हम बंधन के ऊतकों का एक मॉडल पेश करते हैं जिसमें तीन आयामी निर्माण मानव व्यायाम-वातानुकूलित सीरम के साथ किया जाता है और कोलेजन सामग्री, कार्य, और सेलुलर जैव रसायन के लिए विश्लेषण किया जाता है।
जैविक तंत्र को समझने के लिए इन विट्रो प्रयोगों में आवश्यक हैं; हालांकि, मोनोलेयर टिशू कल्चर और मानव फिजियोलॉजी के बीच का अंतर बड़ा है और निष्कर्षों का अनुवाद अक्सर खराब होता है। इस प्रकार, वैकल्पिक प्रयोगात्मक दृष्टिकोणों के लिए पर्याप्त अवसर हैं यहां हम एक ऐसे दृष्टिकोण को प्रस्तुत करते हैं जिसमें मानव कोशिकाओं को मानव पूर्वकाल क्रूजियत बंधन के ऊतक अवशेषों से अलग किया जाता है, संस्कृति में विस्तारित होता है, और इंजीनियर लिगमेंट्स बनाने के लिए इस्तेमाल होता है। व्यायाम रक्त में जैव रासायनिक परिवेश को बदलता है जैसे कि कई ऊतकों, अंगों और शारीरिक प्रक्रियाओं के कार्य में सुधार होता है इस प्रयोग में, अभिसरण का प्रयोग संस्कृति मीडिया को प्रायोगिक मानव सीरम के साथ किया गया था जिसे व्यायाम द्वारा 'वातानुकूलित' किया गया है। इस प्रकार हस्तक्षेप अधिक जैविक रूप से प्रासंगिक है क्योंकि एक प्रायोगिक ऊतक को पूर्ण अंतर्जात जैव रासायनिक परिवेश के संपर्क में आने से बाध्यकारी प्रोटीन और सहायक यौगिक शामिल हैं, जो कि एकब्याज की अज्ञात एजेंट उपचार के बाद, यांत्रिक फ़ंक्शन, कोलेजन सामग्री, आकृति विज्ञान, और सेलुलर बायोकेमेस्ट्री के लिए इंजीनियरीकृत स्नायुबंधन का विश्लेषण किया जा सकता है। कुल मिलाकर, यहां पर प्रस्तुत किये जाने वाले बंधन के ऊतकों के शारीरिक मॉडल की पारंपरिक मोनोलायर संस्कृति और पशु मॉडल बनाम चार प्रमुख फायदे हैं। सबसे पहले, बंधन निर्माण तीन आयामी होते हैं, जो मैकेनिकल गुण ( अर्थात् फ़ंक्शन) जैसे परम तन्यता तनाव, अधिकतम तन्यता भार और मापांक, को मापने के लिए अनुमति देता है। दूसरा, एन्थिसिस, बोनी और साइनेव तत्वों के बीच का इंटरफ़ेस, विस्तृत और कार्यात्मक संदर्भ में जांच की जा सकती है। तीसरा, पोस्ट-सर्जरी सीरम के साथ मीडिया को तैयार करने से व्यायाम-प्रेरित जैव-रसायन संबंधी परिवेश के प्रभावों की अनुमति मिलती है, जो कि निष्पक्ष तरीके से जांच के लिए व्यायाम के व्यापक स्वास्थ्य लाभ के लिए जिम्मेदार है। अंत में, यह प्रायोगिक मॉडल वैज्ञानिक अनुसंधान को मानवीय और नैतिक तरीके से आगे बढ़ाता है, इसके उपयोग के स्थान परपशु, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान, रोग नियंत्रण केंद्र और खाद्य एवं औषधि प्रशासन का मुख्य जनादेश।
कण्डरा और बंधन की चोट सामान्य हैं और सामान्य गतिशीलता और जीवन की गुणवत्ता पर कमजोर पड़ने वाले परिणाम हो सकते हैं। सर्जिकल हस्तक्षेप अक्सर आवश्यक होता है लेकिन सीमित और विविधतापूर्ण सफलता 4 , 5 हो सकती है । कैसे tendons और स्नायुबंधन विकसित, परिपक्व, और चोट का जवाब अधूरा है, और इस प्रकार प्रभावी शोध मॉडल की जरूरत है और अधिक प्रभावी उपचार के विकास में अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए 5 । इस ज्ञान की खाई को संबोधित करने के लिए, पशु मॉडल का इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन विवो अध्ययन में पर्यावरण को नियंत्रित करने में कठिनाई के साथ स्वाभाविक रूप से परिचयात्मक हैं और इच्छित हस्तक्षेपों को सीधे लक्ष्यित ऊतक को लक्षित करते हैं। इसके विपरीत, पारंपरिक मोनोलायर सेल संस्कृति के साथ इन विट्रो में प्रयोगात्मक वातावरण आसानी से नियंत्रित और मॉनिटर किया जा सकता है। हालांकि, यह तकनीक रासायनिक और मैकेनिकल परिवेश को कम कर सकता है और इस तरह यह संभव नहीं हो सकता है recapituदेर कोशिकाओं के विवो व्यवहार में ऊतक इंजीनियरिंग इन विट्रो पर्यावरण के नियंत्रण के साथ पशु मॉडल में विवो पर्यावरण में जटिल के फायदे से शादी करने में सक्षम है और शरीर विज्ञान के अध्ययन के लिए एक अतिरिक्त उपकरण प्रदान करता है। इसके अलावा, इलिग्रेशन विकास की बेहतर समझ के साथ सशस्त्र, ऊतक इंजीनियरिंग भी भ्रष्टाचार के ऊतकों का स्रोत प्रदान कर सकता है जब सर्जिकल पुनर्निर्माण की आवश्यकता होती है 6 । इस प्रकार, यहां वर्णित विधि में इन विट्रो 3 डी इंजीनियर टिशू की पुष्टि की गई है जिसका इस्तेमाल लिगमेंट फ़ंक्शन और आकृति विज्ञान के अध्ययन के लिए किया जा सकता है।
फाइब्रिन आधारित कंठ या अस्थिबंध निर्माण का उपयोग कोलेजन फाब्रिलोजेनेसिस 7 और कण्डरा विकास 8 , साथ ही साथ ट्रांसजेक्शन अनुप्रयोगों सहित शारीरिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए इन विट्रो मॉडल के रूप में किया गया है, जिसमें उनके उपयोगिता को भ्रष्टाचार के ऊतकों के रूप में पूर्ववर्ती जंग के भेड़ मॉडल में मूल्यांकन किया गया है।सिएट लिगमेंट (एसीएल) पुनर्निर्माण 9 हमारी प्रयोगशाला ने पहले दो ब्रशट, एक कैल्शियम फॉस्फेट हड्डी-प्रतिस्थापन सामग्री, सीमेंट एन्कर्स के फैले 3 डी इंजीनियर लिगमेंट मॉडल की स्थापना की है। इस मॉडल को विभिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों के अधीन आसानी से जैविक कारकों के साथ संस्कृति मीडिया को पुरस्कृत करके या यांत्रिक उत्तेजना 11 को लागू कर सकते हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि इस अस्थि-टू-हड्डी का अस्थिभंग मॉडल enthesis के गहराई से विश्लेषण, बोनी और sinew तत्वों के बीच अंतर है, जो चोट के लिए अतिसंवेदनशील है के लिए अनुमति देता है।
इस पद्धति को प्रस्तुत करने के लिए यहां 1 पर प्रकाश डाले जाने वाले अध्ययन में, हम लिगमेंट फ़ंक्शन पर जैव रासायनिक परिवेश में व्यायाम से प्रेरित बदलावों के प्रभाव में रुचि रखते थे। व्यायाम पूरे शरीर में विभिन्न प्रकार के ऊतकों में सेलुलर और अंग फ़ंक्शन को सुधारता है 2 , 3 , </suपी> 12 , एक प्रभाव जो विभिन्न ज्ञात (उदा।, आईएल -6 13 , आईएल -15 14 , मेटोरिन-जैसी 15 , एक्सओसम 16 , 17 ), और अन्य अज्ञात, बायोकेमिकल कारकों को प्रणालीगत परिसंचरण में जारी करने के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है । इसके अलावा, व्यायाम के बाद जैव-रासायनिक वातावरण को समृद्ध किया जाता है, जो कि रिहाई से ग्रंथि ग्रंथियों की सहानुभूति तंत्रिका तंत्र उत्तेजना द्वारा उत्तेजित होती है ( जैसे , अधिवृक्क ग्रंथि 18 से कोर्टिसोल और कैटेकोलामाइन, और पूर्वकाल में पिट्यूटरी 1 9 से विकास हार्मोन )। हालांकि, मैं, व्यायाम व्यायाम प्रेरित जैव रासायनिक परिवर्तन से यांत्रिक प्रेरणा के प्रभावों को अलग करना असंभव है। कुछ अध्ययनों में अभ्यास के जवाब में कुछ परिसंचारी हार्मोन और साइटोकिन्स की अपेक्षित वृद्धि की विशेषता हैई जैसा ऊपर उल्लेख किया गया है, इन विट्रो में ईमानदारी से पुनरावृत्ति करने के लिए ज्ञात और अज्ञात दोनों ही कई कारक हैं । यही है, इन विट्रो अध्ययन के लिए कुछ कारकों को अलग करने से अपर्याप्त जैव रासायनिक प्रतिक्रिया की जटिलता को संबोधित किया गया है। इस अध्ययन में, हमने जांच की कि व्यायाम द्वारा प्रेरित सीरम जैव-रासायनिक वातावरण में परिवर्तन, इंजीनियर लिगमेंट फ़ंक्शन को प्रभावित करता है। जैव रासायनिक परिवर्तन के प्रभाव को अलग करने के लिए, हम प्रतिरोध अभ्यास के पहले और बाद में मानव प्रतिभागियों से सीरम प्राप्त करते थे और इसे मानव पूर्वकाल क्रूजियत बंधन (एसीएल) फाइब्रोब्लास्ट्स का उपयोग करके बनाए गए 3 डी इंजीनियर लिगमेंट्स का इस्तेमाल करते थे। इस मॉडल का उपयोग करके, हम यांत्रिक गुणों और कोलेजन सामग्री पर प्रभाव सहित, कार्यात्मक डेटा प्राप्त कर सकते हैं, साथ ही आणविक संकेतों पर प्रभाव को बढ़ा सकते हैं।
वर्तमान पांडुलिपि में लिगामेंट ऊतक के एक मॉडल का वर्णन किया गया है जो शोधकर्ताओं के अनुसंधान विषयों के व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ ऊतक विकास से अनुवादकारी / नैदानिक प्रश्नों के लिए एक उपयोगी प्रयोगात्मक मंच है। यहाँ वर्णित इंजीनियर लिगमेंट मॉडल एक बहुमुखी प्रोटोकॉल पर आधारित है जिसे पूरे कार्यप्रवाह ( चित्रा 1 और चर्चा अनुभाग ) के दौरान विभिन्न बिंदुओं पर रूपांतरित किया जा सकता है। इसके अलावा, इन विट्रो पर्यावरण में स्वाभाविक रूप से कमी जाने वाली प्रकृति को शारीरिक स्थिति के निकट लाया जा सकता है, जो कि वातानुकूलित मानव या पशु सीरम के साथ फ़ीड मीडिया का उपयोग कर सकता है।
निर्माण विभिन्न स्रोतों से फाइब्रोब्लैस्ट्स का उपयोग करके किया जा सकता है
यहां दिखाए गए कार्यप्रणाली और प्रतिनिधि परिणाम प्राथमिक एसीएल फाइब्रोब्लास्ट के उपयोग पर आधारित होते हैं, जबकि सेल अलगाव प्रोटोकॉल अन्य प्रकार के प्राथमिक फाइब्रोब्लैस्टों को इकट्ठा करने के लिए समायोजित किया जा सकता है। के रूप में वर्णितचित्रा 4 में , युवा मानव दाताओं से अलग प्राथमिक कोशिकाओं के साथ गठित इंजीनियर लिगमेंट्स कम दाता परिवर्तनशीलता दिखाते हैं। प्रारंभिक अलगाव और पारगमन प्रतिबंध द्वारा प्राथमिक कोशिकाएँ सीमित हैं; सेल लाइनों के उपयोग के प्रयोगों की प्रजनन क्षमता में सुधार हो सकता है। अन्य कोशिका प्रकारों के उपयोग के लिए सेल संस्कृति मीडिया और फाइब्रिन जेल फॉर्मूलेशन में संशोधन की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, हमने पाया है कि मानव मेसेनचेमिकल स्टेम सेल (एमएससी) 2 सप्ताह के दौरान ब्रश सीमेंट एन्कर्स के बीच रैखिक ऊतकों का निर्माण करने में सक्षम नहीं हैं जबकि अश्वशक्ति के बेहतर डिजिटल वैंडल कण्डरा फाइब्रोब्लास्ट, घोड़े का अस्थि मज्जा स्ट्रॉम्बल कोशिकाएं, भ्रूण कंडरा फाइब्रोब्लास्ट , और मूरीन सी 3 एच 10 टी 1/2 एमएससी तेजी से एक रेखीय ऊतक (अप्रकाशित अवलोकन) बनाने के लिए फाइब्रिन जेल को अनुबंध और डाइजेस्ट करते हैं। यह विपरीत कोशिका सिकुड़ना, प्रसार, और फाइब्रिनॉलिटिक एंजाइम उत्पादन में अंतर का एक परिणाम हो सकता है।
रासायनिक के आवेदनऔर यांत्रिक उत्तेजना
यहां वर्णित विधि में, ब्रशट सीमेंट एंकर के आसपास फ़िब्रिन-आधारित टिशू रूपों, एक खिंचाव बायोरेक्टर 11 के माध्यम से यांत्रिक उत्तेजना के आवेदन के साथ-साथ अंत-बिंदु तन्यता परीक्षण के लिए अनुमति देता है। ब्रशट सीमेंट-सॉफ्ट टिशू इंटरफेस (एन्थेसिस) की उपस्थिति में आगे की जांच और सुधार 22 , 26 (नीचे क्लिनिकल एप्लीकेशन अनुभाग देखें) के लिए एक अवसर प्रस्तुत किया गया है। इन विट्रो पर्यावरण में, रासायनिक और यांत्रिक कारकों का योगदान अधिक आसानी से पहचाना जा सकता है; इसका एक उदाहरण चित्रा 5 में दिखाया गया है, जिससे व्यायाम के बाद के सीरम के वातावरण के प्रभाव को व्यायाम के यांत्रिक उत्तेजनाओं से अलग किया गया था। प्रयोगात्मक हस्तक्षेप, उपचार की संरचना, और एक सटीक परिवर्तन की उम्मीद करने के लिए उपयुक्त अंत बिंदुओं की समय सीमा निर्धारित करने के लिए पायलट अध्ययन की आवश्यकता हो सकती है। फोउदाहरण के लिए, पोस्ट-सर्जरी सीरम अध्ययन 1 में , प्रयोगात्मक उपचार की लंबाई मीडिया को सप्लाई करने वाली सीरम की आपूर्ति से विवश हुई थी, जिससे निर्माण दूसरे दिन दूसरे दिन खिलाया गया था। इसके अलावा, संस्कृति के दूसरे सप्ताह के दौरान, संस्कृति मीडिया को बाकी या पोस्ट-व्यायाम सीरम के साथ एस्कॉर्बिक एसिड और एल-प्रोलाइन को बनाए रखा गया था जबकि टीजीएफ-बी 1 को हटा दिया गया था। टीजीएफ-β1 एक ज्ञात प्रो-फाइबोटिक विकास कारक है जो व्यायाम के बाद सीरम में बढ़ता है 27 । इसलिए, पोस्ट-व्यायाम सीरम के टीजीएफ-β1- संबंधी प्रभावों को अस्पष्ट करने से बचने के लिए, इस साइटोकिनी को संस्कृति मीडिया में नहीं रखा गया था।
यांत्रिक इंजीनियर के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए यह इंजीनियर इग्नाइजेंट लिगमेंट मॉडल का इस्तेमाल किया जा सकता है। ब्रशट सीमेंट एंकर को रोकने के लिए इंजीनियरिंग रिवर्स मॉडलिंग पकड़ से ( चित्रा 1 में दिखाए गए अक्षीय तन्यता परीक्षक के समान) खिंचाव bioreactors को इंजिन को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है आइएयर लिगमेंट्स हमारी प्रयोगशाला ने पहले से इस मॉडल का इस्तेमाल एक कस्टम-निर्मित बायोरिएक्टर 11 में अनियमित तन्यता वाले खंड के लिए इंजीनियर लिगमेंट्स के आणविक सिग्नलिंग प्रतिक्रिया की जांच करने के लिए किया है, जो इन विट्रो खिंचाव प्रतिमान के तर्कसंगत डिज़ाइन के लिए या संभवतः, संभावित रूप से, vivo में बेहतर समझ प्रदान करेगा खिंचाव / गतिविधि / चिकित्सीय अनुप्रयोगों
इंजीनियर स्नायुबंधन का आकलन
पारंपरिक मोनोलेयर संस्कृति के साथ, जीन / प्रोटीन अभिव्यक्ति के लिए 3 डी निर्माण का परीक्षण किया जा सकता है; इसके अतिरिक्त, उनके 3 डी आकारिकी भी कार्यात्मक और आकारिकी परिवर्तनों का आकलन करने का अवसर प्रदान करती है और दीर्घकालिक अध्ययनों के लिए निर्माण में बनाए जा सकते हैं ( चित्रा 3 )। जबकि इंजीनियर स्नायुबंधन देशी, परिपक्व स्नायुबंधन के समतुल्य नहीं होते हैं, वे नस्लें / स्नायुबंधन विकसित करने और पोषक तत्वों के जवाब में मूल ऊतकों के समान व्यवहार करने के लिए समानता देते हैं।"> 26, विकास कारक 10 , हार्मोन 25 , और व्यायाम 11 , 28. इस प्रकार, जब इन विट्रो मॉडल से व्यापक सामान्यीकरण करने से पहले सावधानी बरकरार रखी जाती है, तो आघात निर्माण परीक्षण के परिणाम प्रकट हो सकते हैं या किसी विशेष शारीरिक तंत्र को सूचित कर सकते हैं जो अन्यथा हो सकता है विवो में जांच करना असंभव
विस्तृत अनुप्रयोगों के साथ लचीला और गतिशील मॉडल के लिए वातानुकूलित सीरम के साथ फ़ीड मीडिया को पूरक
मानव सीरम मेटाबोलिम 4,500 यौगिकों का एक परिवेश है, जिसमें ग्लाइकोप्रोटीन, लिपोप्रोटीन, लिपिड डेरिवेटिव, ऊर्जा सबस्ट्रेट्स, मेटाबोलाइट्स, विटामिन, एंजाइम, हार्मोन, न्यूरोट्रांसमीटर, और बिल्डिंग ब्लॉकों / इंटरमीडिएट के बहुत सारे शामिल हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं है। 29 यौगिक कक्षाओं के अनुसार इंसुलिन सीरम मेटाबोलोम के आगे निरीक्षण 29 से पता चला हैइन विट्रो प्रयोगों में प्रयोगात्मक सीरम को एकीकृत करने के लाभ यही है, सीरम में ~ 4500 यौगिकों में से अधिकांश हाइड्रोफोबिक या लिपिड-व्युत्पन्न हैं, परिवहन / solubilization के लिए बाइंडिंग प्रोटीन के महत्व को रेखांकित करते हैं। यह प्रयोगात्मक रूप से अंतर्जात मिश्रित परिवहन गतिशीलता को पुनरावृत्त करता है, और इसलिए जैवउपलब्धता और परिसर-लक्ष्य बातचीत, लगभग असंभव होगी। इस प्रकार, प्रयोगात्मक सीरम यौगिकों के अध्ययन के लिए विशेष रूप से प्रभावी है जो कि सुलभ बनाने, परिवहन, बाध्यकारी लक्ष्य और कार्रवाई की व्यवस्था के लिए सहायक अणुओं पर निर्भर होने के लिए जाना जाता है।
व्यायाम के स्वास्थ्य लाभों में हमारी प्रयोगशाला में लंबे समय तक रुचि है। व्यायाम पूरे शरीर में 12 विभिन्न प्रकार के ऊतकों में सेलुलर और अंग फ़ंक्शन में सुधार करता है, एक प्रभाव जिसके कारण विभिन्न कारकों (जैसे आईएल -6 13 , आईएल -15 14 , मेटोरिन-जैसी 15 ,Exosomes 16 , 17 ) कि प्रणालीगत संचलन में जारी कर रहे हैं। पोस्ट-व्यायाम जैव-रसायन संबंधी परिवेश, कंकाल की मांसपेशियों के व्यायाम-उत्तरदायी हार्मोनों के साथ-साथ उन कारकों को जारी करता है जो सक्रिय ग्रंथियों के सहानुभूति तंत्रिका तंत्र उत्तेजना के परिणाम के रूप में जारी होते हैं ( जैसे , अधिवृक्क ग्रंथि 18 और कॉरटेक्लामाइन के कारण अधिवृक्क ग्रंथि 18 , और विकास पूर्वकाल पिट्यूटरी से हार्मोन 1 9 ) हमने हाल ही में इंजीनियर-टिशू पर व्यायाम-प्रेरित बायोकेमिकल परिवेश के प्रभावों की जांच के लिए पूर्व और पोस्ट-व्यायाम सीरम के एक मॉडल का उपयोग किया था। 1 जबकि कई महत्वपूर्ण अभ्यास से संबंधित अनुसंधान प्रश्न रहते हैं, मॉडल इस तरह से सीमित नहीं है। उदाहरण के लिए, आहार या औषधीय हस्तक्षेप, या विभिन्न आयु समूहों या नैदानिक आबादी के बाद, पशु या मानव स्रोतों से सीरम प्राप्त किया जा सकता हैएस 30 इस तरह, ब्याज के बहिर्जात या अंतर्जात यौगिकों को सीरम और उपचार मीडिया में उपलब्ध होगा, जो जैव उपलब्ध मात्रा में होंगे और अंतर्जात परिवेश ( यानी , अधिक शारीरिक संदर्भ में) के साथ संगीत में लक्ष्य ऊतक के साथ बातचीत करेंगे। यह दृष्टिकोण गतिशील है क्योंकि यह अत्यधिक संभावना है कि दी गई हस्तक्षेप एक बहु-अंग (और बहु-परिसर) प्रभाव को लागू करेगा और इस प्रकार शारीरिक परिवेश को सह-संशोधित किया जाएगा हालांकि यह दृष्टिकोण कुछ चुनौतियों को प्रस्तुत करता है, क्योंकि कई सिस्टमिक जैव रासायनिक वैरिएबल एक साथ बदल जाते हैं, यह एक ऐसा दृष्टिकोण है जो विशुद्ध रूप से कम करने वाले प्रयोगात्मक पद्धति 31 , 32 की कमियों को दूर करने में मदद कर सकता है। एक साथ ली गई, वातानुकूलित सीरम को एक साथ टिट्यू इंजीनियर ( विट्रो बायोमिमेनेटिक ) ऊतक के साथ क्रियान्वित किया जा सकता है जिससे शरीर विज्ञान, पोषण और नैदानिक अनुसंधान प्रश्नों के लिए एक उपकरण के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
<stronजी> नैदानिक अनुप्रयोग कई हैं
यहां प्रस्तुत टिशू इंजीनियरिंग मॉडल का उपयोग एनाटॉमिकल और नैदानिक शोध प्रश्नों की जांच के लिए किया जा सकता है, जो कि इन विट्रो मॉडल में पारंपरिक नहीं हो सकते। विवो में एक बंधन या कण्डरा में एक नरम-टू-कठिन ऊतक संक्रमण क्षेत्र होता है जिसे एन्थिसिस कहा जाता है। एन्थिसिस, जो मैकेनिकल तनाव-संबंधी चोट 33 से कमजोर है, को हिस्टोकेमिकल और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी तकनीक 22 , 26 के माध्यम से पार अनुभाग में अध्ययन किया जा सकता है। यह अनूठा इंटरफ़ेस कम या बाधित गतिशीलता वाले लोगों के लिए दोगुना महत्वपूर्ण है क्योंकि भौतिक निष्क्रियता संयोजी ऊतक की क्षमता को कम से उच्च अनुपालन 34 के क्षेत्रों में लोड स्थानांतरित करने की क्षमता को कम करती है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः टिशू अनुपालन में एक समग्र कमी और चोट के जोखिम में वृद्धि होती है।
हमारी प्रयोगशाला ने हाल ही में इस ऊतक इंजीनियरिंग मॉडल 25 <का उपयोग किया है/ Sup> दूसरी आबादी, महिला एथलीटों को मॉडल करने के लिए, जो संयोजी ऊतक चोटों के जोखिम पर हैं: एसीएल की चोट की घटना लगभग 35 पुरुष प्रति पुरुषों की तुलना में लगभग पांच गुना अधिक है। चोटों में इस सेक्स-आधारित असमानता को कम करने की संभावित तंत्रिकाएं मासिक धर्म के निर्माण के माध्यम से महिला सेक्स हार्मोन, एस्ट्रोजेन के सांद्रता के साथ-साथ माहवारी चक्र के चरणों की सांद्रता पर ध्यान देते हैं। दिलचस्प बात यह है कि एस्ट्रोजन की उच्च मात्रा में जीन की अभिव्यक्ति और lysl oxidase की गतिविधि को रोक दिया गया था, लिजीमेंट्स और टण्डोन्स के कोलेजन मैट्रिक्स में लाइसिन-लाइसिन क्रॉस-लिंक बनाने के लिए जिम्मेदार प्राथमिक एंजाइम। महत्वपूर्ण रूप से, उच्च एस्ट्रोजेन (कूपिक चरण को अनुकरण करने के लिए) के 48 घंटे में कमी ने बांधों के कोलेजन घनत्व को बदलने के बिना अस्थिभंग का निर्माण किया। एक शारीरिक परिप्रेक्ष्य से, यह पता चलता है कि महिलाओं में अस्थिरता ढीली हो सकती है, कम से कम भाग में, कम हो सकती हैक्रॉस-लिंक गठन एक प्रयोगात्मक परिप्रेक्ष्य से, ये निष्कर्ष 25 3 डी निर्माण मॉडल की उपयोगिता को उजागर करते हैं, जो कि कार्यात्मक क्रॉस-लिंकिंग गतिविधि को जांचने की अनुमति देता है। क्लिनिकल परिप्रेक्ष्य से, यह मॉडल अब उन हस्तक्षेपों के लिए तेजी से स्क्रीन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है जो लिगमेंट फ़ंक्शन के एस्ट्रोजन के नकारात्मक प्रभाव को रोक सकते हैं।
अंतिम शब्द
यहां हमने इन विट्रो टिशू मॉडल में 3 डी के रूप में इंजीनियर लिगमेंट्स और उनकी उपयोगिता के गठन के लिए एक विस्तृत पद्धति प्रस्तुत की है। यह मॉडल कई प्रकार के उद्देश्यों के लिए अनुकूल है, सेल प्रकार में लचीलापन प्रदान करता है, हस्तक्षेप करता है, और ब्याज के परिणाम उपाय करता है। वातानुकूलित सीरम के साथ फ़ीड मीडिया का अनुपूरक एक शारीरिक संदर्भ जोड़ता है जो विविरो पर्यावरण में पारंपरिक रूप से प्राप्त नहीं किया जा सकता है, विवो फिजियोलॉजी के मॉडलिंग में सुधार कर सकता है। संक्षेप में, हम मानते हैं कि यह एक मोटे तौर पर लागू मोड हैभौतिक विज्ञान और ऊतक इंजीनियरिंग दोनों क्षेत्रों को आगे बढ़ाने के लिए रोमांचक प्रभाव के साथ एल।
The authors have nothing to disclose.
यह काम एनएसईआरसी पोस्टडोक्चरल फेलोशिप (डीडब्ल्यूडीडब्ल्यू), एआरसीएस फाउंडेशन छात्रवृत्ति (एएल), और यूसी डेविस कॉलेज ऑफ जैवोलॉजिकल साइंसेज अनुदान (केबी) द्वारा समर्थित था।
Austerlitz Insect pins, minutien stainless steel, size 0.20 | Entomoravia | N/A | For brushite cement anchors; include info on multiple sources and alternative products |
β-tricalcium phosphate | Plasma Biotal Ltd (Derbyshire, UK) | N/A | For brushite cement anchors; include whether it's hazardous /toxic |
o-phosphoric acid, 85% (w/w) | EMD Millipore | PX0995 | For brushite cement anchors; include info on preparation |
Citric acid | Sigma-Aldrich | 251275-500g | For brushite cement anchors |
Falcon 35mm tissue culture dishes | Fisher Scientific | 08-772A | For silicone-coated plates |
Sylgard 184 silicone elastomer kit | Ellsworth Adhesives | 4019862 | For silicone-coated plates |
1X Phosphate-buffered saline (PBS) | Fisher Scientific | SH3002802 | For cell isolation and expansion |
100X antibiotic/antimycotic solution | VWR | 45000-616 | For cell isolation |
Type II collagenase | Thermo Fisher Scientific | 17101015 | For cell isolation |
100X penicillin/streptomycin solution | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | For cell isolation |
Steriflip-GP, 0.22 µm pore, polyethersulfone, gamma irradiated | EMD Millipore | SCGP00525 | For reagent sterilization |
DMEM high glucose with sodium pyruvate and L-glutamine | VWR | 10-013-CV | For cell and tissue culture |
Fetal bovine serum | BioSera | FBS2000 | Component of tissue digestion media and growth media |
Penicillin G Potassium Salt | MP Biomedicals | 0219453680 – 100 MU | Component of growth media. Dissolve in water to 100,000 U/mL, filter sterilize, aliquot, and store at -20°C. |
CELLSTAR polystyrene tissue culture dishes (145 x 20 mm) | VWR | 82050-598 | For cell culture |
Trypan blue | Thermo Fisher Scientific | T10282 | For cell isolation |
Trypsin-EDTA (0.25%) | Thermo Fisher Scientific | 25200056 | For cell culture. Dilute to 0.05% in PBS |
Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | 472301 | For cell freezing media |
Nalgene Mr. Frosty Cryogenic Freezing Container | Thermo Fisher Scientific | 5100-0001 | For cell freezing |
BD Vacutainer Red Plastic 10 ml | Fisher Scientific | 367820 | For human serum collection |
Bound Tree Insyte Autoguard IV Catheters, 22ga x 1inch Needle | Fisher Scientific | 354221 | For human serum collection |
Thrombin, bovine origin | Sigma-Aldrich | T4648-1KU | For engineered ligament formation. Dissolve at 200 U/mL in DMEM high glucose media. Filter at 0.22 μm, aliquot, and store at -20°C. |
Fibrinogen, bovine origin | Sigma-Aldrich | F8630-5G | For engineered ligament formation. Dissolve at 20 mg/mL in DMEM high glucose media. Filter at 0.22 μm, aliquot, and store at -20°C. |
Aprotinin from bovine lung | Sigma-Aldrich | A3428 | For engineered ligament formation. Dissolve at 10 mg/mL in water. Filter at 0.22 μm, aliquot, and store at -20°C. |
6-Aminohexanoic acid | Sigma-Aldrich | 07260-100g | For engineered ligament formation. Dissolve at 0.1g/mL in water. Filter at 0.22 μm, aliquot, and store at 4°C. |
L-Ascorbic acid 2-phosphate sesquimagnesium salt hydrate | Sigma-Aldrich | A8960-5G | Component of feed media. Dissolve in DMEM high glucose media at a concentration of 50 mM. Filter at 0.22 μm and store at 4°C. |
L-proline | Sigma-Aldrich | P5607-25G | Component of feed media. Dissolve in PBS at a concentration of 50 mM. Filter at 0.22 μm and store at 4°C. |
Transforming growth factor-β1 | Peprotech | 100-21 | Component of feed media. Reconsistute according to manufacturer's instructions at a concentration of 10 μg/mL. Aliquot and store at -20°C. |
Stericup-GP, 0.22 µm, polyethersulfone, 250 mL, radio-sterilized | EMD Millipore | SCGPU02RE | For reagent sterilization |
Hydrochloric acid | Fisher Scientific | A144-212 | Dilute in water to 6M |
4-Dimethylaminobenzaldehyde | Sigma-Aldrich | 39070-50g | For hydroxyproline assay |
Chloramine-T trihydrate | Sigma-Aldrich | 402869-100g | For hydroxyproline assay |
trans-4-Hydroxy-L-proline | Sigma-Aldrich | H54409-100g | For hydroxyproline assay |
1-propanol | Sigma-Aldrich | 279544-1L | For hydroxyproline assay |
Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 311421-250ml | For hydroxyproline assay |
Acetic acid, glacial | EMD Millipore | AX0073-9 | For hydroxyproline assay |
Sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-500 | For hydroxyproline assay |
Toluene, anhydrous | Sigma-Aldrich | 244511-1L | For hydroxyproline assay |
Corning Costar Clear Polystyrene 96-Well Plates | Fisher Scientific | 07-200-656 | For hydroxyproline assay |