Name: Magnetic Resonance elastografie methodologie voor de evaluatie van Tissue Engineered Construct groei (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 18 s
Description: Leer magnetische resonantie-elastografie voor niet-destructieve evaluatie van weefselconstructen. Deze methode meet mechanische eigenschappen van kleine zachte weefsels zonder schade aan het monster.

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

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd mede ondersteund door de NIH RO3-EB007299-02 en NSF EPSCoR First Award.

1. Tissue Construct Voorbereiding Het weefsel te bouwen voorbereiding bestaat uit drie fasen: uitbreiding van de celpopulatie, zaaien van cellen op een biomateriaal schavot, en differentiatie door het gebruik van chemische signaalmoleculen. De procedure voor de voorbereiding constructie is gebaseerd op de methoden onder leiding van Dennis et al.., Hong et al.., En Marion en Mao 8,9,10. <ol><li> Na cultuur en uitbreiding van de cellijn zaad humane mesenchymale stamcellen (h MSC) op een gelatine spons (4 mm, 3,5 mm dik) bij een dichtheid van 1x10 cellen 6 / ml van bot en 3x10 6 cellen / ml voor vet-formatie. </li><li> Voor differentiatie van MSC h in vet, toepassen vet inductie media bestaande uit een uM dexamethason, 0,5 pM isobutyl-methylxanthine, 10 ug / ml menselijk recombinant-insuline en 200 pM indomethacine in celexpansie mediumeen keer cellen blijken samenvloeiing op het schavot. Na drie dagen vervangen media met 10 ug / ml menselijk recombinant-insuline groei media 24 uur dan terug naar inductie media. Herhaal de cyclus drie keer en dan nog slechts uit te wisselen in het onderhoud media om de twee dagen. </li><li> Om osteogenesis induceren bereiden osteogene inductie media door een eindconcentratie van 0,1 uM dexamethason, 50 uM van L-ascorbinezuur-2phosphate en 10 mM β-glycerofosfaat in celexpansie medium. Vervang de verse osteogene media om de twee dagen. </li></ol> 2. Actuator Karakterisering Karakterisering van de aandrijving is een cruciale stap voor de MRE experiment. MRE zich op de propagatie van mechanische afschuiving golven beoordeelt lokale waarden van mechanische eigenschappen, en daarom deze mechanische trillingen moeten worden gemaakt en gekarakteriseerd in het weefsel van belang met een piezo-elektrische aktuator. Een geïllustreerde EXAmple van de karakterisering wordt weergegeven in figuur 3. Het doel van deze procedure is om de beweging van de actuator te optimaliseren met het oog op onschadelijke shear golven met een significante amplitudes (~ 250 micron) te genereren. <ol><li> Voorafgaand aan het experiment toepassing 0,5% agarose gel de construct in een 10 mm reageerbuis omsluiten. De temperatuur van de gel moet ongeveer 37 ° C om schade aan het construct te minimaliseren. </li><li> Nadat men de agarosegel vijf minuten op kamertemperatuur, steekt het uiteinde van de piëzo-elektrische motor buigen in het oppervlak van de gel. </li><li> Bevestig de buis met het monster en de aandrijving op een stijve steun, en richt de straal van de laser Doppler vibrometer richting de punt van de mechanische aandrijving. De positionering van het systeem het gereflecteerde signaal optimaliseren, gebruikt reflectieband indien nodig. </li><li> Op basis van de verwachte resonantiefrequentie van de mechanische aandrijving, zet u de functie generator om de d vegenesired frequentiebereik (dwz 20 tot 2000 Hz in dit experiment) met behulp van een bedrijfsspanning van 20 Vpp met een witte ruis signaal. </li><li> Bekijken kenmerk spectrum op Polytec Vibrosoft programma de resonantiefrequentie van de te identificeren en het programma op FFT en snelheid als de y-as. </li><li> Voor de verplaatsing meten, stelt u de actuator om een ​​continue sinusoïde op de aangegeven resonantie frequentie met een spanning van 200 Vpp te leveren, en noteer de gegenereerde verplaatsing wordt geleverd aan het oppervlak van de gel. Stel Vibrosoft de FFT weergegeven met verplaatsing als de y-as. </li></ol> 3. Image Acquisition <ol><li> Na actuator karakterisering plaats het monster en actuator in het midden van de MRI-scanner. Voor weefsel constructie experimenten, gebruik dan een klein en meer gevoelige RF spoel (dat wil zeggen 10 mm in dit experiment) voor de transmissie en ontvangst van het RF-signaal. (Zie de procedure wordt een 9,4 Tverticale boring magneet voorzien van een triple-as gradiënten, 100 G / cm). </li><li> Schaf een scout beeld voor de identificatie van het construct locatie. </li><li> Stel de parameters voor de overname. Een typische in vitro sagittale scan een herhalingstijd van 1000 ms, echotijd van 20-40 ms, plakdikte van 0,5-1,0 mm en beeldveld van 12x10 mm 2 met een matrix grootte van 128x128 pixels. </li><li> Voor de elastografie parameters, stelt u de actuator de frequentie van de waarde bepaald door de Laser Doppler Vibrometer karakterisering. In de huidige studie werd een bipolaire paar nodig met een gradiënt amplitude van 50 g / cm. Andere parameters aan te passen onder meer de vertraging die moet worden ingesteld op nul milliseconden voor de eerste overname. </li><li> Wijzigen functie generator mode barsten en de parameters van de funktiegenerator aan te passen aan die van de elastografie verkrijging parameters zoals de frequentie en het aantal cycli passen. Ook stelt u de functieTIE generator extern worden geactiveerd. </li><li> Voor een sagittale beeld, stelt de motie sensibilisatie te zijn in de positieve richting slice en start de scan. Na de overname, controleer dan het beeld en verander de gevoeligheid voor de negatieve slice richting. </li><li> Voer de MATLAB-programma dat de ingewikkelde verdeling zal presteren voor het genereren van de shear wave afbeelding. </li><li> Beoordeel de afbeelding voor de aanwezigheid van afschuiving golven en mogelijke artefacten zoals fase-verpakking. </li><li> Als er geen aanpassingen van de afbeelding zijn nodig aan te passen parameter array size tot acht gelijke afstand van elkaar waarden tussen nul seconden tot een volledige periode van de gekarakteriseerd resonantiefrequentie. </li><li> Het verwerven van een scan in zowel de positieve als negatieve slice oriëntaties. </li><li> Nadat de beelden werden aangemaakt, gebruik dan een MATLAB programma dat is ontworpen voor het genereren van de shear wave data uit een array van beelden. </li></ol> 4. MRE Experiment Beeldverwerking <ol><li> The laatste stap van MRE is het berekenen van de schuifspanning stijfheid van de afschuifgolf beelden. Het plaatsen van de gegevens in de MATLAB-programma dat de drie-dimensionale dataset (2 ruimtelijke, 1 tijdelijke) zal beoordelen. </li></ol> Let op: Door het aannemen van een vlakke shear wave, de vergelijkingen van de beweging los te koppelen waardoor de schatting van de complex-waarde afschuifmodulus als functie van de verplaatsing en de Laplace. Het algoritme benadert ruimtelijke tweede derivaten met eindige verschillen en berekent de afschuifmodulus een pixel voor pixel basis. Vanuit dit complex getal, kunnen veel mechanische parameters worden afgeleid, zoals de shear wave snelheid, golf demping, shear stijfheid, shear elasticiteit, shear viscositeit, etc. Het algoritme maakt het ook mogelijk de selectie van regio&#39;s van belang zijn voor de gemiddelde en de standaarddeviatie van de elke parameter wordt berekend. <ol start="2"><li> De afbeeldingsparameters moeten de bij het begin van het programma. Bovendien the bovengrens van de elastogram kan worden aangepast aan een optimaal contrast in het monster. </li></ol> Opmerking: Het programma biedt tussentijdse resultaten (de ene na de low-pass filters, golf na directional filtering, tijdelijke FFT-, lijn-profielen, enz.) die de gebruiker helpen een schatting van de getrouwheid van het herstel. <ol start="3"><li> Sommige parameters kunnen worden aangepast op basis van deze informatie, zoals het niveau van de low-pass filters, de temporele frequentie van de beweging, de richting van voortplanting van de golf, etc. De standaarddeviatie van een parameter in een bepaalde regio van belang is een indicator van de kwaliteit van de berekening. </li></ol> 5. Representatieve resultaten Figuur 4 wijst op de verandering in de mechanische eigenschappen gedurende vier weken van de osteogene en adipogenic construct ontwikkeling. MRE is uitgevoerd op 730 tot 820 Hz. Beide geplaatste sponzen gestart ongeveer 3 kPa, osteogenic gerichte weefsels geresulteerd in een stijfheid van 22 kPa; dat vet gericht weefsels daalde in stijfheid tot en met 1 kPa. Bovendien is de osteogene constructies vertoonden een opmerkelijke daling van de omvang in vergelijking van begin tot eind van de studie. Extra eigenschappen uit elastografie onderzoek worden weergegeven in tabel 1. <img src="/files/ftp_upload/3618/3618fig1.jpg" alt="Figuur 1"/> Figuur 1. Het beeld acquisitieproces voor magnetische resonantie elastografie. Tijdens beeldopname een pulssequentie (a) bepaalt de synchronisatie (b) van de funktiegenerator aan de bipolaire pulsen gradiënten van de MRI-scanner. Na de overname van een bipolaire gradiënten geschakeld in positieve en negatieve oriëntaties, (c) een shear wave beeld wordt geproduceerd met behulp van complexe divisie. <img src="/files/ftp_upload/3618/3618fig2.jpg" alt="Figuur 2"/> Figuur 2. Stroomdiagram van het MRE proces weefsel motorEred constructen. Eerst worden cellen (a), eerste gegroeid en uitgebreid tot de grootte van de populatie van essentieel belang voor het ontworpen project. De cellen worden uitgezaaid (b) op een biomateriaal steiger en chemische reagentia toegepast voor differentiatie signaal. Steigers gekenmerkt door MRE, waarvan de eerste stap (c) het bepalen van de resonantiefrequentie van de aandrijving is gekoppeld met de construct. Vervolgens MRI beeld (d) worden verkregen met een dwarskracht golf beeld (e) het genereren. Tenslotte wordt een algoritme toegevoerd aan een elastogram opbrengst (f) brengt de stijfheid van de constructie. Tegelijkertijd constructies zijn coupes voor histologische beoordeling (g) om differentiatie te valideren. <img src="/files/ftp_upload/3618/3618fig3.jpg" alt="Figuur 3"/> Figuur 3. Actuator karakterisering procedure. De gelatine steiger wordt omsloten door een 0,5% agarosegel. Om de beweging die wordt overgebracht in de steekproef karakteriseren van een witte ruis wordt eerst gestuurd in het systeem(1a) en de daaruit voortvloeiende beweging wordt gedetecteerd met behulp van een laser Doppler vibrometer (1b). Zodra de resonantiefrequentie wordt bepaald, een continue sinus signaal resonantie (2a) aan de verplaatsing (2b) naar de omgeving gelatine bepalen. <img src="/files/ftp_upload/3618/3618fig4.jpg" alt="Figuur 4"/> Figuur 4. Construct ontwikkeling map over periode van vier weken. Adipogenic (A) en osteogene (O) constructen wordt van links naar rechts met overeenkomstige grootte en afschuifgolf beelden elastogram en gemiddelde schuifspanning stijfheid. De kleurenkaart voor de elastogram komt overeen met het kleurenschema van het staafdiagram en opstaan ​​balken geven de standaardafwijking binnen regio elk construct van belang. <img src="/files/ftp_upload/3618/3618Table1.jpg" alt="Tabel 1"/&gt; Tabel 1. Mechanische eigenschappen van vet-en osteo constructies over een periode van vier weken van groei.

<ol><li>Xu, H., Othman, S. F., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+tissue+engineering+using+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biosci.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Monitoring tissue engineering using magnetic resonance imaging.</a> J. Biosci. Bioeng. 106, 515-527 (2008).</li>
<li>Xu, H., Othman, S. F., Hong, L., Peptan, I. A., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+microscopy+for+monitoring+osteogenesis+in+tissue-engineered+construct+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance microscopy for monitoring osteogenesis in tissue-engineered construct in vitro.</a> Phys. Med. Biol. 51, 719-732 (2006).</li>
<li>Othman, S. F., Xu, H., Royston, T. J., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+magnetic+resonance+elastography+%28microMRE%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Microscopic magnetic resonance elastography (microMRE.</a> Magn. Reson. Med. 54, 605-615 (2005).</li>
<li>Muthupillai, R., Lomas, D. J., Rossman, P. J., Greenleaf, J. F., Manduca, A., Ehman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+elastography+by+direct+visualization+of+propagating+acoustic+strain+waves%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance elastography by direct visualization of propagating acoustic strain waves.</a> Science. 269, 1854-1857 (1995).</li>
<li>Othman, S. F., Curtis, E. T., Plautz, S. A., Pannier, A. P., Xu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+elastography+monitoring+of+tissue+engineered+constructs%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance elastography monitoring of tissue engineered constructs.</a> NMR Biomed. , Forthcoming (2011).</li>
<li>Oliphant, T. E., Manduca, A., Ehman, R. L., Greenleaf, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex-valued+stiffness+reconstruction+for+magnetic+resonance+elastography+by+algebraic+inversion+of+the+differential+equation%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Complex-valued stiffness reconstruction for magnetic resonance elastography by algebraic inversion of the differential equation.</a> Magn. Reson. Med. 45, 299-310 (2001).</li>
<li>Ringleb, S. I., Chen, Q., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L., An, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+shear+wave%3A+comparison+to+a+dynamic+shear+material+test%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Quantitative shear wave: comparison to a dynamic shear material test.</a> Magn. Reson. Med. 53, 1197-1201 (2005).</li>
<li>Hong, L., Peptan, I., Clark, P., Mao, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+adipose+tissue+engineering+by+human+marrow+stromal+cell+seeded+gelatin+sponge%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Ex vivo adipose tissue engineering by human marrow stromal cell seeded gelatin sponge.</a> Ann. Biomed. Eng. 33, 511-517 (2005).</li>
<li>Dennis, J. E., Haynesworth, S. E., Young, R. G., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteogenesis+in+marrow-derived+mesenchymal+cell+porous+ceramic+composites+transplanted+subcutaneously%3A+effect+of+fibronectin+and+laminin+on+cell+retention+and+rate+of+osteogenic+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Osteogenesis in marrow-derived mesenchymal cell porous ceramic composites transplanted subcutaneously: effect of fibronectin and laminin on cell retention and rate of osteogenic expression.</a> Cell Transplant. 1, 23-32 (1992).</li>
<li>Marion, N. W., Mao, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+stem+cells+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Enzymol%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal stem cells and tissue engineering.</a> Methods Enzymol. 420, 339-361 (2006).</li>
<li>Rydberg, J., Grimm, R., Kruse, S., Felmlee, J., McCracken, P., Ehman, R. L. Fast spin-echo magnetic resonance elastography of the brain. Proceedings of the International Society of Magnetic Resonance in Medicine, Glasgow, Scotland, , 1647-1647 (2001).</li>
<li>Kruse, S. A., Grim, R. C., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L. Fast EPI based 3D MR elastography of the brain. Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine, Seattle, Washington, , 3385-3385 (2006).</li>
</ol>

De auteurs hebben geen belangenconflicten bekend te maken.

In deze procedure wordt het proces van MRE voor weefselmanipulatieproducten constructies laten zien van cel voorbereiding tot het genereren van een elastogram. Door een destructieve mechanische beoordelingsmethode de tissue engineering leiding is het nu mogelijk om veranderingen in technische constructen evalueren in verschillende stadia van ontwikkeling. Daarnaast MRE een aanvulling op andere MR methoden voor ontwikkeld controle weefsel construeert, zoals verspreiding, magnetisatie overdracht en chemische verschuiving ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materiaalnaam </td><td> Type </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> MSCGM-Bullet Kit </td><td> Reagens </td><td> Lonza </td><td> PT-3001 </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> 1X DPBS </td><td> Reagens </td><td> Invitrogen </td><td> 21600-010 </td><td></td></tr><tr><td> 0,05% trypsine-EDTA </td><td> Reagens </td><td> Gibco, Invitrogen </td><td> 25300-054 </td><td> Bewaren bij -20 ° C </td></tr><tr><td> Dexamethason </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D2915 </td><td></td></tr><tr><td> 3-isobutyl-1-methylxanthine </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I5879 </td><td> Bewaren bij -20 ° C </td></tr><tr><td> Insuline-runderen pancreas </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I6634 </td><td> Bewaren bij -20 ° C </td></tr><tr><td> Indometacine </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I7378 </td><td></td></tr><tr><td> Β-glycerofosfaat </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G9891 </td><td></td></tr><tr><td> L-Ascorbinezuur 2-fosfaat </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A8960 </td><td></td></tr><tr><td> Gelfoam </td><td> Schavot </td><td> Pharmacia &amp; Upjohn Co </td><td> 09-0315-08 </td><td></td></tr><tr><td> Humane mesenchymale stamcellen </td><td> Cell Line </td><td> Lonza </td><td> PT-2501 </td><td></td></tr><tr><td> 9.4 Tesla MR-scanner </td><td> Uitrusting </td><td> Agilent </td><td></td><td> 400MHz WB </td></tr><tr><td> 10mm Litz Coil </td><td> Uitrusting </td><td> Doty Wetenschappelijk </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Laser Doppler Vibrometer </td><td> Uitrusting </td><td> Polytec </td><td> PDV-100 </td><td></td></tr><tr><td> Vibrosoft (20) </td><td> Software </td><td> Polytec </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Functie generator </td><td> Uitrusting </td><td> Agilent </td><td> AFG 3022B </td><td></td></tr><tr><td> Versterker </td><td> Uitrusting </td><td> Piezo inc </td><td> EPA-104-115 </td><td></td></tr><tr><td> Piezo Buigen motor </td><td> Uitrusting </td><td> Piezo inc. </td><td> T234-A4Cl-203X </td><td></td></tr><tr><td> Computer-Linux </td><td> Uitrusting </td><td> Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Geheugen: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Computer-Windows </td><td> Uitrusting </td><td> Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Geheugen: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MATLAB </td><td> Software </td><td> MathWorks, Inc </td><td></td><td> 2009b </td></tr></tbody></table>

magnetic resonance elastografie methodologie voor de evaluatie van tissue engineered construct groei

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Traditionele mechanische testen resulteert vaak in de vernietiging van het monster, en in het geval van lange termijn weefselmanipulatieproducten bouwen studies, het gebruik van destructieve evaluatie is niet aanvaardbaar. Een voorgestelde alternatief is het gebruik van een afbeeldend proces dat magnetische resonantie elastografie. Elastografie is een niet-destructieve methode voor het bepalen van de gemanipuleerde uitkomst door het meten van lokale mechanische waarde van onroerend goed (dat wil zeggen, complexe shear modulus), die essentieel zijn markers voor het identificeren van de structuur en de functionaliteit van een weefsel. Als een niet-invasieve middelen voor de evaluatie, is het toezicht van gemanipuleerde constructen met beeldvormende technieken zoals magnetische resonantie beeldvorming (MRI) gezien steeds meer interesse in het afgelopen decennium 1. Zo hebben de magnetische resonantie (MR) technieken voor de verspreiding en relaxometrie in staat geweest om de veranderingen in de chemische en fysische eigenschappen karakteriseren tijdens engineered tissue ontwikkeling 2. De methode voorgesteldde volgende protocol gebruikt microscopische magnetische resonantie elastografie (μMRE) als een niet-invasieve MR gebaseerde techniek voor het meten van de mechanische eigenschappen van kleine zachte weefsels 3. MRE wordt bereikt door het koppelen van een sonische mechanische aandrijving met het weefsel van de rente en het opnemen van de shear wave voortplanting met een MR-scanner 4. Onlangs heeft μMRE toegepast in tissue engineering tot essentiële groei informatie die traditioneel wordt gemeten met behulp van destructieve mechanische macroscopische technieken 5 te verwerven. In de volgende procedure wordt elastografie bereikt door het afbeelden van kunstmatige constructen met een gemodificeerde Hahn spin-echo sequentie gekoppeld met een mechanische aandrijving. Zoals getoond in figuur 1, de gemodificeerde sequentie gesynchroniseerd beeldopname met de overdracht van externe shear golven vervolgens de beweging gesensibiliseerd door middel van oscillerende bipolaire paren. Na verzameling van beelden met positieve en negatieve beweging sensitizaTIE, complexe verdeling van de gegevens produceren een shear wave beeld. Vervolgens wordt het beeld geëvalueerd met behulp van een inversie algoritme een dwarskracht stijfheid kaart 6 genereren. De verkregen metingen bij elke voxel is gebleken sterk (R2&gt; 0,9914) correleren met gegevens verzameld dynamische mechanische analyse 7. In deze studie wordt elastografie geïntegreerd in het weefsel ontwikkelproces controle humane mesenchymale stamcellen (h MSC) differentiatie in adipogenic en osteogene constructen zoals getoond in figuur 2.

De procedure toont de methodologie van magnetische resonantie elastografie voor de controle op de gemanipuleerde uitkomst van vet-en osteogene weefselmanipulatieproduct constructies door middel van niet-invasieve lokale evaluatie van de mechanische eigenschappen met behulp van microscopische magnetische resonantie elastografie (μMRE).

Magnetic Resonance elastografie methodologie voor de evaluatie van Tissue Engineered Construct groei

Traditionele mechanische testen leiden vaak tot de vernietiging van het monster, en in het geval van langdurige studies naar tissue-engineered constructen is het gebruik ...

Om technische weefselconstructies te onderzoeken, is traditionele mechanische beproeving, die vaak leidt tot de vernietiging van het monster, niet acceptabel. Deze methode maakt gebruik van microscopische magnetische resonantie-elastografie of micro-MRE als een niet-invasieve techniek voor het meten van de mechanische eigenschappen van kleine weke weefsels. Eerst worden cellen op een biomateriaalsteiger geplaatst om weefsel te genereren.Het weefsel is gesuspendeerd in aros-gel en de punt van een actuator wordt in de gel geplaatst. Vervolgens wordt, om de beweging te karakteriseren, de actuatorbeweging overgedragen op het monster en gedetecteerd met behulp van een laser-Doppler vibrometer.Het monster en de actuator worden overgebracht naar een magneet voor magnetische resonantie. Er worden elastografiebeelden verkregen. Analyse van de resulterende beelden laat de verandering in afschuifstijfheid zien voor zowel de osteogene als de adipogene constructen.We kwamen eerst op het idee voor deze techniek nadat we magnetische resonantiefotografie hadden geobserveerd voor gebruik bij ziekte-diagnostiek en beseften dat dit kon worden uitgebreid naar weefselengineering. Het belangrijkste voor

magnetic-resonance-elastography-methodology-for-evaluation-tissue

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Een nauwkeurige en praktische methode om de parameters te meten achtige stam in myocardiale weefsel is van grote klinische waarde, want het is aangetoond, dat de stam is een meer gevoelige en eerder marker voor contractiele dysfunctie dan de vaak gebruikte parameter EF.

Magnetic Resonance Afgeleide myocard Strain Assessment Met behulp van functie Tracking

Source: Feng, Y., et al. Viscoelastic Characterization of Soft Tissue-Mimicking Gelatin Phantoms using Indentation and Magnetic Resonance Elastography. J. Vis. Exp. (2022) This video demonstrates the method of magnetic resonance elastography (MRE) for assessing tissue viscoelastic properties by analyzing shear wave propagation through a gelatin phantom, mimicking brain tissue. The process involves generating and capturing shear waves with magnetic resonance imaging or MRI and analyzing wave...

Magnetic Resonance Elastography for Assessing Viscoelastic Properties

Deeltjes volgen microrheology kunnen worden gebruikt om niet-destructieve kwantificeren en veranderingen in extracellulaire matrix mechanische eigenschappen in 3D tumormodellen ruimtelijk in kaart.

Longitudinale Meting van extracellulaire matrix stijfheid in 3D Tumor modellen met-Particle Tracking Microreologie

Chondrogenese uit stamcellen vereist fine tuning van de kweekomstandigheden. Hier presenteren we een magnetische aanpak voor het condenseren van cellen, een essentiële stap om chondrogenese te initiëren. Bovendien tonen wij aan dat dynamische rijping in een bioreactor zijn mechanische stimulatie van de cellulaire constructen en verbetert kraakbeenachtige extracellulaire matrix productie.

3D Magnetic Stem Cell Samenvoeging en Bioreactor rijping voor het herstel van kraakbeen

Hier wordt een protocol gepresenteerd om gemanipuleerde bindweefsels te genereren voor een parallelle kweek van 48 weefsels in een multi-well plaat met dubbele polen, geschikt voor mechanistische studies, ziektemodellering en screeningstoepassingen. Het protocol is compatibel met fibroblasten van verschillende organen en soorten en wordt hier geïllustreerd met menselijke primaire cardiale fibroblasten.

Fibroblast afgeleide human engineered bindweefsel voor screeningstoepassingen

Dit artikel presenteert een demonstratie en samenvatting van protocollen voor het maken van gelatinefantooms die zachte weefsels nabootsen, en de bijbehorende visco-elastische karakterisering met behulp van inkeping en magnetische resonantie-elastografie.

Visco-elastische karakterisering van zachte weefsel-nabootsende gelatinefantooms met behulp van inkeping en magnetische resonantie-elastografie

Dit protocol biedt methoden voor het genereren van 3D-gemanipuleerde hart- en skeletspierweefsels en beschrijft het gebruik ervan in preklinische screeningsmodaliteiten voor geneesmiddelen. De beschreven methoden maken gebruik van een magnetisch detectiesysteem om de gelijktijdige beoordeling van 24 weefsels parallel te vergemakkelijken.

Preklinische geneesmiddelentests in schaalbare 3D-gemanipuleerde spierweefsels

Het doel van deze studie was om een nieuw driedimensionaal digitaal model te ontwikkelen voor de vroege diagnose van leverfibrose, dat de stijfheid van elke voxel in de lever van de patiënt omvat en dus kan worden gebruikt om de distributieverhouding van de lever van de patiënt in verschillende fibrosestadia te berekenen.

Een driedimensionaal digitaal model voor vroege diagnose van leverfibrose op basis van magnetische resonantie-elastografie

We presenteren een dynamisch en omkeerbaar testplatform voor stijfheid, vervaardigd met behulp van een ultrazacht siliconenelastomeer (polydimethylsiloxaan, PDMS) met ingebedde ijzerdeeltjes. Deze nieuwe test is geschikt voor het bestuderen van opkomende tijdsafhankelijke fysieke veranderingen in celfenotypes, inclusief contactgeleiding. Hier meten we de uitlijning van neonatale ratten in de cardiomyocyten bij matrijping met behulp van magnetisme.

Magneto-reologische elastomeren met micropatroon om veranderingen in de uitlijning van cardiomyocyten te stimuleren

Is er hernieuwde belangstelling voor het ontwikkelen polymeer kleppen. Hier, de doelstellingen zijn om de haalbaarheid van het wijzigen van een commerciële impuls duplicator aan tri-folder geometrieën tegemoet en een protocol te definiëren polymeer ventiel hydrodynamische gegevens te presenteren in vergelijking met autochtone en kunstklep data onder bijna-identieke omstandigheden verzameld demonstreren.

Protocol voor Relatieve Hydrodynamische Beoordeling van Tri-folder Polymer Valves

Leer magnetische resonantie-elastografie voor niet-destructieve evaluatie van weefselconstructen. Deze methode meet mechanische eigenschappen van kleine zachte weefsels zonder schade aan het monster.

Magnetic Resonance elastografie methodologie voor de evaluatie van Tissue Engineered Construct groei

Meer video's verkennen