부분 표본 및 -20 &deg;C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>피브리노겐, 소 유래</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F8630-5G</td><td>공학적 인대 형성용. DMEM 고포도당 매체에 20mg/mL로 용해합니다. 0.22에서 필터링 &mu; m, 부분 표본 및 -20 &deg;C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>소 폐에서 추출한 아프로티닌</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3428</td><td>공학적 인대 형성용. 10mg/mL로 물에 녹입니다. 0.22에서 필터링 &mu; m, 부분 표본 및 -20 &deg;C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>6-아미노헥산산</td><td>시그마-알드리치</td><td>07260-100g</td><td>공학적 인대 형성용. 0.1g/mL로 물에 녹입니다. 0.22에서 필터링 &mu; m, 부분 표본 및 4°C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>L-아스코르브산, 2-인산염, 세스키마그네슘 염 수화물</td><td>, 시그마-알드리치</td>, <td>A8960-5G</td>, <td>사료 매체의 구성 요소. 50mM 농도의 DMEM 고포도당 매체에 용해시킵니다. 0.22에서 필터링 &mu; m을 선택하고 4 &deg;C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>L-프롤린</td><td>시그마-알드리치</td><td>P5607-25G</td><td>피드 매체의 구성 요소. 50mM 농도의 PBS에 용해시킵니다. 0.22에서 필터링 &mu; m을 선택하고 4 &deg;C에 저장합니다.</td></tr><tr><td>성장 인자 변환-&베타; 1</td><td>Peprotech</td><td>100-21</td><td>공급 매체의 구성 요소. 제조업체의 지침에 따라 10 &mu의 농도로 재구성합니다. g/mL입니다. 부분 표본 및 -20 &deg;C에서 보관합니다.</td></tr><tr><td>스테리컵-GP, 0.22&nbsp; &마이크로; M, 폴리에테르설폰, 250&nbsp; mL, 방사선 멸균 EMD</td><td>Millipore</td><td>SCGPU02RE</td><td>시약 살균용</td></tr><tr><td>염산</td><td>Fisher Scientific</td><td>A144-212</td><td>물에 희석</td></tr><tr><td>6m 4-Dimethylaminobenzaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>39070-50g</td><td>하이드록시프롤린 분석용</td></tr><tr><td>클로라민-T 트리하이드레이트</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>402869-100g</td><td>하이드록시프롤린 분석용</td></tr><tr><td>트랜스 -4-하이드 록시 -L- 프롤린</td><td>시그마 -알드리치</td><td>H54409-100g</td><td>하이드 록시 프롤린 분석</td></tr><tr><td>1- 프로판올</td><td>시그마 -알드리치</td><td>279544-1L</td><td>하이드 록시 프롤린 분석 용</td></tr><tr><td>과염소산</td><td>시그마 -알드리치</td><td>311421-250ml</td><td>하이드 록시 프롤린 분석</td></tr><tr><td>아세트산, 빙하</td><td>EMD Millipore</td><td>AX0073-9</td><td>하이드 록시 프롤린 분석 용</td></tr><tr><td>수산화 나트륨</td><td>Fisher Scientific</td><td>S318-500</td><td>하이드록시프롤린 분석용</td></tr><tr><td>톨루엔, 무수</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244511-1L</td><td>하이드록시프롤린 분석용</td></tr><tr><td>Corning Costar Clear 폴리스티렌 96-웰 플레이트</td><td>Fisher Scientific</td><td>07-200-656</td><td>하이드록시프롤린 분석용</td></tr></tbody></table>

운동 조건의 혈청을 이용한 인대 구조의 치료 : translational tissue engineering model

Treatment of Ligament Constructs with Exercise-conditioned Serum: A Translational Tissue Engineering Model

생체 외 실험은 생물학적 기작을 이해하는 데 필수적입니다. 그러나 단층 조직 배양과 인간 생리학 사이의 격차가 크며 결과의 번역은 종종 빈약합니다. 따라서 대체 실험 접근법을위한 충분한 기회가있다. 여기에서는 우리 인간 세포가 인간의 전방 십자 인대 조직 잔존물로부터 분리되고, 배양이 확장되며, 인조 인간 인대를 형성하는 데 사용되는 접근법을 제시합니다. 운동은 많은 조직, 기관 및 신체 프로세스의 기능이 향상되도록 혈액의 생화학 적 환경을 변경합니다. 이 실험에서 인대 구성 배양 배지에는 운동으로 &#39;조건이 갖추어 진&#39;실험용 인간 혈청이 보충되었다. 따라서 개입은 실험 조직이 전체 내인성 생화학 환경에 노출되기 때문에 생물학적으로보다 관련이있다. 결합 단백질과 결합 화합물은 세포 내 활성의 활성과 함께 변화 될 수있다.알려지지 않은 관심있는 에이전트. 치료 후 인조 인간 인대는 기계적 기능, 콜라겐 함량, 형태학 및 세포 생화학 분석이 가능합니다. 전반적으로 여기에 제시된 인대 조직의 생리 모델에 대한 전통적인 단층 배양 및 동물 모델 대 네 가지 주요 이점이 있습니다. 첫째, 인대 구조물은 3 차원이며, 최대 인장 응력, 최대 인장 하중 및 모듈러스와 같은 기계적 특성 ( 즉 , 기능)을 정량화 할 수 있습니다. 둘째로, 보니 (boney)와 근원 (sinew) 요소 사이의 인터페이스 인 엔테 시스 (enthesis)가 상세하고 기능적 맥락에서 조사 될 수있다. 셋째, 운동 후 혈청을 함유 한 배지를 준비하는 것은 운동의 다양한 건강상의 이익을 담당하는 운동 유발 생화학 적 환경의 영향을 편향적 방식으로 조사 할 수있게한다. 마지막으로,이 실험 모델은 과학적 연구를 인간적이고 윤리적 인 방법으로 발전시킨다.동물, 국립 보건원 (National Institutes of Health), 질병 통제 센터 (Center for Disease Control) 및 식품 의약품 안전청 (FDA)의 핵심 임무를 맡고 있습니다.

공학적 인대 형성 및 실험적 개입의 개요 그림 1 은 인조 인대의 형성 개요를 보여줍니다. 브루 사이트 시멘트 인 골 대체 물질 (22) 은 오르토 인산 / 시트르산 용액을 원통형 웰에 β- 인산 삼 칼슘과 혼합하여 제조한다. 또는 조직의 기계적 기능을 직접 측정하지 않으면 3-0 실크 봉합사를 조직 형성의 앵커로 사용할 수 있습니다. 이들은 실리콘으로 코팅 된 35mm 접시에 12mm 간격으로 고정시키고 70 % 에탄올에 담궈 멸균합니다. 섬유 아세포는 전방 십자 인대 재건 수술 중에 얻어진 전방 십자 인대 잔재물로부터 분리됩니다. 팽창 후, 2.5 x 105 개의 세포가 흑연 시멘트 앵커 - 고정 된 접시에 형성된 피브린 겔에 캡슐화된다. 형성 후, 인대 constr세포 특성, 세포 증식, 유전자 발현, 단백질 수준, 조직 형태 등의 변화를 검사 할 수 있습니다. 문화 전반에 걸쳐 세포는 피브린 젤을 수축시켜 두 앵커 사이에 선형 조직을 형성합니다 ( 그림 2A ). 배양 1 ~ 2 일 후, 세포는 피브린 겔에 부착되고 세포 과정이 연장되며 견인력을 발휘하기 시작합니다 ( 그림 2B ). 피브린 젤이 견인력에 의해 수축되고 세포 효소에 의해 분해됨에 따라 두 개의 앵커 포인트 사이에 장력이 생성되고 우리의 세포는이 축과 평행하게 정렬되어 콜라겐을 침전하기 시작합니다 ( 그림 2B ). 4-5 일 후, 구조물은 선형 원통형 조직을 형성하는 앵커 주위에서 수축하였으며 ( 그림 2A ;이 시점에서 외부 자극이 시스템에 적용될 수 있음 (interv이 시점에서 선형 조직 형성 과정을 방해하지 않습니다. 중재는 주어진 개입, 외인성 사이토 카인 및 성장 인자, 기계적 자극을 사용하거나 산소 장력과 같은 다른 환경 요인을 변화시킨 후 인간 또는 동물의 혈청으로 배지를 보충하는 것으로 구성 될 수 있습니다. 200 μM 아스코르브 산, 50 μM L- 프롤린 및 5 ng / mL TGF-β1을 첨가 한 성장 배지 (10 % FBS 및 100 U / mL 페니실린을 함유하는 DMEM)를 사용하여, 세포 증식이 2 주 배양을 통해 지속됨을 확인 하였다 기간 ( 그림 2C )과 실제로, 광학 현미경은 배양 14 일 ( 그림 2B )에서 고도로 정렬 세포를 포함하는 밀도 조직을 보여줍니다. 엔지니어링 인대의 평가 배양 기간이 끝날 때, 조작 된 인대는 한 품종으로 평가할 수 있습니다방법의 y. 이 시스템의 가장 큰 장점은 기계적 테스트를 통해 조직의 기능적 변화를 결정할 수 있다는 것입니다. 일축 인장 시험은 하중 대 실패, 극한 인장 강도 및 영률을 포함한 기계적 특성을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 점탄성 특성은 응력 완화 및 크리프 시험으로도 측정 할 수 있습니다. 도 3a 는 커스텀 - 빌드 (custom-built) 단축 인장 시험기에서 역 성형 그립에 유지되는 인조 된 인대를 도시한다. 오른쪽 그립은 조직이 파손될 때 인대에 걸리는 하중을 측정하기 위해 힘 센서에 부착됩니다. 그림 3B 는 실패한 테스트에 대한 대표적인 응력 - 변형률 플롯을 보여줍니다. 기계적 시험을 거친 후 동일한 구조를 건조시키고 히드 록시 프롤린 분석을 위해 처리하여 총 콜라겐 함량과 다른 생체를 평가할 수 있습니다mical assays. 조건 당 충분한 수의 추가 샘플을 사용하여 세포 증식, 유전자 및 단백질 발현 및 조직 학적 형태에 대한 영향을 포함하여 실험적 개입에 대한 철저한 검사를 수행 할 수 있습니다. 우리 연구의 전형적 엔드 포인트는 14 일이지만 인조 인간 인대는 그림 3C 와 같이 28 일간의 배양을 통해 기계적 특성과 콜라겐 함량이 지속적으로 향상되며 24 시간 이상 생존 할 수 있습니다. 기증자 변동성은 실험 반복성에 대한 중요한 고려 사항입니다. 그림 4 는 Lee 등이 보고 한 대표 실험을 보여줍니다 . 이전에 기술 된 2 주 배양 후 전형적인 장력 특성 및 콜라겐 함량을 나타내는 7 명의 상이한 ACL 공여자 (n = 3, n = 4)를 비교 하였다<html> 보충 성장 미디어. 유사한 ACL 수집, 기증자의 나이, 손상 후 시간, 성별 등의 세포를 사용하여 조작 된 인대는 콜라겐 분획의 차이를 제외하고는 기증자와 유사한 특성을 보이지 않는다. 앞서 언급 한 연구에서 공학용 인대를 여성이 ACL 손상 위험이 남성보다 훨씬 높은 이유를 조사하기 위해 시험 관절 모델로 사용했으며 여성 기증자로부터 격리 된 ACL 섬유 아세포가 근원적으로 약하고 덜 교원 성 인대를 형성하지 않는다는 것을 입증했습니다 25 . 운동 후 혈청 환경 이 생체 외 인대 기능에 미치는 영향 우리는 이전에 생리 학적 과정을 탐색하는 데 사용되는 공학용 인대의 능력을 입증했습니다 1 ,ss = &quot;xref&quot;&gt; 25. West 등이보고 한 다음과 같은 대표 실험에서. 1 , 우리는 인대 기능에 운동의 생화학 적 영향을 결정하고 여기 방법론과 결과를 강조 표시합니다. 우리는 인간 ACL 세포를 사용하여 공학적으로 만들어진 인대를 형성하고, 운동 7 일 전후에 수집 된 인간 혈청으로 조건화 된 배양 배지로 구성된 개입을 적용했다. 간단히 말해, 우리는 건강한 젊은 남성 참가자를 모집하여 순환 성장 호르몬과 인간 성장 호르몬 (GH)을 비롯한 순환계 호르몬을 증가시키는 저항 운동의 급성 시합 전후에 혈액 샘플을 수집했습니다. 인간의 혈청을 운동 전후 혈액 샘플에서 분리하고 공학용 인대 배양의 두 번째 주 동안 배양 배지에서 태아 소 혈청 대신 사용했다 ( 그림 5A ). 운동 전 및 운동 후 혈청 샘플을 GH 및 인슐린 유사 성장 인자 1 (IGF-1)의 변화에 ​​대해 ELISA를 사용하여 분석하고,농도는 운동으로 바꿀 수있다 ( 그림 5B ). 이 정보는 운동에 반응하여 혈청의 변화와 함께 조작 된 인대에 대한 혈청 효과를 상관시키는 데 사용되었습니다. 14 일간의 배양 기간 후 인대 구조물을 기계적 시험 및 콜라겐 함량의 히드 록시 프롤린 결정을 사용하여 평가하고 운동 후 혈청에 대한 반응으로 최대 인장 하중 및 콜라겐 함량을 유의하게 증가시켰다. 이 효과가 GH 또는 IGF-1의 운동 유발 방출과 관련이 있는지를 평가하기 위해, 조작 된 인대를 별도의 실험에서 형성하고 인간 재조합 GH 또는 IGF-1의 용량 반응으로 치료 하였다. 흥미롭게 도 혈액에서 혈청 GH가 증가하는 반면 ( 그림 5B- i) 배양 배지에서 재조합 GH 농도가 점차 증가하면 콜라겐 함량이 증가하지 않았고 ( 그림 5D- i) 또는 기계적특성화 된 인대의 속성 (데이터는 표시되지 않음). 대조적으로, 혈청 IGF-1 수치는 운동 후에 증가하지 않았지만, 용량 반응 실험은 배양 배지에서 증가하는 수준이 인대 구조물의 콜라겐 함량을 향상 시킨다는 것을 나타냈다 ( 도 4D- ⅰ). 따라서 운동이 운동 후 GH의 튼튼한 증가를 가져 오는 반면, rhGH를 사용한 용량 - 반응 실험은 GH가 조작 된 인대의 표현형 향상에 직접적으로 원인이되는지 의심 스럽다 (적어도 22 kDa의 isoform은 책임있는 것으로 보인다). 반대로 혈장 IGF-1은 운동 후 15 분에 변화하지 않았지만 광범위한 농도에서 rhIGF-1을 테스트하면 IGF-1이 콜라겐 함량을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌습니다. 그러나 생리 학적 수준을 예측하는 범위를 통해 rhIGF-1 농도를 증가 시키면 콜라겐 함량이 유의하게 증가하지 않았다는 점에 유의해야합니다. 따라서 독특한 운동 후 혈청 환경nment는 조작 된 인대의 역학 및 콜라겐을 개선하는 데 중요했습니다. 1 에서 강조한 연구에서, 실험적 혈청의 양은 윤리적 고려 때문에 제한적이었다. 따라서 혈청 요구량이 낮은 단기 2D 생물 검정법을 사용하여 관찰 된 콜라겐 증가에 기여하는 분자 메커니즘을 추가로 조사했습니다. ACL 섬유 아세포를 6- 웰 플레이트에서 합류 배양하고, 휴식 또는 운동 후 혈청으로 1 시간 동안 처리하고 재조합 GH, IGF-1, TGF-β1의 투여 량 및 PI3K / mTORC1에서의 표적 활성화와 비교 하였다 , ERK1 / 2 및 Smad 신호 전달 경로가 결정되었다. 운동 후 혈청 존재 하에서, PI3K / mTORC1 및 ERK1 / 2 경로는 각각 S6K ( 도 5D- i) 및 ERK1 / 2 ( 도 5D- ii)의 인산화에 의해 평가 된 바와 같이 더 큰 활성화를 나타냈다.호르몬 및 사이토 카인 투여 량 반응과 비교하여 GH가 mTOR 신호 전달에 작은 양성 효과 ( 그림 5D -i)를 보였고 IGF-1이 가장 낮은 용량에서 긍정적 인 효과를 보였으 나 GH, IGF-1 및 TGF의 세 가지 치료 β1은 PI3K / mTORC1 및 ERK1 / 2 신호 전달의 증가를 설명하지 못했다. 3D 인대 모델과 2D 생물 분석 데이터를 종합 해 보면, 운동 후 혈청 환경이 PI3K / mTORC1과 ERK1 / 2 경로의 활성화를 통해 인대 기능과 콜라겐 함량을 향상시킬 수 있음을 알 수 있습니다. 요약하면 운동화 된 혈청과 결합 된 공학용 인대 모델을 사용하여 i) 인조 인간 인대 기능 및 콜라겐에 대한 운동 후 혈청 환경의 영향을 조사 할 수 있었으며, ii) 인대 표현형의 변화와 혈청 호르몬 농도의 변화, 혈청에서 어떤 변화가 일어 났는지를 결정하기위한 목적으로iii) 인대 기능 향상으로 이어지는 운동 후 혈청에 의해 활성화되는 분자 메커니즘을 결정하기 위해 혈청 생화학 적 환경의 분자 표적을 조사하기 위해 2D 생물 검정을 사용하여 작업의 범위를 더욱 넓히십시오. <img alt="그림 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55339/55339fig1.jpg" /> 그림 1 : 인조 인대의 형성 및 사용 개요. Brushite cement anchor가 제조되어 실리콘 코팅 판에 고정됩니다. 일차 섬유 아세포는 ACL 잔여 물로부터 격리되고 확장됩니다. 조작 된 인대는 섬유소 겔을 2 개의 브러시 라이트 시멘트 앵커 주위에 섬유 아세포를 캡슐화함으로써 형성된다. 조작 된 인대는 배양되고 원하는 특정 화학적 또는 기계적 ( 예 : 생물 반응기를 통해) 자극으로 처리됩니다. 원하는 엔드 포인트에서 인조 인간 인대를 수집하여 mechanica에 대해 평가할 수 있습니다특성, 유전자 발현, 콜라겐 함량, 단백질 발현 및 조직학을 포함한다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55339/55339fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55339/55339fig2.jpg" /> 그림 2. 1 차 인대 섬유 아세포는 2 개의 브러시 라이트 시멘트 앵커에 걸친 섬유소 기반 뼈 대뼈 공학 인대를 형성합니다. ( A ) 시간이 지남에 따라, 섬유 아세포는 선형 조직을 형성하는 브러시 사이트 시멘트 앵커 주위의 섬유소 젤을 수축시킵니다. ( B ) 처음 3 일 동안 세포는 피브린 젤에 붙어 견인력을 발휘하여 세포를 구조물의 장축과 정렬시킨다. 14 일에 걸쳐, 세포는 고도로 정렬 된 조직을 형성한다. 스케일 바 = 160 μm. ( C ) 조작 된 인대의 DNA 함량은 계속 증가한다.ver 14 일 동안 세포가 증식합니다. 데이터는 평균 ± 표준 편차 (SD)로 나타내 었으며 그룹당 n = 3-4의 구조를 보였다. 여러 떼. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55339/55339fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55339/55339fig3.jpg" /> 그림 3 : 엔지니어링 인대의 기계적 특성과 콜라겐 함량은 시간이 지남에 따라 향상됩니다. ( A ) 인대 구조는 일차적으로 인장 시험을하여 주어진 개입이 인대 기능에 미치는 영향을 결정합니다. 그림에서 보듯이 두 개의 리버스 몰딩 된 3D 인쇄 그립은 가공 된 힘으로 연결되는 상호 모양의 앵커를 유지합니다. 앵커는 스텝퍼 모터와 힘 트랜스 듀서에 연결되어 테스트 조직의 응력 / 변형률 곡선을 생성하여 기계적 특성을 결정할 수 있습니다. ( B &lt;/ strong&gt;) 실패한 긴장된 인대에서 대표적인 응력 - 변형률 곡선. 28 일 동안 ( C ) 극한 인장 강도 (UTS), ( D ) 최대 인장 하중 (MTL), ( E ) 영률 및 ( F ) 콜라겐 분율이 계속해서 향상됩니다. 데이터는 평균 ± 표준 편차 (SD)로서 n = 5 구조로 나타냈다. *는 다른 모든 그룹과 유의 한 차이가 있음을 나타냅니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55339/55339fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55339/55339fig4.jpg" /> 그림 4 : 조작 된 인대는 낮은 기증자 변동성을 나타내는 기능 및 생화학 적 성분에 대해 평가할 수 있습니다. 조작 된 인대는 7 명의 다른 기증자 (n = 3 남자, n = 4 여자)를 형성했다. 2 주 후에( A ) 최대 인장 하중, ( B ) 극한 인장 강도 (UTS), ( C ) 영률, ( D ) 단면적 (CSA), ( E ) 총 콜라겐 함량 구조, 및 ( F ) 건조 질량의 일부로서의 콜라겐. 자료는 평균 ± 표준 편차로 나타내었고 통계적으로 유의 한 것은 Student &#39;s t-test였다. *는 다른 그룹과 유의 한 차이가 있음을 나타냅니다 (p &lt;0.05). Lee et al. 25 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55339/55339fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55339/55339fig5.jpg" /> 그림 5. 엔지니어링 인대는 생체에 대한 반응으로 기계적 및 생화학 적 변화를 나타냅니다.진지한 개입. ( A ) 혈청은 피험자 (RestTx)와 운동 후 (ExTx)에서 채혈 한 혈액으로부터 분리하고 배양 2 주째에 조작 된 인대를 치료하는데 사용 하였다. ( B ) (i) 나머지 및 운동 혈청의 인슐린 유사 성장 인자 (IGF) -1 수준을 ELISA를 통해 정량화 하였다. ( C ) ExTx로 처리 한 인공 관절 인대는 (i) 콜라겐 함량이 증가하고 (ii) 최대 인장 하중이 향상됨을 보여주었습니다. 쌍 비교 (RestTx 및 ExTx)의 통계적 유의성을 유의 수준을 p &lt;0.05로 설정 한 t- 검정으로 분석 하였다. ( D ) (i) GH 및 (ii) IGF-1의 용량 - 반응은 ExTx로 인한 콜라겐 함량의 변화에 ​​대한 이들 요인의 가능한 공헌을 결정하는데 사용되었다. E) 2 차 생물학적 검정은 GH, RestTx 및 ExTx의 증가하는 투여 량이 (ⅰ) S6K Thr389 및 (ii) ERK1 / 2 Thr202 / Tyr204 . ANOVA와 Tukey &#39;s HSD를 사용하여 2 개 이상의 실험 그룹의 통계적 비교를 수행했습니다. 데이터는 평균 ± 표준 편차로 나타내었다. *는 대조군과 유의 한 차이가 있었고 (p &lt;0.05), §는 150 ng / mL 및 300 ng / mL IGF-1과 유의 한 차이가 있음을 나타냅니다. West et al. 1 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55339/55339fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

우리는 3 차원 구조물이 인간의 운동 조절 혈청으로 처리되고 콜라겐 함량, 기능 및 세포 생화학을 분석 한 인대 조직 모델을 제시합니다.

운동 조건의 혈청을 이용한 인대 구조의 치료 : Translational Tissue Engineering Model

In vitro experiments are essential to understand biological mechanisms; however, the gap between monolayer tissue culture and human physiology is large, ...

이 모델의 전반적인 목표는 운동과 영양이 결합 조직의 합성과 기능에 미치는 영향을 결정하는 것입니다. 이 기술은 운동 전후에 채취한 인간 혈청을 사용하여 3D 조직을 처리함으로써, 운동이 인대와 건의 기능에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 데 활용됩니다. 3D 조직 공학은 잘 특성화된 in vitro 분석의 장점과 in vivo 조직의 기능, 형태 및 생화학적 특성을 결합합니다.텍스트 프로토콜에 따라 실리콘 코팅된 35mm 플레이트를 미리 준비한 후, 몰드의 각 원통형 웰 중앙에 마이뉴티엔 핀(minutien pin)을 하나씩 배치하여 앵커 몰드를 준비합니다. 얼음 위에 놓인 플라스틱 무게 측정 보트에서 베타-삼인산칼슘과 1~3 g/mL 농도의 오르토인산구연산 용액을 혼합합니다. 플라스틱 세포 스크레이퍼를 사용하여 시멘트를 격렬하게 섞습니다.시멘트를 계속 혼합하기 위해 마쇄한 다음, 혼합물을 몰드에 피펫으로 옮기고, 충전된 몰드를 2,250 ×g에서 5분 동안 원심 분리합니다. 원심 분리 후 brushite 시멘트 앵커를 실온에서 하룻밤 동안 굳힙니다. 다음 날 아침 몰드에서 앵커를 꺼내어, 각 실리콘 코팅 플레이트에 두 개의 앵커를 12 mm 간격으로 고정합니다.70% ethanol을 분사하여 핀 플레이트와 뚜껑 전체를 채워 멸균한 후, 플레이트를 생물안전작업대(BSC) 안에 넣습니다. 최소 30분 후에 플레이트의 액체를 흡입하고 BSC 내에서 건조시킵니다. 뚜껑을 닫고 필요할 때까지 BSC에 보관합니다.생물학적 위험 물질의 적절한 사용 및 폐기를 위해 지역 생물안전 규정을 준수하십시오. 멸균 상태를 유지하고, 생물안전 작업대 내에서 구조체 형성 단계를 수행하십시오. 텍스트 프로토콜에 따라 일차 섬유아세포, 시약 및 핀 형태의 브러샤이트 앵커가 부착된 실리콘 코팅 플레이트를 준비한 후, 세포를 15 centimeter 플레이트에서 70% 합류도(confluence)까지 배양하십시오.다음으로, 각 컨스트럭트당 세포 현탁액 681 µL, 트롬빈 29 µL, 아프로티닌 2 µL, 그리고 아미노헥사노산 2 µL로 구성된 마스터 믹스를 준비합니다. 용액을 잘 섞은 후, 브러샤이트 시멘트 앵커 주변을 따라 8자 모양으로 각 핀 플레이트에 714 µL씩 첨가하여 마스터 믹스가 앵커의 측면에 직접 닿게 합니다. 각 플레이트를 가볍게 쳐서 믹스가 고르게 분산되도록 합니다.가장 중요한 단계는 세포가 안착된 피브린 겔을 형성하는 것입니다. 세포 안착 마스터 믹스가 앵커에 직접 접촉하도록 하고, 플레이트를 가볍게 두드려 혼합물을 균일하게 분산시키십시오. 플레이트를 하나씩 처리하며, 286 µL의 피브리노젠을 플레이트 전체에 방울 형태로 균일하게 첨가하십시오.피브리노겐이 고르게 분포되어 세포가 내포된 피브린 겔이 형성되도록 플레이트를 즉시 앞뒤 좌우로 밀어준 다음, 다음 플레이트로 넘어갑니다. 제작물을 37 °C, 5% CO₂로 유지되는 멸균 인큐베이터에 넣고 피브리노겐의 중합이 일어날 수 있도록 최소 15분 동안 배양합니다. 성장 배지에 200 µM의 ascorbic acid, 50 µM의 Prolene, 그리고 5 ng/mL의 TGF beta 1을 첨가하여 제작물당 2 mL의 공급 배지를 준비합니다.각 구조물을 덮도록 2 mL의 공급 배지를 사용하고, 37 °C 및 5% CO₂로 유지되는 멸균 인큐베이터에서 총 14일 동안 또는 원하는 종료 시점까지 배양하며, 이틀마다 2 mL의 공급 배지로 배지를 교체하십시오. 인간 혈청을 수집하려면 텍스트 프로토콜에 따라 휴식 상태의 혈액 샘플을 채취한 후, 참가자가 연구 목적에 맞는 운동 방식을 수행하도록 합니다. 여기서는 30분 동안의 고강도 저항 운동 세션을 보여줍니다.운동 세션 15분 후에 혈액 샘플을 채취하고, 혈액을 응고시킨 후 1,500 ×g에서 10분 동안 원심분리합니다. 멸균 조건 하에서, 배지 제조를 위해 혈청을 멸균 튜브로 옮깁니다. 인대 구조물 제작 후, 힘 트랜스듀서에 연결된 역성형 그립이 있는 PBS 배스 내에서 인장 시험기를 사용하여 인장 시험을 수행합니다.이는 테스트 중에 브러샤이트 시멘트 앵커를 제자리에 고정하는 역할을 합니다. 디지털 캘리퍼스를 사용하여 인대 구조물의 길이와 너비를 측정하고, 조직의 단면적을 계산합니다. 플레이트에서 인대 구조물의 핀을 제거하고, 구조물이 PBS에 잠긴 상태를 유지하며 앵커를 역성형 그립에 배치한 다음, 그립 간의 거리를 조절하여 구조물의 길이를 초기 길이로 설정합니다.테스트를 시작하고, 0.4 millimeters per second 또는 초당 3%의 변형률로 구조물이 파괴될 때까지 변형시킵니다. 테스트 후, 조직을 처리하고 텍스트 프로토콜에 따라 제작된 인대의 콜라겐 정량을 수행합니다. 배양 후 1~2일이 지나면 ACL 섬유아세포가 피브린 겔에 부착되어 세포 돌기를 확장하고 견인력을 가하기 시작합니다.두 고정 지점 사이에 인장력이 발생하며, 세포는 이 축과 평행하게 정렬되어 콜라겐을 침착시키기 시작합니다. 여기에는 파괴될 때까지 테스트한 인대의 대표적인 응력-변형률 곡선이 나타나 있습니다. 본 실험에서는 운동 전후의 혈액 샘플에서 인간 혈청을 분리하였으며, 이를 FBS 대신 사용하여 운동으로 유도된 생화학적 환경이 풍부한 배지를 제작하였습니다.이 그래프에서 볼 수 있듯이, 14일간의 배양 기간 후 인대 구조체는 운동 후 혈청에 반응하여 최대 인장 하중과 콜라겐 함량 모두에서 유의미한 증가를 나타냈습니다. 숙련된 경우 인대 구조체는 이틀에 걸쳐 제작할 수 있으며, 2주 후에 인장 시험, 콜라겐 함량 정량 분석 및 기타 생화학적 분석을 수행할 준비가 됩니다. 이 중개 연구용 in vitro in vivo 모델은 운동이 인대, 힘줄, 그리고 실제로 신체 내 거의 모든 조직의 기능을 어떻게 개선하는지 이해하려는 더 광범위한 연구 과제의 일환입니다.따라서 이 방법은 운동, 영양, 부하, 다양한 종류의 성장 인자 등 인간이나 동물에게 적용할 수 있는 모든 유형의 중재 치료 후 콜라겐 함량과 결합 조직 기능을 결정할 수 있는 매우 견고하고 강력한 기술입니다.

treatment-ligament-constructs-with-exercise-conditioned-serum

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

우리는 관절 연골 결손에 이전의 이식 연골의 BioComposite을 일축 또는 이축 기계적 변형을 적용 할 수 있습니다 소설 기계적 하중 생물 반응기를 설계했습니다.

조직 공학을위한 이축 기계 로딩 생물 반응기의 설계

이 모델 시스템은 비파괴 방식으로 내생 콜라겐 (재) 조직 리얼 타임으로 공부하는 데 사용할 수있는 근섬유 채워진 섬유소 젤에서 시작됩니다. 모델 시스템은 서로 다른 세포 소스, 중간 첨가제와 함께 사용할 수있는, 매우 조정할 수 있으며, 특정 요구에 쉽게 적용 할 수 있습니다.

엔지니어링 섬유소 기반 조직의 면역 조직 및 제약 조건의 적용에서 생성하고 세포와 콜라겐 (재) 조직을 유도하는 스트레인

전방 십자 인대 (ACL)의 부분적인 눈물을 복구하는 패치 향후 애플리케이션의 경우, 인간의 ACL 유래 세포는 체외에서 확장 및 조직 공학적 지지체에 성장 재건 과정 중에 얻은 조직에서 분리되었다. 세포 접착 및 형태학이어서 지지체 표면에 생체 적합성을 확인하기 위하여 실시 하였다.

외과 검색, 분리 및<em&gt; 체외</em&gt; 조직 공학 응용 프로그램에 대한 인간의 전방 십자 인대에서 파생 된 세포의 확장

동물 모델은 조직 공학 이식편을 평가하기 위한 중요한 도구입니다. 이 논문은 전방 십자 인대 조직 공학에 사용하기 위한 전기 방사성 생분해성 고분자 이식편을 준비하기 위한 프로토콜과 쥐 모델에 이식하기 위한 수술 프로토콜을 제시합니다.

엔지니어링 전방 십자 인대 이식의 평가 흉선 쥐 모델

이 연구에서는 콜라겐, 평활근 세포 및 내피 세포를 직접 배양하여 살아있는 혈관 조직을 신속하게 만드는 기술을 제시합니다. 또한 엔지니어링된 혈관 조직의 기계적 특성화를 위한 새로운 프로토콜이 설명됩니다.

혈관 조직 재생을위한 엔지니어링 3D Cellularized 콜라겐 젤

이 논문에서는 엔지니어링 콜라겐 이식으로 작성하여 최대 1.5cm의 힘줄 간격을 복구하기 위해 시험관 내 및 현장 프로토콜을 제시합니다. 이것은 접목이 숙주 조직으로 성숙할 때까지 기계적 부하를 취하는 변형된 봉합사 기술을 개발함으로써 수행되었다.

큰 힘줄 결함을 복구하는 조직 엔지니어링 콜라겐 이식과 새로운 테노르래피 봉합사 기술

3차원 단방향 기계적 자극 생물반응기 시스템은 힘줄 유래 줄기 세포 및 신힘주 형성의 테노겐 특이적 분화를 위한 이상적인 생물반응기입니다.

힘줄 유래 줄기 세포의 세포 분화를 유도하기 위해 3차원 동축 기계 자극 생물 반응기 시스템을 적용

여기에서는 하중을 견디는 힘줄 코어 조직과 질병 및 부상에 의해 활성화된 세포 집단을 포함하는 외인성 구획 사이의 힘줄 세포 누화를 모방하는 조립체 모델 시스템을 제시합니다. 중요한 사용 사례로, 외인성 내피 세포의 질병 관련 활성화를 조사하기 위해 시스템을 배포하는 방법을 보여줍니다.

질병 및 복구에서 세포 누화를 조사하기 위한 힘줄 집합체 엔지니어링

여기에서는 힘줄 기초 연구를 위한 유망한 도구이자 힘줄 조직 공학을 위한 잠재적인 스캐폴드 없는 방법을 제공하는 3단계 오가노이드 모델(2차원[2D] 확장, 2D 자극, 3차원[3D] 성숙)을 시연합니다.

Human Dermal Fibroblast를 이용한 Self-Assembled Cell Sheet Culture 및 3D Tendon/Ligament-like Organoid의 수동 생성 시연

여기서는 양 무릎에서 통제된 골연골 병변을 생성하는 통합 프로토콜을 제시하여 뼈 및 연골 조직 재생 연구에 적합한 실험 모델을 구축합니다. 프로토콜은 동물 복지에 미치는 영향과 결과 변동을 최소화하는 기법을 사용하여 대퇴골 과과에 전층 골연골 결손을 유도하는 방법을 제시합니다.

전층 골연골 결함의 양 모델 구축 및 평가

배우세요 운동 조건의 혈청을 이용한 3D 인대 조직 공학 모델로 콜라겐 함량과 인대 기능을 분석하는 방법을. 이 기법은 운동이 결합 조직 합성에 미치는 영향을 연구하는 데 활용됩니다.

운동 조건의 혈청을 이용한 인대 구조의 치료 : Translational Tissue Engineering Model

더 많은 동영상 탐색