Мы разработали новую механической загрузки биореактора, которые могут применяться одноосные или двухосные механические напряжения хряща биокомпозитные до трансплантации в дефекта суставного хряща.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Дизайн двухосных механических биореактор загрузка для тканевой инженерии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Мы разработали загрузочное устройство, которое способно применением одноосного или двухосного механическое напряжение в ткани инженерии биокомпозитов изготовлены для трансплантации. Пока устройство в основном функционирует в качестве биореактора, который имитирует родной механических напряжений, он также оснащен датчиком нагрузки для обеспечения обратной силы или механических испытаний конструкций. Устройство субъектов инженерии хряща конструкции для двухосных механических нагрузках с большой точностью нагрузочной дозы (амплитуда и частота) и достаточно компактен, чтобы поместиться внутри стандартной культуре ткани инкубатора. Он загружает образцов непосредственно в планшет для тканевых культур и разных размеров пластины совместимы с системой. Прибор был разработан с использованием компонентов, выпускаемых для высокоточного применения лазеров. Би-осевой нагрузки осуществляется двумя ортогональными этапов. Ступени имеют 50 мм Диапазон перемещения и приводятся в действие независимо от шаговых приводов двигателя, контролируемогозамкнутой шаговым двигателем водитель, который имеет микро-шаговый возможности, что позволяет шаг размерами менее 50 нм. Полисульфона загрузки валик соединен с двухосной подвижной платформе. Перевозкой этапы контролируются Тор-Labs Расширенные технологии позиционирования (APT) программного обеспечения. Драйвер шагового двигателя используется вместе с программным обеспечением для настройки параметров нагрузки от частоты и амплитуды и сдвиг и сжатие независимо и одновременно. Позиционная обратная связь обеспечивается линейными оптическими датчиками, которые имеют двунаправленный повторяемости 0,1 мкм и разрешением 20 нм, переводя к позиционной точностью менее 3 мкм по всей 50 мм хода. Эти датчики обеспечивают необходимую обратную связь по положению на электронику винчестера обеспечения подлинной нанопозиционирования возможностями. Для обеспечения обратной связи по усилию для обнаружения контакта и оценивать загрузку реакций, точность миниатюрного датчика нагрузки расположена между валиком загрузки и двигаешьсяг платформы. Датчик обладает высокой точностью 0,15% до 0,25% от полной шкалы.
Введение
Мы разработали загрузки биореактора, что позволяет наносить одноосной или двухосной механическое напряжение в ткани инженерии биокомпозитов изготовлены для трансплантации. Это устройство предназначено главным образом в качестве биореакторов для инженерии замены суставного хряща, она также может быть использована для других несущих тканей в организме человека. Наша мотивация в этом биореакторе дизайна связано с Drachman и Соколов 1, который сделал семенные наблюдения аномальных формирование суставного хряща в парализованном куриных эмбрионов из-за отсутствия движения. Кроме того, физические упражнения необходимы для нормального развития мышц и костей. В соо....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Двухосные Дизайн биореактор загрузка
- Биореактор использует два этапа производства Thor-лабораторий (Newton, MA) для высокоточного применения лазеров для применения одноосного или двухосного механических напряжений в инженерии тканей, с большой точностью из нагрузочной дозы (амплитуды и частоты), а также применение широкого разнообразия культуры тканей условиях от одного до 24-луночные планшеты (рис. 1).
- Би-осевой нагрузки осуществляется в два этапа TravelMax (LNR50SE). Эти этапы установлены ортогонально в конфигурации XZ. Горизонтальная этап обеспечивает динамическое движение сдвига посредством качани вдоль оси Х. Ступени верт....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Устройство было испытано с использованием агарозного геля затравку 20 миллионов клеток / мл хондроцитов и культивировали в присутствии одноосной (сжатия) или двухосного (сжатия и сдвига) механической нагрузки. Первичный хондроцитам свиного были выделены из хрящевой ткани 2-4 месячного свиней. Диаметром 5 мм и толщиной 1,5 мм образцы культивируют в 2 мл определены хондрогенного культуральной среды (Высокий уровень глюкозы DMEM, 1% ITS + премикс, 100 ед / мл пенициллина, 100 мкг / мл стрептомицина, 2 мМ L-глутамина, 2,5 м.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Мы разработали загрузочное устройство, которое способно применением одноосного или двухосного механическое напряжение в ткани инженерных конструкций изготовлены для трансплантации. Устройство может быть использовано в качестве биореакторов для выращивания в пробирке инженерных биокомпозитов или в качестве испытательного устройства для описания механических характеристик нативной ткани или после других видов лечения до. Устройство субъектов инженерии ткани конструкции для двухосной механической нагрузки с большо.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Благодарности
Эта работа выполнена при поддержке Управления научных исследований и развития, RR & D службы департамента США по делам ветеранов, NIH COBRE 1P20RR024484, NIH K24 AR02128 и Министерство обороны W81XWH-10-1-0643.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| REAGENTS | |||
| DMEM, Высокий уровень глюкозы, пируват | Invitrogen | 11995 | |
| Агароза типа II | Sigma | CAS 39346-81-1 | |
| Пенициллин Стрептомицин Глутамин 100X | Invitrogen | 10378-016 | |
| ITS+ Премикс | BD Biosciences | 354352 | |
| Pen Strep Glutamine | Инвитроген | 10378-016 | |
| Амфотерицин В | Инвитроген | 041-95780 | |
| Аскорбиновая кислота | Сигма | А-2218 | |
| Раствор заменимой аминокислоты 100x | Сигма | М-7145 | |
| L-пролин | Сигма | -5607 | |
| Дексаметазон | Сигма | Д-2915 | |
| Рекомбинант Человек Трансформирующий фактор роста β 1 | R& D Systems | 240-B-010 | |
| EQUIPMENT | |||
| Model 31 Тензодатчик (1000 г) | Honeywell | AL311 | |
| Model 31 Тензодатчик (1000 г) | Honeywell | AL311 | |
| Одноканальный дисплей | Honeywell | SC500 | |
| 50 мм Линейный кодированный столик Travelmax с шаговым приводом | Thorlabs | LNR50SE/м | |
| Двухканальный контроллер шагового двигателя | Thorlabs | BSC102 | |
| 50 мм Трапециевидный шаговый двигатель Привод (2) | Thorlabs | DRV014 | |
| (4) | Thorlabs | KL02 | |
| AP90/M | |||
| Вертикальный монтажный кронштейн | Thorlabs | LNR50P2/м | |
| Цельная алюминиевая макетная плата | Thorlabs | MB3030/M | |
| Система гелевого литья с распорными пластинами 1,5 мм и 0,75 мм | BioRad | #1653312 и #1653310 | |
| одноразовый биопсийный пуансон, 5 мм | Miltex, Inc. | 33-35 | |
| 16 мм полый пуансон | Neiko Tools | ||
| Пластины, обработанные без культуры тканей, 24 лунки, плоское дно | BD Biosciences | 351147 | |
| ультравлагостойкий полисульфоновый лист для загрузки плит | McMaster-Carr | 86735K19 | Изготовлен на заказ |
Ссылки
- Drachman, D. B., Sokoloff, L. The role of movement in embryonic joint development. Devl. Biol. 14, 401-420 (1966).
- Buschmann, M. D., Gluzband, Y. A., Grodzinsky, A. J., Hunziker, E. B. Mechanical compression modulates matrix biosynthesis in chondrocyte/agarose culture. J. Cel....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
