Name: Mühendislik Kalp Dokularında Aşırı Yüklerin Manyetik Ayarı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-05T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: Keşfedin mühendislik kalp dokularında manyetik tabanlı aşırı yük ayarı yöntemini. Bu teknik, uzun kültür sürelerinde özelleştirilebilir aşırı yük uygulamaları sağlar ve doku güç gelişimi ile yeniden şekillenme çalışmalarına olanak tanır.

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

Yazarlar, doku kültürü çalışmalarına desteklerinden dolayı Jutta Starbatty'e, fotoğraf için Axel Kirchhof'a, düzenleme çalışmaları için Alice Casagrande Cesconetto'ya ve bu cihazın geliştirilmesinde teknik destek için Bülent Akşehirlioğlu'na özel teşekkürediyor. B.B., DzhK (Alman Kardiyovasküler Araştırma Merkezi) Bursu, M.L.R. ve Whitaker International Postdoctoral Scholar Grant ve M.N.H. tarafından DZHK fonları tarafından desteklendi.

<ol><li>Zipes, D. P., Libby, P., Bonow, R. O., Mann, D. L., Tomaselli, G. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZipes%2C+DP+%22Braunwald%27s+Heart+Disease%3A+A+Textbook+of+Cardiovascular+Medicine.+11th+edn%22">Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 11th edn</a>. , Elsevier. (2018).</li>
<li>McCain, M. L., Yuan, H., Pasqualini, F. S., Campbell, P. H., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matrix+elasticity+regulates+the+optimal+cardiac+myocyte+shape+for+contractility%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-+Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Matrix elasticity regulates the optimal cardiac myocyte shape for contractility.</a> American Journal of Physiology- Heart and Circulatory Physiology. 306 (11), 1525-1539 (2014).</li>
<li>de Groot, P. C., van Dijk, A., Dijk, E., Hopman, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preserved+cardiac+function+after+chronic+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Preserved cardiac function after chronic spinal cord injury.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 87 (9), 1195-1200 (2006).</li>
<li>Perhonen, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+atrophy+after+bed+rest+and+spaceflight%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight.</a> Journal of Applied Physiology. 91 (2), 645-653 (2001).</li>
<li>Levy, D., Larson, M. G., Vasan, R. S., Kannel, W. B., Ho, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+progression+from+hypertension+to+congestive+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">The progression from hypertension to congestive heart failure.</a> Journal of the American Medical Association. 275 (20), 1557-1562 (1996).</li>
<li>Levy, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+trends+in+the+incidence+of+and+survival+with+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Long-term trends in the incidence of and survival with heart failure.</a> The New England Journal of Medicine. 347 (18), 1397-1402 (2002).</li>
<li>Maggioni, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EURObservational+Research+Programme%3A+regional+differences+and+1-year+follow-up+results+of+the+Heart+Failure+Pilot+Survey+%28ESC-HF+Pilot%29%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">EURObservational Research Programme: regional differences and 1-year follow-up results of the Heart Failure Pilot Survey (ESC-HF Pilot).</a> European Journal of Heart Failure. 15 (7), 808-817 (2013).</li>
<li>Mozaffarian, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics--2015+update%3A+a+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics--2015 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 131 (4), 29(2015).</li>
<li>Klautz, R. J., Teitel, D. F., Steendijk, P., van Bel, F., Baan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interaction+between+afterload+and+contractility+in+the+newborn+heart%3A+evidence+of+homeometric+autoregulation+in+the+intact+circulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Interaction between afterload and contractility in the newborn heart: evidence of homeometric autoregulation in the intact circulation.</a> Journal of the American College of Cardiology. 25 (6), 1428-1435 (1995).</li>
<li>Liedtke, A. J., Pasternac, A., Sonnenblick, E. H., Gorlin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+canine+ventricular+dimensions+with+acute+changes+in+preload+and+afterload%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Changes in canine ventricular dimensions with acute changes in preload and afterload.</a> The American Journal of Physiology. 223 (4), 820-827 (1972).</li>
<li>Toischer, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+cardiac+remodeling+in+preload+versus+afterload%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Differential cardiac remodeling in preload versus afterload.</a> Circulation. 122 (10), 993-1003 (2010).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+Hypertrophy+and+Increased+Susceptibility+to+Spontaneous+Calcium-Release+of+Rat+Left+Atrial+Myocytes+Due+to+Elevated+Afterload%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Cellular Hypertrophy and Increased Susceptibility to Spontaneous Calcium-Release of Rat Left Atrial Myocytes Due to Elevated Afterload.</a> PloS one. 10 (12), 0144309(2015).</li>
<li>Hori, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loading+sequence+is+a+major+determinant+of+afterload-dependent+relaxation+in+intact+canine+heart%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Loading sequence is a major determinant of afterload-dependent relaxation in intact canine heart.</a> The American Journal of Physiology. 249, 4 Pt 2 747-754 (1985).</li>
<li>Schotola, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+contractile+adaption+to+preload+depends+on+the+amount+of+afterload%5BTitle%5D)+AND+%22ESC+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">The contractile adaption to preload depends on the amount of afterload.</a> ESC Heart Failure. 4 (4), 468-478 (2017).</li>
<li>Sonnenblick, E. H., Downing, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Afterload+as+a+primary+determinat+of+ventricular+performance%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Afterload as a primary determinat of ventricular performance.</a> The American Journal of Physiology. 204, 604-610 (1963).</li>
<li>Hirt, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+afterload+induces+pathological+cardiac+hypertrophy%3A+a+new+in+vitro+model%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Increased afterload induces pathological cardiac hypertrophy: a new in vitro model.</a> Basic Research in Cardiology. 107 (6), 307(2012).</li>
<li>Hirt, M. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deciphering+the+microRNA+signature+of+pathological+cardiac+hypertrophy+by+engineered+heart+tissue-+and+sequencing-technology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+and+Cellular+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Deciphering the microRNA signature of pathological cardiac hypertrophy by engineered heart tissue- and sequencing-technology.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 81, 1-9 (2015).</li>
<li>Dorn, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fuzzy+logic+of+physiological+cardiac+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension%22%5BJournal%5D)">The fuzzy logic of physiological cardiac hypertrophy.</a> Hypertension. 49 (5), 962-970 (2007).</li>
<li>Hill, J. A., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cardiac plasticity.</a> The New England Journal of Medicine. 358 (13), 1370-1380 (2008).</li>
<li>Maillet, M., van Berlo, J. H., Molkentin, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+basis+of+physiological+heart+growth%3A+fundamental+concepts+and+new+players%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Molecular+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Molecular basis of physiological heart growth: fundamental concepts and new players.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (1), 38-48 (2013).</li>
<li>Stenzig, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+methylation+in+an+engineered+heart+tissue+model+of+cardiac+hypertrophy%3A+common+signatures+and+effects+of+DNA+methylation+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">DNA methylation in an engineered heart tissue model of cardiac hypertrophy: common signatures and effects of DNA methylation inhibitors.</a> Basic Research in Cardiology. 111 (1), 9(2016).</li>
<li>Werner, T. R., Kunze, A. C., Stenzig, J., Eschenhagen, T., Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blockade+of+miR-140-3p+prevents+functional+deterioration+in+afterload-enhanced+engineered+heart+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Blockade of miR-140-3p prevents functional deterioration in afterload-enhanced engineered heart tissue.</a> Scientific Reports. 9 (1), 11494(2019).</li>
<li>Leonard, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Afterload+promotes+maturation+of+human+induced+pluripotent+stem+cell+derived+cardiomyocytes+in+engineered+heart+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+and+Cellular+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Afterload promotes maturation of human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes in engineered heart tissues.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 118, 147-158 (2018).</li>
<li>Rodriguez, M. L., Werner, T. R., Becker, B., Eschenhagen, T., Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetics-Based+Approach+for+Fine-Tuning+Afterload+in+Engineered+Heart+Tissues%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+%26+Engineering%22%5BJournal%5D)">Magnetics-Based Approach for Fine-Tuning Afterload in Engineered Heart Tissues.</a> ACS Biomaterials Science & Engineering. 5 (7), 3663-3675 (2019).</li>
<li>Mannhardt, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Contraction+Analysis+of+Human+Engineered+Heart+Tissue+for+Cardiac+Drug+Safety+Screening%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (122), e55461(2017).</li>
</ol>

TE ve MNH, EHT Technologies GmbH'nin kurucularıdır. Diğer tüm yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Burada özetlenen protokol, mühendislik kalp dokularında aşırı yükü manyetik olarak değiştirmek için yeni bir tekniği açıklamaktadır. Bu teknik, silikon direklerin manyetik olarak duyarlı raflarına doğru ve uzak güçlü mıknatıslar bir tabak çevirmek için bir piezoelektrik sahne kullanımı dayanır. İki mıknatıs seti ne kadar yakınsa, ehtlerin üzerlerinde o kadar güçlü bir şekilde kültürlendirilen yük ler de o kadar güçlüdür.
Bu sistemin başarılı üretimi ve kullanımı için kritik olan birkaç adım va...

Afterload kan1fırlatmaya başladıktan sonra ventrikül üzerinde sistolik yük . Kardiyak gelişim sırasında, kardiyomiyosit matürasyonu için uygun bir afterload kritik öneme sahiptir2. Erişkin yaşlarda, ventriküler afterload düşük seviyelerde (örneğin, yüksek seviyeli omurilik yaralanması olan yatalak hastalarda3 veya uzay uçuşu gibi çok özel durumlarda4) kalp hipotrofi neden olabilir. Tersine, yüksek afterload kardiyak hipertrofi yol açabilir5. Dayanıklılık sporcular veya hamile kadınlarda kardiyak hipertrofi yararlı ve fizyolojik olarak kabul edilirken, uzun süreli arteriyel hipertansiyon veya şiddetli aort kapak darlığı ile ilişkili hipertrofi kardiyak aritmiler ve kalp yetmezliği bir yatkınlık olarak zararlıdır6. Kalp yetmezliği hastaları için 5 yıllık mortalite oranı 1980'lerde 6'dan8%40-50'ye kadar ~%70'ten%7'ye düşürülmüş olsa da, bu son derece yaygın olan durum için yeni tedavi seçeneklerine hala büyük ihtiyaç vardır (şu anda Batı dünyasında nüfusun %2.2'si) 8 .6
Patolojik kardiyak hipertrofisin moleküler mekanizmalarını araştırmak ve bu hastalığın tedavisi için önleyici veya tedavi edici stratejiler test etmek amacıyla, in vivo afterload modellerigeliştirilmiştir 9,10,11,12. Bu modeller ventriküler performans üzerinde afterload etkileri içine yararlı anlayışlar sunmuş olsa da, onlar afterload büyüklüğü üzerinde ince kontrol için izin vermez. Alternatif olarak, excised kalpler ve kas preparatları üzerinde yapılan sonra yük in vitro çalışmalar doku yükleme üzerinde ince kontrol için izin, ancak bu modeller uzunlamasına çalışmalar alametli çalışmalara elverişli değildir13,14,15.
Bu sorunların üstesinden gelmek için, biz mühendislik kalp dokularında yüksek afterload bir in vitro modeli geliştirdi (EHTs)16,17. Bu model, esnek içi boş silikon direkleri arasında asılı bir fibrin matris gömülü sıçan kalp hücreleri için 3 boyutlu bir kültür biçimidir. Bu dokular kendiliğinden yendi (silikon direklerin direncine karşı) ve auxotonic iş yapmak. Bir hafta boyunca içi boş silikon direklere sert metal braketlerin eklenmesiyle önceki deneylerde EHT'lere uygulanan artma yükünü 12 kat artırdık. Bu değişiklikler çok sayıda yol açtı, patolojik kardiyak hipertrofi karakteristik18,19,20: kardiyomiyosit hipertrofisi, kısmi nekroz, kontraktil kuvvet bir düşüş, doku gevşemesi bozulması, fetal gen programının reaktivasyonu, yağ asidi oksidasyonundan anaerobik glikoliz bir metabolik kayma, ve fibrozis bir artış. Bu prosedür başarıyla çeşitli çalışmalarda istihdam edilmiş olmasına rağmen17,21,22, bazı dezavantajları vardır. Sadece iki durum vardır, düşük veya çok yüksek (12 kat) fazla yük, ve prosedür ehts manuel işleme gerektirir, hangi zamansal esneklik sınırlar ve kontaminasyon riski oluşturur.
Son zamanlarda, Leonard ve ark. silikon direkleri23kültürlü EHTs afterload modüle etmek için benzer bir teknik kullanılır. Bükme hareketlerini kısıtlamak için direklerin dış çevresine farklı uzunluklarda parantezler yerleştirildi. Bu çalışmanın yazarları, yük gelişmiş kuvvet geliştirme ve insan iPS kaynaklı EHTs olgunlaşma tekil bir küçük-orta artış, yüksek yükler patolojik bir durum sonuçlandı bildirdi. Ancak, kendi sistemimize benzer şekilde, bu teknik sadece tekil artışlar için afterload, hangi büyüklüğü parantez uzunluğu tarafından dikte sağlar. Bu nedenle, afterload ince değişiklikler, zaman içinde afterload değişiklikler ve hassas yükleme rejimleri bu teknikler ile mümkün değildir.
Burada, post-direnç modüle etmek için kullanılabilecek bir sistem için protokol sağlamak, yani, EHTs sonra yüklenmesi manyetik24. Bu platform, afterload ince ayar kolaylaştırır, kullanıcı tarafından tanımlanan afterload rejimleri sağlar ve EHT sterilite sağlar.

<table><tbody><tr><td>Silindirik plaka mıknatıslar</td><td>HKCM</td><td>9962-55184</td><td>h = 14 mm, d = 13 mm</td></tr><tr><td>Silindirik direk mıknatıslar</td><td>HKCM</td><td>9962-63571</td><td>h = 2 mm, d = 0,5 mm</td></tr><tr><td>Diş teli</td><td>Ormco</td><td>266-1316</td><td>d = 0,016 inç (0,406 mm)</td></tr><tr><td>GraphPad</td><td>GraphPad Yazılımı, La Jolla, California, ABD</td><td>Windows</td><td></td>için sürüm 6.00</tr><tr><td>Piezo motor için hareket kontrol yazılımı</td><td>Micronix USA</td><td></td>, <td>üretici ana sayfasında ücretsiz indirme</td></tr><tr><td>Piezo motor için hareket kontrolörü</td><td>Micronix USA</td><<td>strong>MMC-100-01000</td><td></td></tr><tr><td>Optik kasılma analiz platformu</td><td>EHT teknolojileri</td><td>A0001</td><td></td></tr><tr><td>Piezoelektrik lineer motor</td><td>Micronix USA</td><td>PPS-20-15206</td><td>, lineer optik kodlayıcı, inkübatör-çevre ile donatılmıştır uyumlu</td></tr><tr><td>Stiren Çubuk</td><td>Plastruct</td><td>MR-15</td><td>d = 0.015 inç (0.381 mm)</td></tr><tr><td>USB kamera</td><td>Reichelt Elektronik</td><td>REFLECTA 66142</td><td></td></tr></tbody></table>

mühendislik kalp dokularında aşırı yüklerin manyetik ayarı

Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues

Afterload hem fizyolojik hem de patolojik kardiyak durumların gelişimini sürücü bilinmektedir. Bu nedenle, değiştirilmiş yük sonrası durumların sonuçlarının incelenmesi, bu kritik süreçleri kontrol eden mekanizmalar hakkında önemli bilgiler verebilir. Ancak, zaman içinde kalp dokusunda tam ince ayar sonrası yük için deneysel bir teknik şu anda eksiktir. Burada, mühendislik kalp dokularında (EHTs) bu kontrolü sağlamak için yeni geliştirilen manyetik tabanlı bir teknik tanımlanmıştır. Manyetik duyarlı EHT'ler (MR-EHTs) üretmek için dokular, bazıları küçük kalıcı mıknatıslar içeren içi boş silikon direklere monte edilir. Kalıcı mıknatıslar ikinci bir dizi aynı polarite ile yönelik ve eksenel sonrası mıknatıslar ile hizalanmış olan bir akrilik plaka içine basın-fit. Sonradan yükü ayarlamak için, bu mıknatıs plakası bir kodlayıcı ile donatılmış bir piezoelektrik sahne kullanılarak post mıknatıslardan (daha yüksek art yük) veya uzağa (daha düşük afterload) doğru çevrilir. Sahne konumlandırmasını ayarlamak için kullanılan hareket kontrol yazılımı, kullanıcı tarafından tanımlanan afterload rejimlerinin geliştirilmesine olanak sağlarken, kodlayıcı sahnenin bulunduğu yerdeki tutarsızlıkları düzeltmesini sağlar. Bu çalışma, dünyanın diğer laboratuvarlarında benzer platformların geliştirilmesini sağlamak için bu sistemin imalatı, kalibrasyonu ve uygulanmasını açıklamaktadır. Bu sistem kullanılarak yapılabilecek farklı çabaların çeşitliğine örnek olmak için iki ayrı deneyden elde edilen temsili sonuçlar yer aldı.

Mıknatıs sonrası sertlik niceleme Yatay olarak yönlendirilmiş manyetik duyarlı silikon direk sabit bir konuma monte edildi ve bu direğin birkaç tanımlanmış uzaklıkta ("mıknatıs aralıkları") eksenel hizalanmış kalibrasyon mıknatısı yerleştirildi. Bilinen ağırlık test yükleri silikon direğin sonundan askıya alındı, sonrası bükmek için neden. Bu sapma optik olarak ölçüldü. Tüm mıknatıs aralıklarında test yükünün çekim kuvveti ile ortaya çıkan post sapma arasında doğrusal bir ilişki gözlenmiştir<strong cl...

Bu protokol, mühendislik kalp dokuları için manyetik tabanlı bir afterload atoing platformunun üretilmesi ve uygulanmasını açıklayan ayrıntılı yöntemler sağlar.

Mühendislik Kalp Dokularında Aşırı Yüklerin Manyetik Ayarı

Afterload is known to drive the development of both physiological and pathological cardiac states. As such, studying the outcomes of altered afterload ...

Bu sistem, bu uyaranların doku kuvveti gelişimi, yeniden biçimlendirme ve olgunlaşma üzerindeki etkilerini incelemek için, mühendislik lenmiş kalp dokularını farklı afterload rejimlerine maruz bırakmak için kullanılabilir. Tekniğimiz, hücre kültürü plakasını açmaya gerek kalmadan uzun süre boyunca, dayak dokularını çok çeşitli özelleştirilebilir aşırı yük rutinlerine tam olarak tabi kılmanızı sağlar. Yöntemimiz iskelet kası, düz kas veya eksiltilmiş papiller kas gibi diğer kas dokusu kültür sisteminde ki aşırı yükü kontrol etmek için değiştirilebilir.Bizim sistem yaklaşımı oldukça benzersiz ve birçok bilim adamı aşina olmayan teknik yönleri özellikleri olduğundan, görsel gösteri bizim kurulum yeniden yardımcı olabilir. Manyetik duyarlı silikon raflar üretmek için, 24 iyi plaka metin protokolünde açıklanan silikon direkleri raflar kürek olabilir elde. Sabit bir polarite kullanarak mıknatısları suyla yağlayın ve silikon rafların en dış direklerine teker teker takın.Dikkatle içi boş sonrası boşluğun altına itmek için paslanmaz çelik diş tel karışımı bir parça kullanın. En fazla beş mıknatıslar her yazı yığılmış olabilir. Paslanmaz çelik diş telini 11,25 milimetre genişliğinde ve 15 milimetre uzunluğunda ki paranteziçine bükmek için yuvarlak burun lu permalar kullanın.Doğru boyutlarda elde emin olmak için, bir tel bükme yardımcı olmak için kendi kendine yapılmış jig kullanabilirsiniz, sonra kesme yüzeyi düzeltmek için parantez ve dosya kesmek için tel kesiciler kullanabilirsiniz. Ayraçları veya direkleri suyla yağlayın ve işlemde ikinci ve üçüncü direğe sabitleme silikon rafa takın. Metin protokolünde açıklandığı gibi alet sonrası alet hazırlamaya başlayın, manyetik olmayan bir malzeme kullanarak piezoelektrik aşamaya mıknatıs tutucu eklemek, bu alüminyum Bir L şeklinde bir parça kullanılarak elde edilebilir.Dokuların görsel analizini sağlamak için, afterload atonlama cihazına bir ışık kaynağı yükleyin. Burada ledler bir dizi aşağıdan kalp dokuları için mühendis aydınlatmak için kullanılmıştır. Afterload ayar sistemini kalibre etmek için, silikon raflardan birini monte edin ve manyetik olmayan malzemeler kullanarak dikey olarak manyetik duyarlı silikon direkleri yatay olarak yönlendirilir.Şimdi yatay olarak hareket eden doğrusal bir aşamada ki eksenli olarak manyetik duyarlı direk ile hizalanır plaka mıknatıslar monte. Kalibrasyon mıknatısını yatay aşamayı kullanarak manyetik duyarlı silikon direğinden tanımlı bir mesafe yerleştirin. Test yüklerinin etkisi altında gönderi saptırmasını optik olarak kaydedebilmek için bu kurulumun yan tarafına bir kamera yerleştirin.Ekli yüklerin serbestçe asması için gönderinin altında yeterli alan olduğundan emin olun. Gönderiler nötr pozisyon için bir referans olarak kullanmak için herhangi bir ağırlık yokluğunda gönderinin bir resim alın. Kameranın bakış açısını değiştirmeden, yüklerden birini silikon direğin in sonuna takın, ardından ağırlığın etkisi altında bükülen yazının fotoğrafını çekin.Şimdi, x eksenindeki silikon direğinin yönünü y eksenindeki her test ağırlığının çekim kuvvetine göre grafikle çizin. Bu kuvvet ve sapma arasında doğrusal bir ilişki vermelidir. 00'dan geçen doğrusal bir regresyon işlevini ve elde edilen verileri çizin.Bu fonksiyonun eğimi, test edilen mıknatıs boşluğundaki manyetik duyarlı silikon direğinin sertliği, k'sıdır. Dmax ve dmin arasındaki birkaç aralıkta bu adımları tekrarlayın. Burada yaklaşık 31 milimetre ile yaklaşık beş milimetre arasında değişen sekiz farklı mıknatıs pozisyonundaki sapmalar analiz edildi.Bu değerler üzerinden bir çok regresyon fonksiyonu. Örneğin, çözümleme yazılımında doğrusal olmayan uyum, bir faz bozma işlevi kullanın. Bu regresyon fonksiyonu mıknatıs aralığı ve afterload arasındaki ilişkiyi açıklar.Afterload atoklama cihazını deneylere hazırlamak için piezoelektrik sahne motorunu hareket kontrol cihazına bağlayın ve hareket kontrol cihazını bilgisayara bağlayın. Hareket kontrol cihazının da bir güç kaynağına bağlı olduğundan emin olun. Ardından hareket kontrol platformu yazılımını başlatın, hareket kontrol yazılımının kurulumu sırasında sahne tahtası olarak belirlenen bağlantı noktasını seçerek yazılımı piezo sahne motoruna bağlayın ve ardından açık bağlantı noktası düğmesini tıklatın.Sistem paneline gidin, döngü açılır menüsünde açık döngüseçin. Mıknatıs plakasını el ile en yüksek konumuna, mümkün olan en yakın mıknatıs aralığı dmin'e taşıyın. Mıknatıs plaka kültür plaka montaj ile temas etmelidir.Şimdi hareket paneline gidin, piezo sahnesinin mevcut konumunu sıfırlamak için sıfır düğmesi gibi. Mıknatıs lı bıçağı mümkün olan en düşük konuma manuel olarak taşıyın, piezoelektrik sahne motorunun hareket aralığını belirlemek için kodlayıcı konumunu yazın. Sistem panelindeki seyahat limitlerini bir önceki adımda belirlenen hareket aralığındaki değerlere ayarlayın.Bu, mıknatıs bıçağının kültür bıçağına veya afterload atoklama cihazının altına çarpmasını önler. Bir kez daha, mıknatıs lı bıçağı en yüksek konumuna taşıyın ve sıfır düğmesine tıklayın. Sistem paneline gidin ve geri bildirim döngüsü modunu kapalı döngü olarak değiştirin, bunu yapmak, sahne alanının konumlandırmasındaki hatalar için düzeltilmesini sağlar.Bu ayarları sistemde depolamak için mağaza parametreleri kutusundaki kaydet düğmesini tıklatın. Şimdi kültür plaka montaj üzerinde manyetik duyarlı silikon raflar üzerinde mühendislik kalp dokuları içeren 24 iyi kültür plaka yerleştirin. İstenilen bir sonrayük elde etmek için gerekli olan mıknatıs aralığını hesaplamak için, d için daha önce belirlenen doğrusal olmayan regresyon fonksiyonunu çözün.Hesaplanan mıknatıs aralığından dmin çıkar, d. Sonuç, mıknatıs plakasının istenilen afterload'ı elde etmek için sıfır konumundan geçmesi gereken mesafedir. Bu değeri Hareket panelindeki Hedef Konum giriş alanına yazın ve mühendislik teki kalp dokusunun art yükünü hesaplanan değere ayarlamak için Git'i tıklatın.Fare kalplerinden üretilen mrehts kontrol kontraktil kuvvet bir plato ulaşılınana kadar manyetik afterload yokluğunda kültürlü edildi. Bu gün, MREHTs ve kontrollü EHTs benzer ortalama güçleri vardı. Sonraki hafta boyunca, MREHTs uygulanan afterload kademeli olarak dokuz noktadan altı nokta sekiz milimetre başına beş milinewton artmıştır, EHTs kontrol için afterload sabit kalırken.Ortalama kontraktil kuvvet, dokuz beş milinewton noktasına kadar artan artarak, kontrollü EHT'ler için ölçülen ortalama değere kıyasla üç kat daha fazla kuvvet artışına işaret eder. Öte yandan kontrol dokularına göre post sapma azaldı. Kültürün son gününde MREHT'ler için ölçülen ana sapma sadece bir milimetre, kontrol EHT's için nokta dört sekiz milimetre ile karşılaştırıldığında.Manyetik duyarlı silikon direkler üzerindeki Rad EHT'ler, plato ve kontraktil kuvvete ulaşılıncaya kadar milimetre başına 9 milimetrelik en az bir noktadan daha az bir şekilde kültürlendi. Bu günden itibaren MREHTs, EHT'leri milimetre başına dokuz nokta bir ve altı nokta sekiz milimetre arasında değişen afterload döngülerine maruz bırakan yedi günlük bir afterload rejimi geçirdi. Kontrol EHT's sonrayük kültür tüm süre boyunca milimetre başına altı sıfır milimetre noktasında sabit tutuldu.Gözlenen farklılıklar istatistiksel olarak anlamlı değildi. Optik kontraktilite analizi ile birlikte, bu yöntem fizyolojik kas özellikleri araştırmak için yararlı olabilir afterload dalgalanan büyüklükleri için kısa vadeli kontraktil yanıt gerçek zamanlı ölçüm sağlar. Güçlü mıknatıslar aniden birbirlerine tutunabilir, kullanıcıya zarar verebilir ve mıknatısların kendilerine zarar verebilir, bunu önlemek için mıknatısı güvenli bir mesafede ayrı tutarlar.

magnetic-adjustment-of-afterload-in-engineered-heart-tissues

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Gelişim Biyolojisi

Bu makale kalpleri başarısız ve sol ventrikül duvar stresi ve fonksiyonları üzerine etkisi miktarının bir roman hidrojel implante prosedürleri anlatılmaktadır. Bu prosedürler, başarılı bir köpek ve insan uygulanmıştır.

Algisyl-LVR kullanarak Hearts başarısız Fonksiyon Sol Ventrikül Duvar Stres ve İyileştirme azalma

Kalp yetersizliği hastaneye yatışların önde gelen nedeni ve mortalitenin önemli bir nedenidir. Miyokard enfarktüsü sonrası ventriküler yeniden şekillenme ve kardiyak disfonksiyonu araştırmak için farelerde sol ön inen koroner arterin kalıcı ligasyonu modeli uygulanır. Farelerde invaziv hemodinamik ölçüm tekniği sunulmuştur.

Farelerde Sol Ön İnen Koroner Arter Daimi ligasyonu: Post-miyokard Enfarktüs Remodelling ve Kalp Yetmezliği Bir Model

Bu makale, farklı kalp atış hızlarında basınç/hacim analizi yoluyla murin sol ventrikül fonksiyonunun ölçümünü açıklamaktadır.

Bowditch Efekt incelenmesi: Basınç Hacim İlişkisi Tedbir Fare Kardiyak Kateterizasyon

uyarılmış pluripotent kök hücreler (hiPSC) kardiyomiyositlerini -türevlenmiş dan Burada, insan mühendisliği kalp dokusu üretimini göstermektedir. Biz hERG kanalı inhibitörü e-4031 ile büzülme kuvveti ve kasılma biçimi örnek değişiklik analiz etmek için bir yöntem sunulmaktadır. Bu yöntem, kalp ilaç taraması için sağlamlık ve uygunluğu yüksek seviyesini gösterir.

Kardiyak İlaç güvenlik Taraması için insan mühendisliği kalp dokusunun Otomatik Büzülme Analizi

Burada, köklü fareler aort daralması modelinde cerrahi aort debandinginin adım adım protokolünü açıklıyoruz. Bu prosedür sadece hipertrofinin sol ventrikül ters remodeling ve regresyonunun altında kalan mekanizmaların incelenmesine izin vermekle kalmaz, aynı zamanda miyokard iyileşmesini hızlandırabilecek yeni terapötik seçenekleri test eder.

Kemirgenlerde Aort Debanding tarafından Sol Ventrikül Ters Tadilatı Eğitimi

Burada, farelerdeki içsel kardiyak fonksiyonu ve β-adrenerjik rezervi belirlemek için artan intravenöz aşılanmış izoproterenol dozları altında bir kardiyak basınç hacmi döngü analizi açıklıyoruz. Basınç hacmi döngüsü ölçümleri için, pozitif uç-ekspiratör basınçlı havalandırmayı dahil ettiğimiz modifiye edilmiş bir açık göğüs yaklaşımı kullanıyoruz.

Basınç-Hacim Döngüsü Analizi ile Belirlenen β-Adrenerjik Stimülasyona Kardiyak Yanıt

Kök hücre kaynaklı kardiyomiyositler kullanılarak biyomühendislik yapılan üç boyutlu kalp dokuları, doğal kardiyak nişin temel yönlerini özetlerken, sağlıklı ve hastalıklı insan miyokardını in vitro incelemek için umut verici modeller olarak ortaya çıkmıştır. Bu makale, insan kaynaklı pluripotent kök hücre kaynaklı kardiyomiyositlerden üretilen yüksek içerikli tasarlanmış kardiyak dokuların üretilmesi ve analiz edilmesi için bir protokolü açıklamaktadır.

Tasarlanmış Kardiyak Dokuların Veri Toplamasını ve Model Verimini İyileştirmek için Bir Biyoreaktör Tasarlama

Protokol, sol ventrikülün doğrudan yüklenmesinin greft sağlığı için bir değerlendirme tekniği olarak hizmet edebileceği ve aynı zamanda greft fonksiyonunun bütünsel bir değerlendirmesini sağlayabileceği bir domuz ex vivo kalp perfüzyon sistemini tanımlar. Sistem tasarımı ve olası değerlendirme metrikleri hakkında bir tartışma da sağlanmaktadır.

Greft Değerlendirmesi için Pasif Sol Atriyal Basınçlandırma ve Pasif Son Yük Kullanılarak Kardiyak Yükleme

Bu protokol, mikrocerrahi yoluyla gelişmekte olan zebra balığı kalbine manyetik bir boncuk aşılamak, mekanik kuvvetlerin in vivo olarak manipüle edilmesini sağlamak ve endokardiyal hücrelerde mekanik uyarana bağlı kalsiyum akışını tetiklemek için bir yöntemi ana hatlarıyla belirtir.

Gelişmekte Olan Zebra Balığı Kalbindeki Mekanik Kuvvetlerin Manyetik Boncuklar Kullanılarak Manipüle Edilmesi

Gömülü demir parçacıkları içeren ultra yumuşak bir silikon elastomer (polidimetilsiloksan, PDMS) kullanılarak üretilen dinamik ve geri dönüşümlü bir sertlik test platformu sunuyoruz. Bu yeni tahlil, temas rehberliği de dahil olmak üzere hücre fenotiplerinde ortaya çıkan zamana bağlı fiziksel değişiklikleri incelemek için uygundur. Burada, manyetikler kullanılarak matriks sertleşmesi üzerine yenidoğan sıçan kardiyomiyosit hizalamasını ölçüyoruz.

Kardiyomiyosit Hizalamasındaki Değişiklikleri Yönlendirmek için Mikro Desenli Manyeto-Reolojik Elastomerler

Keşfedin mühendislik kalp dokularında manyetik tabanlı aşırı yük ayarı yöntemini. Bu teknik, uzun kültür sürelerinde özelleştirilebilir aşırı yük uygulamaları sağlar ve doku güç gelişimi ile yeniden şekillenme çalışmalarına olanak tanır.

Mühendislik Kalp Dokularında Aşırı Yüklerin Manyetik Ayarı

Daha fazla video keşfet