Bir epitel tabakası oluşan insan vokal kord, lamina propria (LP) ve vocalis kas, ses üretimi için akustik dalgalar halinde akciğerlerden hava akışını dönüştüren özel bir yumuşak doku. 1. Vokal kıvrımlar, normal fonasyon sırasında düzenli salınım, değişen temel frekanslarda% 30'a varan suşları sergileyen 100-300 Hz arasında. 2 Adult vokal kat LP yüzeysel (SLP) oluşan bir degrade yapı, bir ara (TDP) ve derin (DLP) tabakasıdır. Bundan başka sınıflandırma grupları epitelyum ve mukoza tabakası olarak SLP ve ses ligamana İLP DLP ve bir araya getirir. 3 bağ olgun kolajen ve elastin lifleri ile zenginleştirilmiştir ise SLP tabaka, seyrek dağılmış kollajen lifleri ile öncelikle bir amorf matrisi içermektedir yeterli gücü sağlamak. 4. yapısı ve doğan vokal kıvrım mekaniği kendi olgun meslektaşları arasında büyük ölçüde değişebilir. Her ne kadar mekanizmasıvokal kord gelişimini ve olgunlaşmasını düzenleyen s henüz tam deneysel kanıt seslendirme kaynaklı mekanik stres tanımlayan rollerine işaret etti, anlaşılamamıştır.
Sesli taciz, enfeksiyonlar, kimyasal maddelere ve cerrahi prosedürler dahil olmak üzere birçok tıbbi durumlar, vokal kat zarar verebilir. Vokal kord bozuklukları ABD nüfusunun yaklaşık% 3-9 etkiler. Vokal kord hastalıkları için güncel tedavi yöntemleri 5 sınırlıdır ve bir kök hücre tabanlı doku mühendisliği yaklaşımı vokal kord fonksiyonunu yeniden kazandırmak için umut verici bir strateji olarak ortaya çıkmıştır. Mezenkimal kök hücreler (MKH) vokal kord doku mühendisliği için birincil vokal kord fibroblastlar için uygun bir alternatiftir. 6-9 Kök hücre kaderinin şartname ve sonraki doku gelişimi mekanik durumdur ki onlar ikamet belirli bir niş, aracılık bir önemli bir faktördür. 10. Mekanik kuvvetler doku morfonogenezi a temel düzenleyicileridirlernd özellikle rutin bir doku mühendisliği açısından bakıldığında yükleme. 11 maruz kalan dokular için homeostazı, bu maruz kalma fizyolojik olarak uygun mekanik uyarılarla hücre farklılaşması ve dokuya özel matris yeniden kök teşvik için olduğu gösterilmiştir. 12-15
Doku kültürü biyoreaktörler in vitro hücre veya doku büyümesi için arzu edilen fizyolojik bir ortam simüle etmek için tasarlanmıştır. Vokal kord doku mühendisliği için, phonating vokal kıvrımların mekanik ortamını yeniden oluşturmak için özellikle önemlidir. İdeal vokal kord biyoreaktör etkili frekans, genlik ve titreşim süresi boyunca uyduruk kontrol sağlayan, kültür hücreleri titreşimli ipuçları teslim etmelidir. Titze ve arkadaşları matriks proteinlerinin hücresel üretimini teşvik etmek için yüksek frekanslı (20-200 Hz) salınımları ile statik esneme birleştiren bir vokal kord biyoreaktörünü (T1 biyoreaktör) 16 geliştirmiştir. Istimalg Bu biyoreaktör, Webb ve arkadaşları 17 hyaluronik asit (HA)-tabanlı hidrojel içinde kültüre dermal fibroblastlar üzerinde 10 günlük, 100-Hz titreşimlerin etkilerini inceledi. Titreşime maruz yapılar HA sintaz-2 (var2) statik kontrollere göre, dekorinin, fibromodulin ve matris metaloproteinaz-1 (MMP1), bir yüksek ifade sergiledi. Uyarıcı etkileri bağımlı zaman olduğu bulunmuştur. Daha yakın zamanlarda, grubumuz 18, bir güç yükselticisi, bir fonksiyon jeneratörü, kapalı bir hoparlör ve ekli hücrelere salınımlı hava transfer eden bir çevresel olarak sabitlenmiş silikon membran kullanılan bir ses kat biyoreaktör (J1 biyoreaktör) toplandı. J1 biyoreaktör içinde yetiştirilir Neonatal sünnet derisi fibroblast kadar% 0.05 'lik bir düzlem suşu ile, 60, 110 ya da 300 Hz'de titreşim 1 saat tabi tutulmuştur. QPCR sonuçlar, bazı ECM genlerin ekspresyon orta çeşitli titreşim frekanslarına karşılık olarak değiştirilmiş olduğu ileri sürülmüştürve genlikleri.
Bu biyoreaktör tasarımlar, ilginç ederken, çeşitli sınırlamalar var. Örneğin, T1 sistem ulaşılabilir maksimum frekansları sınırlayarak, mekanik bağlanma için konektörler ve bar bir sayıda gerektirir. Ayrıca, hücreler veri yorumlama karmaşık istenmeyen mekanik çalkalama ve sıvı pertürbasyon tabi tutulabilir. J1 biyoreaktör, diğer yandan, nispeten düşük enerji dönüşüm verimliliği sergiler ve kullanıcı dostu değildir. Buna ek olarak, titreşim sıklıkla temel silikon zardan hücre yüklü yapıları ayırır. J1 sürüm olarak aynı prensibe göre dizayn Burada bildirilen J2 vokal kord biyoreaktör, tutarlılık ve tekrarlanabilirlik için optimize edilmiştir. Fonasyon taklit eden titreşimler MSC nüfuslu lifli poli (ε-kaprolakton) (PCL) iskeleleri effectiv olan tek tek monte titreşim odalarına aerodinamik oluşturulurely güvenli. Lazer Doppler Titreşim Ölçer (LDV) kullanıcı membran / iskele montaj titreşim profilini doğrulamak sağlar. Bizim tanıtımda, MSC 7 gün boyunca 12 saat günlük bir toplam için 1 saatlik-on-1-hr-kapalı (OF) model ile 200 Hz sinüzoidal titreşimlere maruz kalmaktadır. Dayatılan titreşimli ipuçlarını hücresel yanıtlar sistematik olarak incelenmiştir. Genel olarak, J2 vokal kord dinamik hücre kültürü çalışmaları, yüksek verim ve tekrarlanabilir şekilde yapılacak sağlayan, en kullanıcı dostu özellikleri sağlar.