Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Urządzenia do stymulacji tkanek biologicznych i pola magnetycznego

4.9K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/62111

⸱

15 maja 2021

 ,  ,  , 
1Biomimetics Laboratory, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional de Colombia, 2Numerical Methods and Modeling Research Group (GNUM), Universidad Nacional de Colombia, 3Design, Analysis and Development of Engineering Systems Research group (GIDAD), Fundación Universitaria Los Libertadores, 4School of Health and Sports Sciences, Master Program in Epidemiology, Fundación Universitaria del Área Andina

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół opisuje krok po kroku proces budowy zarówno elektrycznych, jak i magnetycznych stymulatorów używanych do stymulacji tkanek biologicznych. Protokół zawiera wytyczne dotyczące obliczeniowej symulacji pól elektrycznych i magnetycznych oraz produkcji urządzeń stymulujących.

Streszczenie

Pola elektryczne (EF) i pola magnetyczne (MF) były szeroko stosowane przez inżynierię tkankową do poprawy dynamiki komórek, takich jak proliferacja, migracja, różnicowanie, morfologia i synteza molekularna. Jednak zmienne, takie jak siła bodźców i czas stymulacji, muszą być brane pod uwagę podczas stymulacji komórek, tkanek lub rusztowań. Biorąc pod uwagę, że EF i MF różnią się w zależności od odpowiedzi komórkowej, nie jest jasne, jak budować urządzenia, które generują odpowiednie bodźce biofizyczne w celu stymulacji próbek biologicznych. W rzeczywistości brakuje dowodów dotyczących obliczania i rozkładu, gdy stosowane są bodźce biofizyczne. Protokół ten koncentruje się na projektowaniu i produkcji urządzeń do generowania EF i MF oraz wdrożeniu metodologii obliczeniowej do przewidywania rozkładu bodźców biofizycznych wewnątrz i na zewnątrz próbek biologicznych. Urządzenie EF składało się z dwóch równoległych elektrod ze stali nierdzewnej umieszczonych na górze i na dole kultur biologicznych. Elektrody podłączono do oscylatora w celu wytworzenia napięć (50, 100, 150 i 200 Vp-p) o częstotliwości 60 kHz. Urządzenie MF składało się z cewki, która była zasilana transformatorem w celu wytworzenia prądu (1 A) i napięcia (6 V) o częstotliwości 60 Hz. Zbudowano nośnik z polimetakrylanu metylu w celu zlokalizowania kultur biologicznych w środku cewki. Symulacja obliczeniowa pozwoliła na wyjaśnienie jednorodnego rozmieszczenia EF i MF wewnątrz i na zewnątrz tkanek biologicznych. Ten model obliczeniowy jest obiecującym narzędziem, które może modyfikować parametry, takie jak napięcia, częstotliwości, morfologie tkanek, typy płytek studzienek, elektrody i rozmiar cewki, aby oszacować EF i MF w celu uzyskania odpowiedzi komórkowej.

Wprowadzenie

Wykazano, że

1. Te bodźce biofizyczne mogą być stosowane na różne sposoby, przy użyciu określonych ustawień i urządzeń. Jeśli chodzi o urządzenia do generowania EF, stymulatory bezpośredniego sprzężenia wykorzystują elektrody, które mają kontakt z próbkami biologicznymi in vitro lub są wszczepiane bezpośrednio do tkanek pacjentów i zwierząt in vivo2; jednak nadal istnieją ograniczenia i braki, które obejmują niewystarczającą biokompatybilność stykających się elektrod, zmiany pH i poziomu tlenu cząsteczkowego1. Wręcz przeciwnie, urządzenia sprzęgające pośrednio generują EF między dwiema elektrodami, które są umieszczane równolegle do próbek biologicznych3, co pozwala na nieinwazyjną alternatywną technikę stymulacji próbek biologicznych i unikania bezpośredniego kontaktu między tkankami a elektrodami. Ten typ urządzenia można ekstrapolować na przyszłe zastosowania kliniczne w celu wykonywania zabiegów przy minimalnym wpływie na pacjenta. W stosunku do urządzeń generujących MF, indukcyjne stymulatory sprzęgania wytwarzają zmienny w czasie prąd elektryczny, który przepływa przez cewkę znajdującą się wokół kultur komórkowych4,5. Wreszcie, istnieją połączone urządzenia, które wykorzystują EF i statyczne MF do generowania przejściowych pól elektromagnetycznych1. Biorąc pod uwagę, że istnieją różne konfiguracje stymulacji próbek biologicznych, konieczne jest uwzględnienie zmiennych, takich jak napięcie i częstotliwość, gdy stosowane są bodźce biofizyczne. Napięcie jest ważną zmienną, ponieważ wpływa na zachowanie tkanek biologicznych; Na przykład wykazano, że migracja komórek, orientacja i ekspresja genów zależą od amplitudy przyłożonego napięcia3,6,7,8,9,10. Częstotliwość odgrywa ważną rolę w stymulacji biofizycznej, ponieważ udowodniono, że występują one naturalnie in vivo. Wykazano, że wysokie i niskie częstotliwości mają korzystny wpływ na komórki; Zwłaszcza w kanałach wapniowych bramkowanych napięciem błony komórkowej lub retikulum endoplazmatycznym, które uruchamiają różne szlaki sygnałowe na poziomie wewnątrzkomórkowym1,7,11.

Zgodnie z powyższym, urządzenie do generowania EF składa się z generatora napięcia podłączonego do dwóch równoległych kondensatorów12. To urządzenie zostało wdrożone przez Armstronga i wsp. w celu stymulowania zarówno tempa proliferacji, jak i syntezy molekularnej chondrocytów13. Adaptacja tego urządzenia została przeprowadzona przez Brighton i wsp., którzy zmodyfikowali płytki studzienek do hodowli komórkowych, wiercąc ich górną i dolną powiekę. Otwory wypełniano szkiełkami nakrywkowymi, w których dolne szkła służyły do hodowli tkanek biologicznych. Elektrody zostały umieszczone na każdym slajdzie okładki, aby wygenerować EFs14. To urządzenie było używane do elektrycznej stymulacji chondrocytów, osteoblastów i eksplantatów chrząstek, wykazując wzrost proliferacji komórek14,15,16 i synteza molekularna3,17. Urządzenie zaprojektowane przez Hartiga i wsp. składało się z generatora fal i wzmacniacza napięcia, które były połączone z kondensatorami równoległymi. Elektrody zostały wykonane z wysokiej jakości stali nierdzewnej umieszczonej w izolacyjnym etui. Urządzenie zostało użyte do stymulacji osteoblastów, wykazując znaczny wzrost proliferacji i wydzielania białek18. Urządzenie używane przez Kima i wsp. składało się z dwufazowego układu stymulującego prąd, który został zbudowany w procesie produkcji komplementarnych półprzewodników wysokonapięciowego tlenku metalu. Zaprojektowano płytkę studzienkową do hodowli komórek na powierzchni przewodzącej za pomocą stymulacji elektrycznej. Elektrody zostały pokryte złotem na płytkach krzemowych19. Urządzenie to zostało użyte do stymulacji osteoblastów, wykazując wzrost proliferacji i syntezy czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego19, oraz stymulując produkcję aktywności fosfatazy alkalicznej, odkładanie wapnia i morfogenne białka kostne20. Podobnie, urządzenie to zostało użyte do stymulacji tempa proliferacji i ekspresji czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego mezenchymalnych komórek macierzystych ludzkiego szpiku kostnego21. Urządzenie zaprojektowane przez Nakasuji i wsp. składało się z generatora napięcia połączonego z platynowymi płytkami. Elektrody zostały zbudowane w celu pomiaru potencjału elektrycznego w 24 różnych punktach. To urządzenie zostało użyte do stymulacji chondrocytów, pokazując, że EF nie zmieniają morfologii komórek i zwiększają proliferację oraz syntezę molekularną22. Urządzenie używane przez Au i wsp. składało się ze szklanej komory wyposażonej w dwa pręty węglowe połączone ze stymulatorem serca za pomocą platynowych drutów. Ten stymulator był używany do stymulacji kardiomiocytów i fibroblastów, poprawiając wydłużanie komórek i wyrównanie fibroblastów23.

Wyprodukowano różne urządzenia MF oparte na cewkach Helmholtza do stymulacji kilku rodzajów próbek biologicznych. Na przykład, cewki Helmholtza zostały użyte do stymulowania proliferacji i syntezy molekularnej chondrocytów24,25, zwiększają syntezę proteoglikanów w eksplantatach chrząstki stawowej26, poprawiają regulację w górę genów związanych z tworzeniem kości komórek podobnych do osteoblastów27, oraz zwiększają proliferację i ekspresję molekularną komórek śródbłonka28. Cewki Helmholtza generują MF przez dwie cewki umieszczone jedna przed drugą. Zwoje muszą być umieszczone w odległości równej promieniowi zwojów, aby zapewnić jednorodne MF. Wadą stosowania cewek Helmholtza są wymiary cewki, ponieważ muszą one być wystarczająco duże, aby generować wymaganą intensywność MF. Ponadto odległość między cewkami musi być odpowiednia, aby zapewnić jednorodne rozmieszczenie MF wokół tkanek biologicznych. Aby uniknąć problemów powodowanych przez cewki Helmholtza, różne badania koncentrowały się na produkcji cewek elektromagnetycznych. Cewki elektromagnetyczne są oparte na rurze, która jest nawinięta drutem miedzianym w celu wygenerowania MF. Wejścia z drutu miedzianego można podłączyć bezpośrednio do gniazdka lub zasilacza, aby zasilić cewkę i utworzyć MF w środku elektrozaworu. Im więcej zwojów ma cewka, tym większe generowane MF. Wielkość MF zależy również od napięcia i prądu przyłożonego do zasilania cewki29. Cewki elektromagnetyczne zostały użyte do magnetycznej stymulacji różnego rodzaju komórek, takich jak HeLa, HEK293 i MCF730 lub mezenchymalne komórki macierzyste31.

Urządzenia używane przez różnych autorów nie brały pod uwagę ani odpowiedniego rozmiaru elektrod, ani prawidłowej długości cewki, aby równomiernie rozprowadzić zarówno EF, jak i MF. Co więcej, urządzenia generują stałe napięcia i częstotliwości, co ogranicza ich zastosowanie do stymulacji określonych tkanek biologicznych. Z tego powodu w tym protokole przeprowadza się wytyczne dotyczące symulacji obliczeniowej w celu symulacji zarówno układów pojemnościowych, jak i cewek, aby zapewnić jednorodny rozkład EF i MF w próbkach biologicznych, unikając efektu krawędzi. Dodatkowo wykazano, że konstrukcja obwodów elektronicznych generuje napięcia i częstotliwość między elektrodami a cewką, tworząc EF i MF, które pokonają ograniczenia spowodowane impedancją płytek dołkowych hodowli komórkowej i powietrza. Modyfikacje te pozwolą na stworzenie nieinwazyjnych i adaptacyjnych bioreaktorów do stymulacji dowolnej tkanki biologicznej.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Symulacja EF i MF

UWAGA: Symulacja EF i MF została przeprowadzona w COMSOL Multiphysics.

  1. Wybierz konfigurację 2D osiowosymetryczną, aby reprezentować obie domeny: elektryczną i magnetyczną.
  2. W konfiguracji fizycznej wybierz interfejs prądu elektrycznego, aby obliczyć EF w elektrodach równoległych, lub interfejs pola magnetycznego, aby obliczyć MF wokół cewek.
  3. W konfiguracji badania wybierz Dziedzinę częstotliwości, aby obliczyć odpowiedź modelu liniowego lub zlinearyzowanego poddanego wzbudzeniu harmonicznemu dla jednej lub kilku częstotliwości.
  4. Po wejściu do interfejsu, aby rozpocząć budowanie modelu, postępuj zgodnie z kolejnymi krokami zgodnie z interesującym Cię modelem.
    1. Tworzenie modelu dla EF
      1. Tworzenie geometrii. W narzędziu Model Builder wybierz opcję Geometria. Następnie znajdź sekcję Jednostki i wybierz mm. Na pasku narzędzi Geometria wybierz opcję Prostokąt i wpisz wymiary każdego komponentu w polu Rozmiar i kształt w ustawieniach Okna prostokąta. Geometria składa się z powietrza, dwóch równoległych elektrod, płytki dołka hodowlanego, pożywki hodowlanej i próbki biologicznej, która w tym przypadku jest reprezentowana przez rusztowanie z kwasu hialuronowego - hydrożelu żelatynowego (patrz wymiary każdego pierwiastka w tabeli 1). Po zbudowaniu wszystkich geometrii kliknij przycisk Zbuduj wszystkie obiekty.
      2. Tworzenie zaznaczeń. Na pasku narzędzi Definicje kliknij przycisk Jawne, aby utworzyć wybór dla domeny metalu. Wybierz geometrie, które reprezentują elektrody. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy Explicit 1, aby zmienić jego nazwę. Wpisz Metal w nowym polu tekstowym etykiety.
        1. Z drugiej strony na pasku narzędzi Definicje kliknij przycisk Uzupełnij. Znajdź sekcję Jednostki wejściowe w oknie Ustawienia uzupełniania. Następnie w obszarze Selekcje do odwrócenia kliknij przycisk Dodaj i wybierz opcję Metal z listy Selekcje do odwrócenia w oknie dialogowym Dodaj. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy Uzupełnienie 1, aby zmienić jego nazwę. Wpisz Domena modelu w nowym polu tekstowym etykiety.
      3. Tworzenie granic. Kliknij przycisk Jawne na pasku narzędzi Definicje. Następnie znajdź sekcję Jednostki wejściowe w oknie Ustawienia dla opcji Jawne i z listy Poziom elementu geometrycznego wybierz Obwiednię. Tutaj wybierz wszystkie granice dolnej elektrody. Kliknij prawym przyciskiem myszy Explicit 2, aby zmienić jego nazwę. Wpisz Obwiednie terenu w nowym polu tekstowym etykiety. Powtórz te kroki, ale zaznaczając wszystkie granice górnej elektrody. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy Explicit 3, aby zmienić jego nazwę. Wpisz Granice terminali w nowym polu tekstowym etykiety.
      4. Dodaj prądy elektryczne. W oknie Model Builder, w obszarze Komponent 1 kliknij opcję Prądy elektryczne (ec). Następnie znajdź sekcję Wybór domeny w oknie Ustawienia prądów elektrycznych. Z listy Wybór wybierz pozycję Domena modelu. Na pasku narzędzi Fizyka kliknij przycisk Granice i wybierz opcję Podłoże. Następnie znajdź sekcję Wybór obwiedni w oknie Ustawienia terenu i wybierz Obwiednie terenu z listy Wybór.
        1. Następnie kliknij Granice i wybierz Terminal na pasku narzędzi Fizyka. Na koniec znajdź sekcję Wybór obwiedni w oknie Ustawienia terminala i wybierz Granice terminali z listy Wybór; tutaj znajdź sekcję Terminal i wybierz Napięcie z listy Zacisk i wpisz 100 V.
      5. Dodaj materiały. Kliknij przycisk Dodaj materiał na pasku narzędzi narzędzia głównego, aby otworzyć okno Dodaj materiał. Wyszukaj powietrze i stal nierdzewną i dodaj je do okna Model Builder. Następnie kliknij przycisk Pusty materiał na pasku narzędzi narzędzia głównego i dodaj trzy nowe materiały zerowe dla pożywek hodowlanych, rusztowania (hydrożel) i polistyrenu (płytki studzienki hodowlanej).
      6. Wybierz materiał półfabrykaty, aby przypisać właściwości dielektryczne. Znajdź listę Właściwości materiału w oknie Ustawienia materiału i wybierz względną przenikalność elektryczną i przewodność elektryczną z listy opcji Właściwości podstawowe. Właściwości dielektryczne pożywek hodowlanych, hydrożelu i płytki studzienki hodowlanej przedstawiono w tabeli 2. Powtórz tę procedurę dla wszystkich pustych materiałów.
      7. Przypisz każdy materiał do wcześniej zbudowanych geometrii. Wybierz materiał powietrzny z okna Model Builder; następnie wybierz domeny, które odpowiadają powietrzu w oknie Grafika. Powtórz ten krok dla wszystkich utworzonych materiałów. Upewnij się, że każda domena odpowiada właściwemu materiałowi. Aby upewnić się, że wszystkie materiały są poprawnie przypisane, kliknij na każdy materiał w oknie Model Builder i obserwuj, czy domeny są podświetlone na niebiesko w oknie Grafika.
      8. Zbuduj siatkę. Kliknij prawym przyciskiem myszy Siatka 1 w oknie Model Builder i wybierz opcję Swobodny trójkątny. Powtórz ten krok, wybierając opcję Rozmiar. W oknie Ustawienia siatki wybierz Siatka kontrolowana przez użytkownika z listy Typ sekwencji. Następnie rozwiń opcje siatki w oknie Model Builder i kliknij przycisk Rozmiar.
      9. Znajdź parametry rozmiaru elementu w oknie Ustawienia rozmiaru i wpisz 1 mm dla maksymalnego rozmiaru elementu, 0,002 mm dla minimalnego rozmiaru elementu, 1,1 dla maksymalnego tempa wzrostu elementu, 0,2 dla współczynnika krzywizny i 1 dla rozdzielczości wąskich obszarów. Następnie rozwiń opcje siatki w oknie Model Builder i kliknij opcję Dowolny trójkąt 1. W tym miejscu wybierz wszystkie domeny, które mają zostać utworzone w siatce. Na koniec kliknij przycisk Zbuduj wszystko w oknie Ustawienia siatki.
      10. Utwórz badanie. Kliknij Badanie 1 w oknie Model Builder. Następnie odszukaj sekcję Ustawienia badania w oknie Ustawienia badania i wyczyść pole wyboru Generuj wykresy domyślne. Rozwiń węzeł Badanie 1 w oknie Model Builder i kliknij przycisk Krok 1: Domena częstotliwości. Na koniec znajdź sekcję Ustawienia badania w oknie Ustawienia domeny częstotliwości i wpisz 60 kHz w polu tekstowym Częstotliwości.
      11. Oblicz badanie. Kliknij przycisk Pokaż dodatek Solver domyślny na pasku narzędzi Badanie. Następnie rozwiń węzeł Konfiguracje dodatku Badanie 1 w oknie Konstruktora modelu. Rozwiń węzeł Rozwiązanie 1 (sol1) w oknie Konstruktora modelu; Następnie kliknij Stacjonarny solver 1 w oknie Ustawienia stacjonarnego solvera i znajdź sekcję Ogólne i wpisz 1e-6 w polu tekstowym Tolerancja względna. Na koniec kliknij przycisk Compute (Oblicz) na pasku narzędzi Study.
      12. Wyniki wykresu. Wybierz sekcję Wyniki na pasku narzędzi Narzędzia główne i dodaj grupę wydruków 2D. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy grupę działek 2D 1 w oknie Model Builder i wybierz opcję Powierzchnia. Następnie zlokalizuj sekcję Dane w oknie Ustawienia powierzchni i wybierz opcję Prekursor. Następnie znajdź sekcję Wyrażenie w oknie Ustawienia powierzchni; tutaj kliknij symbol plusa (+), aby otworzyć nowe okno i odnaleźć trasę podążania trasą z listy wyboru (Model - Komponent 1 - Prądy elektryczne - Elektryczny). W tym miejscu wybierz ec.normE - EF Norm. Na koniec kliknij Grafika w oknie Ustawienia powierzchni, aby wykreślić wyniki.
    2. Budowa modelu dla MF
      1. Tworzenie geometrii. W narzędziu Model Builder wybierz opcję Geometria; następnie znajdź sekcję Jednostki i wybierz mm. Na pasku narzędzi Geometria wybierz opcję Prostokąt i wpisz wymiary każdego komponentu w polu Rozmiar i kształt w oknie Ustawień okna prostokąta. Geometria składa się z powietrza i miedzi (patrz wymiary każdego elementu w tabeli 1). Po zbudowaniu wszystkich geometrii kliknij przycisk Zbuduj wszystkie obiekty.
      2. Dodaj materiały. Kliknij przycisk Dodaj materiał na pasku narzędzi narzędzia głównego, aby otworzyć okno Dodaj materiał. Wyszukaj powietrze i miedź i dodaj je do okna Model Builder. Właściwości dielektryczne miedzi przedstawiono w tabeli 2.
      3. Tworzenie granic. Kliknij opcję Pole magnetyczne w oknie Konstruktora modelu. Tutaj zlokalizuj Równanie lista w oknie Ustawienia pól magnetycznych i wybierz Równanie w dziedzinie częstotliwości z listy Formularz równania. Z listy Częstotliwość wybierz opcję Z solvera. Następnie zlokalizuj prawo Ampere'a na liście Pole magnetyczne w oknie Model Builder. W typie 293.15 [K] w temperaturze, 1 [atm] w ciśnieniu bezwzględnym z listy modeli wejściowych. Następnie wybierz opcję Bryła z listy Typ materiału w oknie Ustawienia prawa Ampere'a. Upewnij się, że przewodność elektryczna, przenikalność względna i przepuszczalność względna odpowiadają materiałowi From na liście.
      4. Zlokalizuj pozycję Symetria osiowa na liście Pole magnetyczne w oknie Konstruktora modelu. Upewnij się, że linia symetrii osiowej jest podświetlona zarówno na liście Wybór obwiedni, jak i w oknie Grafika. Następnie zlokalizuj Izolację magnetyczną na liście Pole magnetyczne w oknie Model Builder. Upewnij się, że obwiednie z geometrii są podświetlone zarówno na liście Wybór obwiedni, jak i w oknie Grafika.
      5. Zlokalizuj wartości początkowe na liście Pole magnetyczne w oknie Model Builder. Wybierz wcześniej zbudowane geometrie i uwzględnij je w Wyborze domeny w oknie Ustawienia wartości początkowych.
      6. Przedstaw funkcje cewki. Zlokalizuj opcję Multiple Coil (Cewka wielokrotna) na liście Magnetic Field (Pole magnetyczne) w oknie Model Builder. W tym miejscu wybiera geometrię reprezentującą zwój i dołącza je do wyboru domeny w oknie Ustawienia wielu zwojów.
      7. Znajdź listę Multiple Coil w oknie Multiple Coil Setting (Ustawienia wielu cewek); tutaj zlokalizuj listę wzbudzeń cewki i wybierz Current, a następnie wpisz 1[A] na liście Coil current (Prąd cewki), 450 w polu Number of turns (Liczba zwojów) i 6e7 [S/m] (S/m] w polu Conductivity (Przewodność cewki).
      8. Zlokalizuj obszar przekroju poprzecznego drutu cewki i wybierz z listy średnicę północnoamerykańskiego (Brown & Sharpe) i wpisz 18 w opcji AWG. Upewnij się, że przenikalność względna i przepuszczalność względna odpowiadają materiałowi From na liście.
      9. Zbuduj siatkę. W oknie Ustawienie siatki wybierz opcję Siatka kontrolowana przez fizykę z listy Typ sekwencji. Następnie zlokalizuj Parametry rozmiaru elementu w oknie Ustawienia siatki i wybierz Bardzo drobny. Na koniec wybierz wszystkie domeny, które mają zostać utworzone w siatce i kliknij przycisk Zbuduj wszystko w oknie Ustawienia siatki.
      10. Utwórz badanie. Kliknij Badanie 1 w oknie Model Builder. Następnie odszukaj sekcję Ustawienia badania w oknie Ustawienia badania i wyczyść pole wyboru Generuj wykresy domyślne. Rozwiń węzeł Badanie 1 w oknie Model Builder i kliknij Krok 2: Dziedzina częstotliwości. Na koniec znajdź sekcję Ustawienia badania w oknie Ustawienia domeny częstotliwości i wpisz 60 Hz w polu tekstowym Częstotliwości.
      11. Oblicz badanie. Kliknij przycisk Pokaż dodatek Solver domyślny na pasku narzędzi Badanie. Następnie rozwiń węzeł Konfiguracje dodatku Badanie 1 w oknie Konstruktora modelu. Rozwiń węzeł Rozwiązanie 1 (sol1) w oknie Konstruktora modelu; Następnie kliknij przycisk Stacjonarny solver 1 w oknie Ustawienia stacjonarnego solvera i znajdź sekcję Ogólne i wpisz 1e-6 w polu tekstowym Tolerancja względna. Na koniec kliknij przycisk Compute (Oblicz) na pasku narzędzi Study.
      12. Wyniki wykresu. Wybierz sekcję Wyniki na pasku narzędzi Narzędzia główne i dodaj grupę wydruków 2D. Następnie kliknij prawym przyciskiem myszy grupę działek 2D 1 w oknie Model Builder i wybierz opcję Powierzchnia. Następnie zlokalizuj sekcję Dane w oknie Ustawienia powierzchni i wybierz opcję Prekursor.
      13. Znajdź sekcję Wyrażenie w oknie Ustawienia powierzchni. Tutaj kliknij symbol plusa (+), aby otworzyć nowe okno i odnaleźć trasę podążania z listy wyboru (Model - Komponent 1 - Pole magnetyczne - Magnetyczne). Tutaj wybierz mf.normB - Norma gęstości strumienia magnetycznego. Na koniec kliknij Grafika w oknie Ustawienia powierzchni, aby wykreślić wyniki.

2. Projektowanie i produkcja urządzeń do stymulacji elektrycznej i magnetycznej

  1. Stymulator elektryczny
    UWAGA: Składa się z obwodu opartego na oscylatorze mostka wiedeńskiego i dwóch równoległych elektrodach ze stali nierdzewnej. Obwód jest oscylatorem RC przesunięcia fazowego, który wykorzystuje dodatnie i ujemne sprzężenie zwrotne. Oscylator mostka wiedeńskiego składa się z sieci wyprowadzeń i opóźnień, która dzieli napięcie wejściowe przez kombinację dwóch ramion mostka: rezystora R5 z kondensatorem C2 połączonym szeregowo i rezystora R6 z kondensatorem C3 równolegle (rysunek 1A). Składowe te modulują częstotliwość oscylatora. Aby zbudować stymulator elektryczny, wykonaj następujące kroki:
    1. Oblicz częstotliwość, korzystając z równania częstotliwości rezonansowej (1).
      figure-protocol-1
      Gdzie R = R, 5 = R6 to rezystory, a C = C, 2 = C3 to kondensatory. Zarówno R, jak i C są umieszczone w dwóch ramionach mostu (Rysunek 1A). Użyj R5 = R6 = 2,6 kΩ i C2 = C3 = 1 nF, aby uzyskać częstotliwość 60 kHz. Rezystory i kondensatory można obliczyć, jeśli wymagana jest inna częstotliwość.
    2. Zaprojektuj obwód w taki sposób, aby wzmocnienie napięciowe wzmacniacza automatycznie kompensowało zmiany amplitudy sygnału wyjściowego. W Rysunek 1A można obserwować schemat obwodu, natomiast w sekcji Tabela materiałów wymienione są elementy elektroniczne do budowy obwodu.
    3. Oblicz kombinację rezystorów, aby wygenerować cztery napięcia wyjściowe. Jak pokazano na Rysunek 1A, użyj kombinacji rezystorów R11, R12, R13 i R14 (równoważna rezystancja 154 Ω), aby wytworzyć napięcie 50 Vp-p; rezystory R17, R18 i R19 połączone szeregowo (rezystancja równoważna 47,3 Ω) w celu uzyskania napięcia 100 Vp-p; rezystory R9 i R10 połączone szeregowo (rezystancja równoważna 25,3 Ω) do wytworzenia napięcia 150 Vp-p; oraz kombinację rezystorów R15 i R16 (równoważna rezystancja 16,8 Ω) w celu uzyskania napięcia 200 Vp-p.
    4. Użyj tranzystora (TIP 31C) i transformatora z rdzeniem ferrytowym, aby zaimplementować stopień wzmocnienia sygnału. Toroidalny rdzeń ferrytowy został użyty do nawinięcia drutu miedzianego AWG 24, kończąc relację 1:200. Użyj dwóch kondensatorów (C4 i C5) o długości 100 nF równolegle przed transformatorem, aby wyprostować sygnał (Rysunek 1A).
    5. Przygotuj płytkę drukowaną, korzystając z usługi produkcji PCB innej firmy. Schemat ideowy obwodu znajduje się w Rysunek 1. Umieść wszystkie elementy na płytce drukowanej za pomocą pęsety antystatycznej. Użyj lutu cynowego i lutownicy do wszystkich elementów.
    6. Wyprodukuj plastikową obudowę ze złączami wejściowymi w celu ochrony obwodu. Zaimplementuj trzy złącza wejściowe do zasilania obwodu (12 V, -12 V i masa). Użyj dwóch złączy wejściowych, aby podłączyć elektrody. Dołącz trzy przełączniki do zmiany kombinacji rezystorów w celu uzyskania czterech napięć wyjściowych. Zamontuj obwód elektroniczny w plastikowej obudowie (Rysunek 1B).
    7. Wykonać dwie równoległe elektrody ze stali nierdzewnej (200 x 400 x 2 mm) i złącza wejściowe do każdej krawędzi. Elektrody są umieszczone na wspornikach teflonowych lub akrylowych, aby wyeliminować jakikolwiek kontakt z metalową powierzchnią inkubatora (Rysunek 1C).
    8. Użyj autoklawu w temperaturze 394,15 K (121 °C) przez 30 minut, aby wysterylizować elektrody i użyj ultrafioletu przez noc do sterylizacji przewodów, które mają kontakt z inkubatorem.
    9. Przetestuj urządzenie do stymulacji elektrycznej. Wyreguluj zasilacz szeregowo, aby wygenerować napięcie wyjściowe +12 V i -12 V między masą a zaciskami dodatnimi i ujemnymi. Sprawdź napięcie wyjściowe zasilacza za pomocą multimetru. Podłącz każde wyjście zasilacza do odpowiedniego wejścia stymulatora elektrycznego (+12 V, -12 V i masa). Podłącz każdą elektrodę do odpowiedniego złącza wejściowego stymulatora elektrycznego. Polaryzacja nie jest ważna, ponieważ pracujemy nad prądem przemiennym. Umieść płytkę dołka hodowlanego między elektrodami i sprawdź sygnał wyjściowy za pomocą oscyloskopu. Wyreguluj przełączniki stymulatora elektrycznego, aby wygenerować cztery napięcia wyjściowe (50, 100, 150 i 200 Vp-p).
    10. Zalecenia dotyczące bezpieczeństwa. Aby uniknąć problemów podczas przenoszenia lub wyjmowania elektrod z inkubatora, upewnij się, że nie są splątane. Odłącz od oscylatora przed wyjęciem elektrod z inkubatora. Nigdy nie umieszczaj elektrod bez wsporników akrylowych lub teflonowych.
  2. Stymulator magnetyczny
    1. Oszacuj liczbę zwojów, aby zagwarantować jednorodną MF wewnątrz cewki, korzystając z równania (2), które opisuje MF wewnątrz cewki elektromagnetycznej.
      figure-protocol-2
      gdzie μ0 to przenikalność magnetyczna próżni (4π×10-7), N to liczba zwojów drutu miedzianego, I to prąd, a h, która powinna być większa niż jego średnica, to długość cewki elektromagnesu.
    2. Określ liczbę zwojów, wybierając długość (h) 250 mm, prąd 1 A i ABint = 2mT.
    3. Wyprodukuj cewkę. Zbuduj rurkę z polichlorku winylu (PVC) o długości 250 mm i średnicy 84 mm, aby nawinąć drut miedziany AWG 18, wykonując 450 zwojów (Rysunek 2A). Wymiary zostały dobrane w oparciu o dostępną przestrzeń wewnątrz inkubatora.
    4. Wykonać podporę płytki studzienkowej do hodowli komórkowej. Zbuduj podporę z polimetakrylanu metylu (PMMA), aby upewnić się, że płytki studzienek o średnicy 35 mm zawsze znajdowały się w środku cewki, gdzie MF są jednorodne (Rysunek 2A).
    5. Wyprodukuj transformator, aby zwiększyć prąd obwodu. Zbuduj transformator o mocy wyjściowej 1 A - 6 V AC, aby osiągnąć maksymalny MF 2 mT. Napięcie wejściowe transformatora wynosiło 110 V AC przy 60 Hz. Parametry te odpowiadają napięciu wyjściowemu i częstotliwości gniazdka w Ameryce Południowej.
    6. Podłącz obwód. Transformator jest podłączony bezpośrednio do gniazdka. Użyj rezystora zmiennego (reostatu), aby zmienić prąd i wygenerować MF od 1 do 2 mT. Podłącz bezpiecznik, aby chronić obwód (Rysunek 2B).
    7. Użyj ultrafioletu w nocy, aby wysterylizować przewody, które mają kontakt z inkubatorem. Owiń cewkę przezroczystą folią stretch i użyj etanolu do sterylizacji cewki.
    8. Przetestuj urządzenie MF. Użyj teslametru, aby zmierzyć wielkość MF wewnątrz cewki. Sonda teslametryczna znajdowała się w środku cewki, co pozwalało na jednoczesny pomiar MF i prądów.
    9. Zmień wielkość MF. Użyj reostatu, aby zmodyfikować rezystancję obwodu (Rysunek 2B). Wartość rezystancji 0,7 Ω została wykorzystana do wygenerowania MF o wartości 1 mT.
    10. Zalecenia dotyczące bezpieczeństwa. Aby uniknąć problemów podczas przenoszenia lub wyjmowania elektrozaworu z inkubatora, upewnij się, że nie są splątane. Odłącz od transformatora przed wyjęciem elektrozaworu z inkubatora. Nigdy nie umieszczaj elektrozaworu bez podparcia PMMA. Mocno chwyć zarówno podporę PMMA od podstawy, jak i elektromagnes podczas przenoszenia lub wyjmowania z inkubatora.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Symulacja obliczeniowa
Rozkłady EF i MF są pokazane w Rysunek 3. Z jednej strony udało się zaobserwować jednorodny rozkład EF w układzie pojemnościowym (Rysunek 3A). EF został wykreślony w celu szczegółowej obserwacji wielkości pola wewnątrz próbki biologicznej (Rysunek 3B). Symulacja ta była przydatna do sparametryzowania rozmiaru elektrod i wyprodukowania ich w celu uniknięcia efektu krawędzi. Z drugiej strony udało się zaobserwo...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Terapie stosowane w leczeniu różnych patologii, które wpływają na tkanki ludzkie, to terapie farmakologiczne32 lub interwencje chirurgiczne33, które mają na celu miejscowe złagodzenie bólu lub zastąpienie dotkniętych tkanek eksplantatami lub przeszczepami. Ostatnio autologiczna terapia komórkowa została zaproponowana jako alternatywna terapia w leczeniu uszkodzonych tkanek, w której komórki są izolowane od pacjenta i namnażane za pomocą technik in vitro w celu wszczepienia ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy oświadczają, że nie ma dla nich konfliktu interesów.

Podziękowania

Autorzy dziękują za wsparcie finansowe udzielone przez "Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología, y la Innovación -Fondo Francisco José de Caldas- Minciencias" i Universidad Nacional de Colombia poprzez grant nr 80740-290-2020 oraz wsparcie otrzymane przez Valteam Tech - Research and Innovation za dostarczenie sprzętu i wsparcia technicznego podczas edycji filmu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Stymulator elektryczny
Wzmacniacz operacyjnyMotorolaLF-353N----
Ilość: 1
Rezystory--------22 kΩ
Ilość: 1
Rezystory--------10 KΩ
Ilość: 3
Rezystory--------2,6 kΩ
Ilość: 2
Rezystory--------2,2 kΩ
Ilość: 1
Rezystory--------1 KΩ
Ilość: 1
Rezystory--------220 i Omega;
Ilość: 2
rezystory--------22 i Omega;
Ilość: 5
rezystorów--------10 i Omega;
Ilość: 1
Rezystory--------6,8 i Omega;
Ilość: 1
Rezystory--------3.3 i Omega;
Ilość: 2
Kondensatory poliestrowe--------1 nF
Ilość: 2
Kondensatory poliestrowe--------100 nF
Ilość: 1
Tranzystor wzmacniacza pasma VHF JFETToshiba2SK161----
Ilość: 1
Tranzystor mocy BJT NPNMospecTIP 31C----
Ilość: 1
DiodaZenera Microsemi1N4148----
Ilość: 1
przełącznikToogle SwitchSPDT - T13----
Ilość: 3
Toroidalny rdzeń ferrytowyCaracol----T*22*14*8
Ilość: 1
drut miedzianyGreenshine----AWG – 24
Ilość: 1
nagłówek Relimate z obudową żeńskąADAFRUIT----Złącza 8-pinowe
Ilość: 1
złącze Relimate z obudową żeńskąADAFRUITzłącza 2-pinowe
Ilość: 1
Złącze żeńskie wtykoweJIALUN4mm Wtyki latarni (wtyczka + gniazdo) 15 A
Ilość: 1
aluminiowy radiatorAWINDDo tranzystora TIP 31C
Ilość: 1
dioda LEDCHANZON5 mm czerwony
Ilość: 1
Złącze gniazda układu scalonegoTe Electronics Co., Ltd.----Dwurzędowe 8-pin DIP
Ilość: 1
złączy 3-pinowychSTARJST PH 2.0
Ilość: 3
2-pinowe złącza śruboweSTARDo PCB
Ilość: 1
3-pinowe złącza śruboweSTARDo PCB
Ilość: 1
przewód pomiarowy złącza bananowegoJIALUNP1041 - 4 mm - 15 A
Ilość: 7
Złącza kulowe do przewodu ładującego wtyk bananowyAdaptery męsko-męskie/żeńsko-żeńskie JIALUN----4 mm - 15 A
Ilość: 1
Skrzynka--------ABS
Ilość: 1
Elektrody--------Stal nierdzewna
Ilość: 2
Wspornik elektrody--------Teflon
Ilość: 2
PłytkaIlość: 1
Stymulator magnetyczny
drutGreenshine----AWG – 18
Ilość: 1
Wtyczki zasilania AC--------120 V AC – 60 Hz
Ilość: 1
przewód testowy złącza żeńskiego bananowegoJIALUN----1Zestaw podwójnego wtrysku - 4 mm – 15 A
Ilość: 2
Przewód testowy złącza męskiego bananowegoJIALUN----1 Zestaw Podwójnego wtrysku - 4 mm 15 A
Ilość: 1
Wspornik płytki dołka do hodowli komórkowych--------PMMA
Ilość: 1
bezpiecznikBussmann2A----
Ilość: 1
transformator--------1A – 6 V AC
Ilość: 1
Rurka--------PVC
Ilość: 1
Zmienny reostatMCPBXS15010 Ω
Ilość: 1
Wyposażenie ogólne
Cyfrowe podwójne źródło PeakTechDG 1022Z2 x 0 - 30 V / 0 - 5 A CC / 5 V / 3 A fijo
Ilość: 1
Oscyloskop cyfrowyRigolDS1104Z Plus100 MHz, szerokość pasma, 4 kanały
Ilość: 1
Multimetr cyfrowyFlukeF179Napięcie CC – CA (1000 V). Bieżący CC – CA 10 A. Częstotliwość 100 kHz
Ilość: 1
---- ------------ zestaw ---------------- drukowana Cooper

Bibliografia

  1. Balint, R., Cassidy, N. J., Cartmell, S. H. Electrical Stimulation: A Novel Tool for Tissue Engineering. Tissue Engineering Part B: Reviews. 19 (1), 48-57 (2013).
  2. Ercan, B., Webster, T. J. The effect of biphasic electrical stimulation on osteoblast function at anodized nanotubular titanium surfaces. Biomaterials. 31 (13), 3684-3693 (2010).
  3. Brighton, C., Wang, W., Clark, C. The effect of electrical fields on gene and protein expression in human osteoarthritic cartilage explants. The Journal of Bone and Joint Surgery-American. 90 (4), 833-848 (2008).
  4. Baerov, R. M., Morega, A. M., Morega, M. Analysis of magnetotherapy effects for post-traumatic recovery of limb fractures. Revue Roumaine des Sciences Techniques- Série électrotechnique et énergétique. 65 (1-2), 145-150 (2020).
  5. Escobar, J. F., et al. In Vitro Evaluation of the Effect of Stimulation with Magnetic Fields on Chondrocytes. Bioelectromagnetics. 41 (1), 41-51 (2019).
  6. Brighton, C., Wang, W., Clark, C. Up-regulation of matrix in bovine articular cartilage explants by electric fields. Biochemical and Biophysical Research Communications. 342 (2), 556-561 (2006).
  7. Xu, J., Wang, W., Clark, C., Brighton, C. Signal transduction in electrically stimulated articular chondrocytes involves translocation of extracellular calcium through voltage-gated channels. Osteoarthritis and Cartilage. 17 (3), 397-405 (2009).
  8. Xia, Y., et al. Magnetic field and nano-scaffolds with stem cells to enhance bone regeneration. Biomaterials. 183, 151-170 (2018).
  9. Richter, A., Bartoš, M., Ferková, Ž Physical Analysis of Pulse Low-Dynamic Magnetic Field Applied in Physiotherapy BT. World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering 2018. , 239-245 (2019).
  10. Miyakoshi, J. Effects of static magnetic fields at the cellular level. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 87, 213-223 (2005).
  11. Zhang, K., Guo, J., Ge, Z., Zhang, J. Nanosecond Pulsed Electric Fields (nsPEFs) Regulate Phenotypes of Chondrocytes through Wnt/β-catenin Signaling Pathway. Scientific Reports. 4 (5836), 1-8 (2014).
  12. Brighton, C. T., Unger, A. S., Stambough, J. L. In vitro growth of bovine articular cartilage chondrocytes in various capacitively coupled electrical fields. Journal of Orthopaedic Research. 2 (1), 15-22 (1984).
  13. Armstrong, P. F., Brighton, C., Star, A. M. Capacitively coupled electrical stimulation of bovine growth plate chondrocytes grown in pellet form. Journal of Orthopaedic Research. 6 (2), 265-271 (1988).
  14. Brighton, C., Townsend, P. Increased cAMP production after short-term capacitively coupled stimulation in bovine growth plate chondrocytes. Journal of Orthopaedic Research. 6 (4), 552-558 (1988).
  15. Brighton, C. T., Jensen, L., Pollack, S. R., Tolin, B. S., Clark, C. Proliferative and synthetic response of bovine growth plate chondrocytes to various capacitively coupled electrical fields. Journal of Orthopaedic Research. 7 (5), 759-765 (1989).
  16. Brighton, C. T., Okereke, E., Pollack, S. R., Clark, C. In vitro bone-cell response to a capacitively coupled electrical field. The role of field strength, pulse pattern, and duty cycle. Clinical Orthopaedics and Related Research. 285, 255-262 (1992).
  17. Wang, W., Wang, Z., Zhang, G., Clark, C., Brighton, C. T. Up-regulation of chondrocyte matrix genes and products by electric fields. Clinical Orthopaedics and Related Research. 427, 163-173 (2004).
  18. Hartig, M., Joos, U., Wiesmann, H. P. Capacitively coupled electric fields accelerate proliferation of osteoblast-like primary cells and increase bone extracellular matrix formation in vitro. European Biophysics Journal. 29 (7), 499-506 (2000).
  19. Kim, I. S., et al. Biphasic electric current stimulates proliferation and induces VEGF production in osteoblasts. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1763 (9), 907-916 (2006).
  20. Kim, I., et al. Novel Effect of Biphasic Electric Current on In Vitro Osteogenesis and Cytokine Production in Human Mesenchymal Stromal Cells. Tissue Engineering Part A. 15, 2411-2422 (2009).
  21. Kim, I., et al. Novel action of biphasic electric current in vitro osteogenesis of human bone marrow mesenchymal stromal cells coupled with VEGF production. Bone. 43, 43-44 (2008).
  22. Nakasuji, S., Morita, Y., Tanaka, K., Tanaka, T., Nakamachi, E. Effect of pulse electric field stimulation on chondrocytes. Asian Pacific Conference for Materials and Mechanics. 1, Yokohama, Japan. 13-16 (2009).
  23. Au, H. T. H., Cheng, I., Chowdhury, M. F., Radisic, M. Interactive effects of surface topography and pulsatile electrical field stimulation on orientation and elongation of fibroblasts and cardiomyocytes. Biomaterials. 28 (29), 4277-4293 (2007).
  24. Vanessa, N., et al. In vitro exposure of human chondrocytes to pulsed electromagnetic fields. European Journal of Histochemistry. 51 (3), 203-211 (2007).
  25. Pezzetti, F., et al. Effects of pulsed electromagnetic fields on human chondrocytes: An in vitro study. Calcified Tissue International. 65 (5), 396-401 (1999).
  26. De Mattei, M., et al. Effects of electromagnetic fields on proteoglycan metabolism of bovine articular cartilage explants. Connective Tissue Research. 44 (3-4), 154-159 (2003).
  27. Sollazzo, V., Massari, L., Caruso, A., Mattei, M., Pezzetti, F. Effects of Low-Frequency Pulsed Electromagnetic Fields on Human Osteoblast-Like Cells In Wtro. Electromagnetobiology. 15, 75-83 (2009).
  28. Martino, C. F., Perea, H., Hopfner, U., Ferguson, V. L., Wintermantel, E. Effects of weak static magnetic fields on endothelial cells. Bioelectromagnetics. 31 (4), 296-301 (2010).
  29. Wada, K., et al. Design and implementation of multi-frequency magnetic field generator producing sinusoidal current waveform for biological researches. 2016 18th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'16 ECCE Europe). 2016, 1-8 (2016).
  30. Cho, H., Kim, S., Kim, K. K., Kim, K., Kim, K. Pulsed Electromagnetic Fields Stimulate Cellular Proliferation in Different Types of Cells. IEEE Transactions on Magnetics. 52 (7), 1-4 (2016).
  31. Yan, J., Dong, L., Zhang, B., Qi, N. Effects of extremely low-frequency magnetic field on growth and differentiation of human mesenchymal stem cells. Electromagnetic Biology and Medicine. 29 (4), 165-176 (2010).
  32. Enoch, S., Grey, J. E., Harding, K. G. ABC of wound healing. Non-surgical and drug treatments. BMJ. 332 (7546), 900-903 (2006).
  33. Bhosale, A. M., Richardson, J. B. Articular cartilage: Structure, injuries and review of management. British Medical Bulletin. 87 (1), 77-95 (2008).
  34. Al Hamed, R., Bazarbachi, A. H., Malard, F., Harousseau, J. -L., Mohty, M. Current status of autologous stem cell transplantation for multiple myeloma. Blood Cancer Journal. 9 (4), 44(2019).
  35. Massari, L., et al. Biophysical stimulation of bone and cartilage: state of the art and future perspectives. International Orthopaedics. 43 (3), 539-551 (2019).
  36. Naskar, S., Kumaran, V., Basu, B. Reprogramming the Stem Cell Behavior by Shear Stress and Electric Field Stimulation: Lab-on-a-Chip Based Biomicrofluidics in Regenerative Medicine. Regenerative Engineering and Translational Medicine. 5 (2), 99-127 (2019).
  37. Hunckler, J., de Mel, A. A current affair: electrotherapy in wound healing. Journal of Multidisciplinary Healthcare. 10, 179-194 (2017).
  38. Henry, S. L., Concannon, M. J., Yee, G. J. The effect of magnetic fields on wound healing: experimental study and review of the literature. Eplasty. 8, 393-399 (2008).
  39. Hiemer, B., et al. Effect of electric stimulation on human chondrocytes and mesenchymal stem cells under normoxia and hypoxia. Molecular Medicine Reports. 18 (2), 2133-2141 (2018).
  40. Chao, P. H., et al. Chondrocyte translocation response to direct current electric fields. Journal of Biomechanical Engineering. 122 (3), 261-267 (2000).
  41. Zhao, M., Bai, H., Wang, E., Forrester, J., McCaig, C. Electrical stimulation directly induces pre-angiogenic responses in vascular endothelial cells by signaling through VEGF receptors. Journal of Cell Science. 117 (3), 397-405 (2004).
  42. Li, X., Kolega, J. Effects of direct current electric fields on cell migration and actin filament distribution in bovine vascular endothelial cells. Journal of Vascular Research. 39 (5), 391-404 (2002).
  43. Singh, B., Dixit, A. Multistage amplifier and tuned amplifier. Analog Electronics. , Laxmi publications (P) LTD. Boston, MA. 87-131 (2007).
  44. Esfandiari, E., et al. The effect of high frequency electric field on enhancement of chondrogenesis in human adipose-derived stem cells. Iranian Journal Basic Medical Sciences. 4 (3), 571-576 (2014).
  45. Mardani, M., et al. Induction of chondrogenic differentiation of human adipose-derived stem cells by low frequency electric field. Advanced Biomedical Research. 5 (97), 1-7 (2016).
  46. Karaman, O., Gümüşay, M., Demirci, E. A., Kaya, A. Comparative assessment of pulsed electromagnetic fields (PEMF) and pulsed radio frequency energy (PRFE) on an in vitro wound healing model. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 57, 427-437 (2018).
  47. Glinka, M., et al. Test chambers for cell culture in static magnetic field. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 331, 208-215 (2013).
  48. Vacek, T. P., et al. Electrical stimulation of cardiomyocytes activates mitochondrial matrix metalloproteinase causing electrical remodeling. Biochemical and Biophysical Research Communications. 404 (3), 762-766 (2011).
  49. Okutsu, S., et al. Electric Pulse Stimulation Induces NMDA Glutamate Receptor mRNA in NIH3T3 Mouse Fibroblasts. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 215 (2), 181-187 (2008).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

stymulacja polem elektrycznymstymulacja polem magnetycznymstymulacja tkanki biologicznejsymulacja komputerowaurz dzenie z elektrodami r wnoleg ymiurz dzenie z cewk magnetycznproliferacja kom rekin ynieria tkankowapomiar oscyloskopowystymulacja rusztowania
Urządzenia do stymulacji tkanek biologicznych i pola magnetycznego
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.