وتستند هذه المادة على دعم البحوث (أو تدعمها جزئيا) مكتب تسويق التكنولوجيا ، وسولت لايك سيتي ، يوتا ، ومكتب للبحوث والانماء ، R إعادة التأهيل وخدمات التطوير ، DVA الرعاية الصحية SLC النظام ، سولت لايك سيتي ، يوتا ، وزارة الدفاع PRMRP غرانت (رقم PR054520) ، والرئيس ألبرت هوفمان ومارغريت وإدارة جراحة العظام في جامعة يوتا مدرسة الطب ، سولت لايك سيتي ، يوتا ، وقدم الدعم التقني لمحاكاة عن مركز الحوسبة الحيوية الطبية التكاملية من الحوسبة العلمية وقدم معهد التصوير وممكن في جزء من البرنامج من مركز NIH / NCRR للحوسبة الطبية الحيوية التكاملية ، P41 - RR12553 - 07. مدد إضافية لالامتنان شو Gwenevere للحصول على المساعدة في إعداد المخطوط ويليامز داستن لصورة بيوفيلم.

الجزء 1 : استخدام التصوير المقطعي (CT) بمسح للتعمير المبتورين <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جمعت بأثر رجعي المقطعية من جامعة يوتا وزارة شؤون المحاربين القدامى من المستشفيات بعد الحصول على موافقة الاتحاد الدولي للرجبي وHIPAA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد تم اختيار المقطعية لأنها تسمح تمييز واضح بين أنواع الأنسجة على أساس الامتصاص الأشعة السينية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم تفتيش يدويا سنت والتي شملتها الدراسة على أساس عدم وجود زراعة قطعة أثرية معدنية لمنع الصور. </li></ol> الجزء 2 : الجيل النموذجي مع Seg3D <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم تحميل الملفات كصور ديكوم وتحميلها في Seg3D (الإصدار 1.11.0 ، software.sci.utah.edu) في مجلد جديد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> واستخدم مرشح الوسط لتسهيل استيراد كميات قبل تحديد هياكل الأنسجة محددة هندسيا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد تم توليد حدود أنسجة العظام ، ونخاع العظام ، والأجهزة والأنسجة الدهنية التي thresholding الملفات CT تفاعلي (الشكل 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1 : المقطع العرضي السهمي من الطرف المبتور المتبقية thresholded والمنفصلين إلى أنواع الأنسجة محددة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم الحصول على عضلات يدويا عن طريق وضع نقاط البذور داخل الأنسجة العضلية thresholded واستخدام الثقة مرتبطة تصفية للعثور على كافة الأنسجة المتصلة نقاط البذور. القضاء على هذه الخطوة الخاطئة الأنسجة التي قد تم تجميعها معا مع العضلات على أساس الامتصاص مماثلة من سنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ولدت في الجلد ، والتي كان من المستحيل أن نجزم بشكل موثوق من الصور المقطعية ، عبر توسيع الأنسجة الأبعد 2 ملليمتر على أساس متوسط ​​سماكة الجلد لإنتاج طبقة متجانسة من سمك الذي كان يحيط نموذج كامل 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصحيح تم تفتيش يدويا الإنقسامات ، لضمان دقة ومجتمعة في التسلسل الهرمي في تسمية واحدة الخريطة المطلوبة لتحليل العناصر المحدودة (الشكل 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2 : نموذج هرمي الممثل لمبتوري الأطراف الثنائية التي تم إنشاؤها باستخدام Seg3D. </li></ol> الجزء 3 : التحضير لتحليل العناصر المحدودة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم تصميم زرع 10 سم في Matlab لتكون بمثابة جهاز لتقويم العظام وزرع الكاثود عن التحفيز الكهربائي والمستوردة إلى SCIRun (الإصدار 4.0 ، software.sci.utah.edu). </li></ol> 4 منه : الكهربائي التنسيب والتصميم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد استخدمت SCIRun للتصميم الكهربائي نظرا لأنه يدعم التفاعلية التنسيب الكهربائي والمحاكاة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وأنشئت شبكة وحدات المنظمة مع وظائف محددة لإنشاء شبكة (الشكل 3). وكانت وحدات مهمة لتحديد شروط الحدود ، التوصيلات الأنسجة ، والتحسينات شبكة ، وتوليد مطلب المدرج الاحصائي ، وتسجيل البيانات الميدانية ، الخ (الجدول 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig3.jpg" alt="الشكل 3" /> الشكل 3 : الممثل صورة شبكة من دراسة تجريبية باستخدام اثنين تكوين الفرقة الكهربائي الخارجي. <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> الجدول 1 </td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> التوصيلات المخصصة لمناديل مقسمة </td></tr><tr><td> نوع الأنسجة </td><td> التوصيلات [ق / م] </td></tr><tr><td> عضو </td><td> 0.22 </td></tr><tr><td> جلد </td><td> 0.26 </td></tr><tr><td> دهني </td><td> 0.09 </td></tr><tr><td> عضلة </td><td> 0.25 </td></tr><tr><td> عظم قشري </td><td> 0.02 </td></tr><tr><td> نخاع العظم </td><td> 0.07 </td></tr></tbody></table></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تألف تكوينات لأقطاب من القطب التصحيح واحد ، أقطاب التصحيح اثنين ، واحد الفرقة مستمرة ومتواصلة شريطين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> طبقت نطاقات الكهربائي الخارجي للأطرافهم المتبقية من النماذج المولدة من الأشعة المقطعية وكان المريض في سمك 1.6 سم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضعت باعتبارها القطب بقع الشريط الذي يغطي تقريبا نصف القطر من طرف المتبقية وكانت 3 سم في السمك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم تعيين زرع الداخلية القشرية التي تمثل زرع طعم مندمج إلى قطرها بطانة العظم للسماح لتناسب زرع الكمال ، وملء 2. </li></ol> الجزء 5 : تحليل العناصر المحدودة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد ولدت على افتراض أن المحاكاة ويمكن حساب المقاييس الكهربائية باستخدام منهج شبه ثابت مع عدم وجود الوقت التبعية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم حساب النموذج من خلال حل معادلة لابلاس لكل نوع من أنواع الأنسجة الناتجة عن الإنقسامات Seg3D. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وتم تشكيل لشروط الحدود من قبل أقطاب التيارات التي حقنه والتوجيهي الحالية التي لا تزال داخل الجسم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منذ وزرع أقطاب كهربائية لديها الموصلية أكبر بكثير من الأنسجة المحيطة بها ، وكانتssumed أن زرع (الكاثود) كان في احتمال دائم ، وبالمثل كانت على غرار الأقطاب السطح مع الفرق احتمال مستمر من زرع عن طريق الجلد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتقييم نجاعة التكوين الكهربائي والتحجيم ، وضعت نماذج محددة ، وكان يستخدم المريض القدرة الكهربائية في جميع أنحاء اجهة زرع لتحديد مواطن القوة الميدانية المترجمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تم إنشاء نموذج باستخدام مسدس الأضلاع شبكة تتألف من نحو 1.8 مليون العناصر التي كانت تعامل على أنها متجانسة piecewise ، أومية والخواص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وقد تم اختيار النموذج الأمثل لهذه التجربة مع فارق نسبي &lt;5 ٪ في تدرجات الجهد مع شبكة أكدت دراسة حساسية لضمان دقة النموذج (الجدول 2). <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="305" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> الجدول 2 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="3"> شبكة الحساسية الدراسي النموذجي لمبتوري الأطراف </td><td></td></tr><tr><td> عيون </td><td> عناصر </td><td> العقد </td><td> الفرق النسبي </td></tr><tr><td> 100 100 50 </td><td> 149089 </td><td> 161131 </td><td> 0.0995 </td></tr><tr><td> 125 125 75 </td><td> 350180 </td><td> 371472 </td><td> 0.0802 </td></tr><tr><td> 150 150 100 </td><td> 673032 </td><td> 706082 </td><td> 0.0545 </td></tr><tr><td> 175 175 125 </td><td> 1146778 </td><td> 1194044 </td><td> 0.0527 </td></tr><tr><td> 200 200 150 </td><td> 1796690 </td><td> 1860772 </td><td> 0.0439 </td></tr><tr><td> 250 250 200 </td><td> 3745038 </td><td> 3850202 </td><td> 0.0364 </td></tr><tr><td> 275 275 225 </td><td> 5097243 </td><td> 5226587 </td><td> 0.0301 </td></tr><tr><td> 300 300 250 </td><td> 6742588 </td><td> 6898729 </td><td> 0.0000 </td></tr></tbody></table></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كانوا يستخدمون تكرارية حلالا ، يحسب قياسات كهربائية في نماذج العناصر المحدودة للتكوينات الكهربائي. </li></ol>

<ol>
	<li>Tortora, G. J., Nielsen, M. T., Roesch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Human Anatomy. , (2009).</li><li>Bloebaum, R. D., Bachus, K. N., Momberger, N. G., Hofmann, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (1993).</li><li>Goldberg, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Military Medical/NBC Technology. 11 (8), 31 (2007).</li><li>Fischer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Report No. Order Code RS22452. , (2008).</li><li>Moore, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. 238, 219 (1989).</li><li>Hagberg, K., Branemark, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Prosthet Orthot Int. 25 (3), 186 (2001).</li><li>Todd, T. W., Barber, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 16, 53 (1934).</li><li>Jaegers, S. M., Arendzen, J. H., de Jongh, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 76 (8), 736 (1995).</li><li>Potter, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Journal of American Academy of Orthopaedic Surgeons. 14 (10), 191 (2006).</li><li>Kulkarni, J., Adams, J., Thomas, E., Silman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Rehabil. 12 (4), 348 (1998).</li><li>Smith, D. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. (361), 29 (1999).</li><li>Pasquina, P. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 87 (3), 34 (2006).</li><li>Ysander, M., Branemark, R., Olmarker, K., Myers, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Journal of Rehabilitation Research &amp; Development. 38 (2), 183 (2001).</li><li>Couch, N. P., David, J. K., Tilney, N. L., Crane, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> American Journal of Surgery. 133 (4), 469 (1977).</li><li>Morgenroth, D. C., Shakir, A., Orendurff, M. S., Czerniecki, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Am J Phys Med Rehabil. 88 (2), 108 (2009).</li><li>Pendegrass, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Journal of Bone and Joint Surgery British. 90 (1), 114 (2008).</li><li>Lee, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Med Eng Phys. 30 (7), 825 (2008).</li><li>Brighton, C. T., Friedenberg, Z. B., Zemsky, L. M., Pollis, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 57 (3), 368 (1975).</li><li>Spadaro, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bioelectromagnetics. 18 (3), 193 (1997).</li><li>Brighton, C. T., Friedenberg, Z. B., Mitchell, E. I., Booth, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. 124, 2 (1976).</li><li>Friedenberg, Z. B., Brighton, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 48 (5), 915 (1966).</li><li>Yonemori, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bone. 19 (2), 173 (1996).</li><li>Treharne, R. W., Brighton, C. T., Korostoff, E., Pollack, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. (145), 300 (1979).</li><li>Wiesmann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1538 (1), 28 (2001).</li><li>McLeod, K. J., Rubin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 74 (6), 920 (1992).</li><li>Rubinacci, A., Tessari, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Calcified Tissue International. 35 (6), 728 (1983).</li><li>Brighton, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J. Bone Joint Surg Am. 63 (5), 847 (1981).</li><li>Friedenberg, Z. B., Zemsky, L. M., Pollis, R. P., Brighton, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 56 (5), 1023 (1974).</li><li>Jorgensen, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. 124, 124 (1977).</li><li>Ehrlich, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. 437, 59 (2005).</li><li>Soong, H. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 31 (11), 2278 (1990).</li><li>Li, W. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bone. 32 (8), 986 (2006).</li><li>Leitgeb, N., Cech, R., Schrottner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Radiat Prot Dosimetry. 124 (2), 124 (2007).</li><li>van der Borden, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biomaterials. 28 (12), 2122 (2007).</li><li>van der Borden, A. J., van der Mei, H. C., Busscher, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biomaterials. 26 (33), (2005).</li><li>Costerton, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Annual Review of Microbiology. 41, 435 (1987).</li><li>Neut, D., van der Mei, H. C., Bulstra, S. K., Busscher, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Acta Orthop. 78 (3), 299 (2007).</li><li>Anwar, H., Dasgupta, M. K., Costerton, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 34 (11), 2043 (1990).</li><li>Costerton, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. (437), 7 (2005).</li><li>Nelson, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res. 437, 25 (2005).</li><li>Gunterberg, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (1998).</li><li>Lavine, L. S., Grodzinsky, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 69 (4), 626 (1987).</li><li>Chakkalakal, D. A., Johnson, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Clin Orthop Relat Res). (161), 133 (1981).</li><li>Buckwalter, J. A., Glimcher, M. J., Cooper, R. R., Recker, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 77 (2), 1276 (1995).</li><li>Lane, J. M., Vigorita, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> J Bone Joint Surg Am. 65 (2), 274 (1983).</li></ol>

تكنولوجيا الكشف عنها في هذه المادة ، وذلك باستخدام زرع العظام تحديدا باعتبارها القطب السالب وظيفية لزيادة التعلق الهيكل العظمي ، والحد من إعادة التأهيل ومنع الالتصاق الجرثومي هو فكرة الرواية التي اخترعها المؤلف الأول في تقديم المجلة. وقد تم تقديم نموذج الإفصاح الاختراع في جامعة ولاية يوتا ، وقدمت الولايات المتحدة على براءة اختراع مؤقتة حماية جميع تكنولوجيا الكشف عنها.

فهم بارادايم التحفيز الكهربائي تحسينات في مجال الرعاية الطبية واستراتيجيات إجلاء في ميدان القتال قد يؤدي إلى زيادة عدد الإصابات المحاربين على قيد الحياة متعلق الحرب الكارثية. في حين أن معدل البقاء على قيد الحياة هو تحسين التقدم الطبي ، والنساء من الجنود العائدين من القتال مع البتر التي تتطلب المتابعة المكثفة الرعاية والتأهيل واسعة ومكلفة للخدمات الأطراف الاصطناعية من خلال نظام شؤون المحاربين القدامى الرعاية الصحية 3. الكونغرس التقارير أن أكثر من 1000 من التفاصيل المتعلقة بالحرب بتر حدثت نتيجة لعملية الحرية الدائمة (عملية الحرية الدائمة) وعملية حرية العراق (OIF) 4 الصراعات. في حالة عملية الحرية الدائمة والمنظمة الدولية للفرانكوفونية قدامى المحاربين ، فقدت حوالي 15 ٪ من المحاربين العائدين أطراف متعددة ، وعددا كبيرا من الجنود العائدين والنساء الأطراف المتبقية قصيرة حيث التكنولوجيا مأخذ ليس خيارا أو تم رفضه من قبل المريض. وذكرت وقف استخدام الطرف العلوي من بدلة يتجاوز حتى 50 ٪ بسبب الأجهزة التثبيت مرهقة وصعبة لاستخدام مريح 5. الأطراف الاصطناعية السفلى هي اشكالية على قدم المساواة والمشاكل المشتركة المرتبطة مآخذ الأنسجة اللينة وتشمل عدم القدرة على المشي على terrain6 تحديا ، ومحدودية طول العضو المتبقي 7 ، 5 انزعاج المريض ، والقلق مع المنظمات غير الفسيولوجية التحميل 8 ، تهيج من التحجر منتبذ (9) وخطر الأمراض المنهكة 10. ومع ذلك ، والتكنولوجيا osseointegration هو أسلوب الرواية الجراحية التي يمكن أن تقلل من الألم 11 ، 12 تهيج الجلد ، وتعزيز osseoperception 13 ، 6 تحسين القدرة على الحركة وانخفاض الضغط القروح المرتبطة مآخذ 6 ، وخفض الطاقة من أجل التمشي 7،14 وتقديم خدمة أفضل لقدامى المحاربين ومع محدودة 15 المتبقية طول أطرافه. على الرغم من العديد من المزايا المادية والنفسية للosseointegration ، والإجراءات المرتبطة الجراحية المتقدمة تتطلب المزيد من العلاج الوقاية من الإصابة streategies 16 ، تتطلب برامج التأهيل طويلة وتتضمن تقييدا ​​البروتوكولات تحمل الوزن التي قد تستغرق ما يصل الى 1.5 سنة 17 بعد العملية الجراحية. لأن بقاء العظام المضيفة وطول العضو المتبقي من المهم لمرفق العضلات وظيفة ، وتطوير أجهزة جديدة لتحسين osseointegration هو المفتاح لإعادة الجنود والنساء. لذلك ، قد وضع نظام زرع طعم مندمج ذكي (OIID) تصميم والذي يستخدم التحفيز الكهربائي للرقابة خفض مدة التأهيل وزيادة التعلق الهيكل العظمي للالمخضرم ومبتوري الأطراف المحارب. ومع ذلك ، لأن الجهاز الحالي لا يتوفر تجاريا وجهت للاستخدام مع زرع طعم مندمج عن طريق الجلد ، والدافع لهذا البرنامج هو لتأكيد سلامة وفعالية مع تحليل العناصر المحدودة. فهم دور التحفيز الكهربائي في إعادة تشكيل العظام ، وتحديدا ترسب osteoids وتمعدن ، ظلت المضاربة. ومع ذلك ، قد لاحظ النشاط الكهربائي في العظام يكون نتيجة لتحميل 18،19 الميكانيكية وبالتالي حافزا الكهربائية قد تكون آلية فعالة لإحداث إصلاح العظام 19. وشرح المنطق وراء فرضية وجود كسر في نموذج الشفاء. عندما يتم تحميل العظام الطويلة ، في الجانب التوتر يصبح كهربي كهربية وضغط 20،21 الجانب ، ولكن ، بمجرد كسر العظم ، موقع ستبقى كهربية مع احترام للبيئة المحيطة حتى الشفاء وبدأ التوازن استأنفت 21. محاكاة سلسلة الشفاء الطبيعية مع إشارة كهربائية قد يعتقد للمساعدة في ترسب الكالسيوم 22 ، تغييرات طفيفة في محتوى الأكسجين ودرجة الحموضة 23 ، توظيف عوامل النمو 22 وتساعد في بناء العظم والهجرة إفراز المصفوفة خارج الخلية إضافية 24. وقد تم افتراض أن التحفيز الكهربائي يمكن أن يحكم وحده الكامل إصلاح العظام وإعادة تعريف الفرضية الحالية والجديدة تقترح أن يتم تشكيل النقابات الكامل من جانب الأحمال الميكانيكية والتحفيز الكهربائي المشترك التحفيز 19. وترتبط هذه النبضات الكهربائية التي لوحظت في الجسم الحي مع تشوه كهرضغطية الكولاجين أو الحركية الكبيرة والكهربائية التي تنتجها التيارات المتدفقة أجزاء المكونة الأيونية الماضية المعدنية للعظام مصفوفة 25. في الواقع ، تم الإبلاغ عن إمكانات عفوية في العظم كما كبيرة 6 بالميليفولت ويرتبط مع زيادة في معدل بدل المعدنية للعظم 26. العمل في وقت مبكر عن طريق استخدام برايتون وFriedenberg 18،21،27،28 مفهوم التحفيز الكهربائي لتجديد العظام في 1960s و 1970s و دemonstrated التي يمكن استخدامها لاصلاح التيار المباشر غير النقابات في فترة أقصر من الوقت عند مقارنة بطرق العلاج التقليدية. حققت نماذج إضافية تكوين العظام مع تحمل الوزن التقييدية وأظهرت زيادة 31 في المئة في النشاط المكونة للعظم بين الضوابط وأطرافه حفزت كهربائيا 25. في حين أن الباحثين في مجال التحفيز الكهربائي قد مهدت الطريق لفهم آلية لترسب مصفوفة بناء العظم مع التحفيز الكهربائي ، وعدم كفاية فهم محدود للتوسع في هذه التكنولوجيا. في حين أن هناك العديد من الحالات الناجحة في الشفاء من النقابات عدم التئام الكسور ونماذج وأمثلة من الانزعاج المريض والمحاولات الفاشلة تزخر في الأدب وكذلك 29. المشكلة مع التحفيز الكهربائي يحدث من العلماء والأطباء السيطرة على مقاييس خاطئة الكهربائية والتركيز فقط على المقادير الحالي. وقد درس الباحثون السابقة إلى الحالية بأنها &quot;حل سحري&quot; لإصلاح 500000 تقريبية غير النقابات التي تحدث سنويا 30. ومع ذلك ، فقد كان محدودا التكرار بين نماذج من مضاعفات التدفئة الجول (31) وعدم تحديد الكثافة الحالية 32. في الواقع ، يجب أن يكون محدودا كافة الأجهزة الطبية الحيوية المصنعة لكثافة التيار أقل من 2 مللي أمبير / سم 2 على النحو المبين من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية لمنع المترجمة نخر الأنسجة والانزعاج المريض 33. جانبا من المساعدة في تثبيت الهيكل العظمي ، قد التحفيز الكهربائي للرقابة أيضا منع التصاق البكتيريا على زرع العظام وتقليل خطر لالتهاب العظم والنقي وبيوفيلم تشكيل 34-37. تشكيل بيوفيلم على أجهزة تقويم العظام يؤدي إلى مضاعفات المريض والضائقة كبيرة بالنسبة لأولئك الذين يعتمدون على هذه الأجهزة 38. ويجري التركيز على ضرورة أن يكون معقم تماما الأجهزة ويزرع قبل الجراحة 39 ، ومع ذلك فإنه غالبا ما يكون من الصعب تشخيص التصاق البكتيريا كما يتضح من العديد من الحالات السلبية التي كانت في الواقع مثقف وأصاب 40. وتقترن هذه المشكلة في كثير من الأحيان مع حقيقة أن الأغشية الحيوية هي بطيئة النمو في الطبيعة 40 ، لا يمكن أن يكون النمو في المختبر بدقة 39 ، تعتمد على نوع من خلايا البكتيريا ، ونظافة المياه السطحية والجهاز المناعي للشخص المصاب 39. التحقيق في transfemoral مبتوري الأطراف الأوروبية مع التكنولوجيا oseeointegration تكشف المشكلة الأكثر شيوعا هي الإصابة (العدوى المتكررة سطحية ، 1 / 3 إصابات periprosthetic) 41. بينما كانت هناك تحسينات واسعة في إعداد الجراحية ، والقضاء على البكتيريا هو واحد من العوامل الأساسية لتحسين osseointegration منذ الأغشية الحيوية ما بين 500-5000 ألف مرة أكثر صعوبة بسبب استئصال شكل غير أفلاطوني 34،35،39 بهم. لذا ، وذلك باستخدام التحفيز الكهربائي كوسيلة لإزالة المستعمرات البكتيرية الضارة وزيادة تثبيت الهيكل العظمي هي عوامل هامة لضمان حماية صحة المريض وفعالية OIID. مزايا استخدام المحارب المخضرم ومبتوري الأطراف هي أن الشباب والصحة الجيدة نسبيا إلا لهؤلاء الأفراد ما يجعله مثاليا لإعادة تأهيل السكان العدوانية وآخر عن طريق الجلد سيكون بمثابة المساعدات الإسعافية ويمكن وضعها باعتبارها القطب السالب يتعرض لالتحفيز الكهربائي. وجود زرع طعم مندمج لا تتطلب عمليات جراحية إضافية لإدراج المكونات الكهربائية ، ويسمح للرقابة الجهاز من الخارج ويمنع مزيد من خطر العدوى 42. لذلك ، قد من خلال فهم طريقة الحقن الحالية في أطرافهم المتبقية من مبتوري الأطراف المخضرم والمحارب ، وهو الحقل الكهربائي عن حجم 10-10 V / سم تنشأ ، التي تسيطر عليها وقياسها على واجهة الزرع. وافترض أن هذا سوف يسمح مستويات آمنة من الكهرباء ليتم تسليمها ، وقادرة على حفز الهجرة بناء العظم ، وتحسين مرفق الهيكل العظمي. سوف حقل كهربائي من هذه الدرجة زيادة كمية ونوعية العظم في واجهة الزرع ، وتحسين فرص التأهيل السريع وتثبيت الهيكل العظمي لمبتوري الأطراف. استخدام التحفيز الكهربائي لم يتم التحقيق كطريقة لتسريع osseointegration في زرع الأطراف الاصطناعية داخل النقي ، ويقدم العديد من الفرص للبحوث متعدية لتحسين رعاية المرضى. النتائج التجريبية وأيد ضرورة لنماذج محددة المريض مع جهاز التحفيز الكهربائي عن طريق الجلد في الدراسة. قد وضعت لمحاكاة الجهاز الطبي الحيوي المقترحة للحصول على قدرات التعجيل مرفق الهيكل العظمي من جراء الهجرة المتزايدة بناء العظم ومنع التصاق البكتيريا 27،34،36،39. شركاتوقد أظهرت نماذج utation بفعالية التي قد تكون ولدت 10/01 / V المجالات الكهربائية الطول والكثافة الحالية أقل من 2 مللي أمبير / سم 2 باستخدام عملية الزرع باعتبارها القطب السالب وظيفية وزعت معظم متجانس باستخدام القطب النطاق اثنان الخارجية. النظام قد OIID تكون الخطوة الأولى في حل المشكلة الكلاسيكية المرتبطة التحفيز الكهربائي ، وعدم القدرة على تحديد المسارات الحالية في جسم الإنسان 43. لذلك ، قد تحديد الأدوات اللازمة لتعزيز الهيكل العظمي مرفق مساعدة في الحد من طول التأهيل اللازمة لإجراء طعم مندمج. استخدام التحفيز الكهربائي لكبار السن مبتوري الأطراف هو أيضا جانبا بالغ الأهمية الذي يجب أن تستكشف كذلك. كتلة العظام والحد الأقصى من عقد من الزمان بعد توقف نمو العظام ولكن بشكل ملحوظ بحلول العقد الثامن والتاسع 44. كما العظام الطويلة تغير مع تقدم العمر ، وقطرها بطانة العظم يميل إلى الزيادة بسرعة أكبر من القطر سمحاقي مما قد يؤدي إلى تخفيف زرع 45. قد هذه المشكلة إلى جانب الحد من الضغط على العظام التي تساهم في ضعف العضلات الأمراض المنهكة ، مثل هشاشة العظام وهشاشة (45) وتتطلب خيارات العلاج إضافية لمرضى زرع طعم مندمج. ومع ذلك ، قد التحفيز الكهربائي للرقابة والتحميل الميكانيكية كمحفز المتآزر لongrowth العظام والحفاظ على سلامة العظام المضيف السرير مع المرضى المسنين باستخدام نظام OIID.

bioelectric analyses of an osseointegrated intelligent implant design system for amputees

ومن المتوقع أن العدد المتوقع للمبتورين الأمريكية أن ترتفع إلى 3.6 مليون بحلول عام 2050. العديد من هؤلاء الافراد يعتمدون على أطراف اصطناعية لتنفيذ الأنشطة الروتينية ، ولكن تعليق الاصطناعية التقليدية باستخدام التكنولوجيا مأخذ يمكن أن يكون مرهق وغير مريحة لشخص مع فقدان أطرافهم. وعلاوة على ذلك ، بالنسبة لأولئك مع بتر القريبة عالية ، قد يقتصر طول العضو المتبقي منع مرفق exoprosthesis جميعا. طعم مندمج تكنولوجيا الزرع هو إجراء منطوق الرواية التي تسمح مرفق شركة الهيكل العظمي بين العظام وزرع المضيف. وقد أظهرت النتائج الأولية في مبتوري الأطراف الأوروبية مع زرع طعم مندمج تحسن النتائج السريرية عن طريق السماح للنقل المباشر للتحميل واجهة زرع العظام. على الرغم من المزايا الظاهرة لosseointegration عبر التكنولوجيا مأخذ ، وإجراءات إعادة التأهيل الحالية تتطلب فترات طويلة من قبل الحاملة التقييدية التي قد يتم تخفيض مرفق مع الهيكل العظمي المعجل عبر التحفيز الكهربائي. الهدف من النظام (OIID) وزرع طعم مندمج التصميم الذكي هو جعل الجزء زرع نظام الكهربائي للتعجيل مرفق الهيكل العظمي وتساعد على منع العدوى periprosthetic. لتحديد الحجم الأمثل الكهربائي والتنسيب ، وشرعنا في إثبات المفهوم مع النمذجة الحاسوبية من الحقول الكهربائية والكثافة الحالية التي تنشأ من خلال التحفيز الكهربائي للبتر أطرافهم المتبقية. وبغية توفير ضمان سلامة المرضى ، وتحديد الموضوعات مع استعادية بفحص التصوير المقطعي وأنشئت ثلاث عمليات إعادة البناء الأبعاد باستخدام البرامج المخصصة لضمان الدقة التشريحية (Seg3D وSCIRun) في الاتحاد الدولي للرجبي وافق HIPAA الدراسة. دعمت هذه حزم البرمجيات تطوير نماذج محددة المريض وسمح للتلاعب التفاعلية للموقف القطب والحجم. النتائج الأولية تشير إلى أنه يمكن أن تتولد المجالات الكهربائية والكثافة الحالية في واجهة زرع متجانسة لتحقيق توزيع الحقل الكهربائي اللازمة للحث على الهجرة بناء العظم ، وتحسين الهيكل العظمي والتثبيت قد تساعد في منع حدوث إصابات periprosthetic. استنادا إلى تكوينات القطب جربت في النموذج ، سيتم تكوين دافع خارجي الفرقة اثنين في المستقبل.

Watch this Scientific Journal Video about Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees at JoVE.com

Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees

هناك حاجة لتطوير مرفق بدلة بديلة بسبب فقدان أطرافهم نسبت الى انسداد الأوعية الدموية وأمراض الصدمة. الهدف من العمل هو لغرض زرع طعم مندمج تصميم نظام ذكي لتثبيت الهيكل العظمي وزيادة خفض معدلات العدوى للمرضى الذين يحتاجون periprosthetic التكنولوجيا طعم مندمج.

Bioelectric تحليلات لزرع طعم مندمج الذكي تصميم نظام لالبتر

The projected number of American amputees is expected to rise to 3.6 million by 2050.  Many of these individuals depend on artificial limbs to perform ...

bioelectric-analyses-an-osseointegrated-intelligent-implant-design

Research

JoVE Journal

Biology

13.8K Views.  Department of Veteran Affairs. هناك حاجة لتطوير مرفق بدلة بديلة بسبب فقدان أطرافهم نسبت الى انسداد الأوعية الدموية وأمراض الصدمة. الهدف من العمل هو لغرض زرع طعم مندمج تصميم نظام ذكي لتثبيت الهيكل العظمي وزيادة خفض معدلات العدوى للمرضى الذين يحتاجون periprosthetic التكنولوجيا طعم مندمج.

Video: Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees

Evisceration of Mouse Vitreous and Retina for Proteomic Analyses

While the mouse retina has emerged as an important genetic model for inherited retinal disease, the mouse vitreous remains to be explored. The vitreous is a highly aqueous extracellular matrix overlying the retina where intraocular as well as extraocular proteins accumulate during disease.1-3 Abnormal interactions between vitreous and retina underlie several diseases such as retinal detachment, proliferative diabetic retinopathy, uveitis, and proliferative vitreoretinopathy.1,4 The relative mouse vitreous volume is significantly smaller than the human vitreous (Figure 1), since the mouse lens occupies nearly 75% of its eye.5 This has made biochemical studies of mouse vitreous challenging. In this video article, we present a technique to dissect and isolate the mouse vitreous from the retina, which will allow use of transgenic mouse models to more clearly define the role of this extracellular matrix in the development of vitreoretinal diseases.

The dissection technique illustrates evisceration of the vitreous, retina, and lens from the mouse eye, separation by centrifugation, and characterization with protein assays.

نزع الأحشاء من الشبكية والسائل الزجاجي ماوس للتحليلات البروتين

While the mouse retina has emerged as an important genetic model for inherited retinal disease, the mouse vitreous remains to be explored. The vitreous is ...

Trajectory Data Analyses for Pedestrian Space-time Activity Study

It is well recognized that human movement in the spatial and temporal dimensions has direct influence on disease transmission1-3. An infectious disease typically spreads via contact between infected and susceptible individuals in their overlapped activity spaces. Therefore, daily mobility-activity information can be used as an indicator to measure exposures to risk factors of infection. However, a major difficulty and thus the reason for paucity of studies of infectious disease transmission at the micro scale arise from the lack of detailed individual mobility data. Previously in transportation and tourism research detailed space-time activity data often relied on the time-space diary technique, which requires subjects to actively record their activities in time and space. This is highly demanding for the participants and collaboration from the participants greatly affects the quality of data4.
Modern technologies such as GPS and mobile communications have made possible the automatic collection of trajectory data. The data collected, however, is not ideal for modeling human space-time activities, limited by the accuracies of existing devices. There is also no readily available tool for efficient processing of the data for human behavior study. We present here a suite of methods and an integrated ArcGIS desktop-based visual interface for the pre-processing and spatiotemporal analyses of trajectory data. We provide examples of how such processing may be used to model human space-time activities, especially with error-rich pedestrian trajectory data, that could be useful in public health studies such as infectious disease transmission modeling.
The procedure presented includes pre-processing, trajectory segmentation, activity space characterization, density estimation and visualization, and a few other exploratory analysis methods. Pre-processing is the cleaning of noisy raw trajectory data. We introduce an interactive visual pre-processing interface as well as an automatic module. Trajectory segmentation5 involves the identification of indoor and outdoor parts from pre-processed space-time tracks. Again, both interactive visual segmentation and automatic segmentation are supported. Segmented space-time tracks are then analyzed to derive characteristics of one's activity space such as activity radius etc. Density estimation and visualization are used to examine large amount of trajectory data to model hot spots and interactions. We demonstrate both density surface mapping6 and density volume rendering7. We also include a couple of other exploratory data analyses (EDA) and visualizations tools, such as Google Earth animation support and connection analysis. The suite of analytical as well as visual methods presented in this paper may be applied to any trajectory data for space-time activity studies.

A suite of spatiotemporal processing methods are presented to analyze human trajectory data, such as that collected using a GPS device, for the purpose of modeling pedestrian space-time activities.

مسار مشي لبيانات التحاليل دراسة النشاط الفضائي في الوقت

It is well recognized that human movement in the  spatial and temporal dimensions has direct influence on disease transmission1-3.  An infectious disease ...

Nanogold Labeling of the Yeast Endosomal System for Ultrastructural Analyses

Endosomes are one of the major membrane sorting checkpoints in eukaryotic cells and they regulate recycling or destruction of proteins mostly from the plasma membrane and the Golgi. As a result the endosomal system plays a central role in maintaining cell homeostasis, and mutations in genes belonging to this network of organelles interconnected by vesicular transport, cause severe pathologies including cancer and neurobiological disorders. It is therefore of prime relevance to understand the mechanisms underlying the biogenesis and organization of the endosomal system. The yeast Saccharomyces cerevisiae has been pivotal in this task. To specifically label and analyze at the ultrastructural level the endosomal system of this model organism, we present here a detailed protocol for the positively charged nanogold uptake by spheroplasts followed by the visualization of these particles through a silver enhancement reaction. This method is also a valuable tool for the morphological examination of mutants with defects in endosomal trafficking. Moreover, it is not only applicable for ultrastructural examinations but it can also be combined with immunogold labelings for protein localization investigations.

Yeast, Saccharomyces cerevisiae, has been a key model organism to identify and study genes regulating the biogenesis and functions of the endosomal system. Here we present a detailed protocol for the specific labeling of the endosomal compartments for ultrastructural studies.

Nanogold وصفها نظام Endosomal خميرة التحليلات التركيبية

Endosomes are one of the major membrane sorting checkpoints in eukaryotic cells and they regulate recycling or destruction of proteins mostly from the ...

An Experimental and Bioinformatics Protocol for RNA-seq Analyses of Photoperiodic Diapause in the Asian Tiger Mosquito, Aedes albopictus

Photoperiodic diapause is an important adaptation that allows individuals to escape harsh seasonal environments via a series of physiological changes, most notably developmental arrest and reduced metabolism. Global gene expression profiling via RNA-Seq can provide important insights into the transcriptional mechanisms of photoperiodic diapause. The Asian tiger mosquito, Aedes albopictus, is an outstanding organism for studying the transcriptional bases of diapause due to its ease of rearing, easily induced diapause, and the genomic resources available. This manuscript presents a general experimental workflow for identifying diapause-induced transcriptional differences in A. albopictus. Rearing techniques, conditions necessary to induce diapause and non-diapause development, methods to estimate percent diapause in a population, and RNA extraction and integrity assessment for mosquitoes are documented. A workflow to process RNA-Seq data from Illumina sequencers culminates in a list of differentially expressed genes. The representative results demonstrate that this protocol can be used to effectively identify genes differentially regulated at the transcriptional level in A. albopictus due to photoperiodic differences. With modest adjustments, this workflow can be readily adapted to study the transcriptional bases of diapause or other important life history traits in other mosquitoes.

An Experimental and Bioinformatics Protocol for RNA-seq Analyses of Photoperiodic Diapause in the Asian Tiger Mosquito, Aedes albopictus

RNA-Seq analyses are becoming increasingly important for identifying the molecular underpinnings of adaptive traits in non-model organisms. Here, a protocol to identify differentially expressed genes between diapause and non-diapause Aedes albopictus mosquitoes is described, from mosquito rearing, to RNA sequencing and bioinformatics analyses of RNA-Seq data.

والتجريبية وبروتوكول المعلوماتية الحيوية لتحليل-RNA وما يليها من دور التعرض للضوء الكمون في النمر الآسيوي البعوض،<em&gt; بحمى الضنك</em

Photoperiodic diapause is an important adaptation that allows individuals to escape harsh seasonal environments via a series of physiological changes, ...

Laboratory Protocol for Genetic Gut Content Analyses of Aquatic Macroinvertebrates Using Group-specific rDNA Primers

Analyzing food webs is essential for a better understanding of ecosystems. For example, food web interactions can undergo severe changes caused by the invasion of non-indigenous species. However, an exact identification of field predator-prey interactions is difficult in many cases. These analyses are often based on a visual evaluation of gut content or the analysis of stable isotope ratios (&#948;15N and &#948;13C). Such methods require comprehensive knowledge about, respectively, morphologic diversity or isotopic signature from individual prey organisms, leading to obstacles in the exact identification of prey organisms. Visual gut content analyses especially underestimate soft bodied prey organisms, because maceration, ingestion and digestion of prey organisms make identification of specific species difficult. Hence, polymerase chain reaction (PCR) based strategies, for example the use of group-specific primer sets, provide a powerful tool for the investigation of food web interactions. Here, we describe detailed protocols to investigate the gut contents of macroinvertebrate consumers from the field using group-specific primer sets for nuclear ribosomal deoxyribonucleic acid (rDNA). DNA can be extracted either from whole specimens (in the case of small taxa) or out of gut contents of specimens collected in the field. Presence and functional efficiency of the DNA templates need to be confirmed directly from the tested individual using universal primer sets targeting the respective subunit of DNA. We also demonstrate that consumed prey can be determined further down to species level via PCR with unmodified group-specific primers combined with subsequent single strand conformation polymorphism (SSCP) analyses using polyacrylamide gels. Furthermore, we show that the use of different fluorescent dyes as labels enables parallel screening for DNA fragments of different prey groups from multiple gut content samples via automated fragment analysis.

Most common gut content analyses of macroinvertebrates are visual. Requiring intense knowledge about morphological diversity of prey organisms, they miss soft bodied prey and, due to strong comminution of prey, are nearly impossible for some organisms, including amphipods. We provide detailed, novel genetic approaches for macroinvertebrate prey identification in the diet of amphipods.

بروتوكول مختبر لتحليل محتوى الأمعاء الوراثية ماكروينفيرتيبراتيس المائية استخدام مجموعة محددة المتاشب كبسولة تفجير

Analyzing food webs is essential for a better understanding of ecosystems. For example, food web interactions can undergo severe changes caused by the ...

Establishment of an Extracellular Acidic pH Culture System

Conditions of the tumor microenvironment, such as hypoxia or nutrient starvation, play critical roles in cancer progression and malignancy. However, the role of acidic extracellular pH in tumor aggressiveness and its underlying mechanism has not been extensively studied compared to hypoxic or nutrient starvation conditions. In addition, a well-defined culture method to mimic the acidic extracellular tumor microenvironment has not been fully reported.
Here we present a simple in vitro culture method to maintain acidic extracellular pH using reduced bicarbonate and increased lactate or HCl concentrations in the culture medium. The medium pH was sustained for at least 24 h and gradually decreased by 72 h following culture of PANC-1 and AsPC-1 pancreatic cancer cells. Three distinct acidic media conditions in this study highly upregulated pH-responsive genes such as MSMO1, INSIG1, and IDI1 compared to hypoxia or nutrient starvation. The upregulation of these genes can be used as a marker of acidic pH. These simple techniques are beneficial to elucidate underlying mechanisms of tumor malignancy under acidic tumor microenvironment. Therefore, our extracellular acidic pH culture system enables discovery of cellular acidic pH responses not only in cancer cells but also in primary cells, such as renal tubular cells, in relation to the other acidic disorders including, diabetic ketoacidosis, lactic acidosis, renal tubular acidosis, and respiratory acidosis.

The acidic tumor microenvironment plays critical roles in tumor progression. To assess the effects of acidic extracellular pH on cancer cells in vitro, we established simple acidic culture systems.

إنشاء درجة الحموضة خارج الخلية الحمضية منظومة الثقافة

Conditions of the tumor microenvironment, such as hypoxia or nutrient starvation, play critical roles in cancer progression and malignancy. However, the ...

An Efficient In Vitro Transposition Method by a Transcriptionally Regulated Sleeping Beauty System Packaged into an Integration Defective Lentiviral Vector

The Sleeping Beauty (SB) transposon is a non-viral integrating system with proven efficacy for gene transfer and functional genomics. To optimize the SB transposon machinery, a transcriptionally regulated hyperactive transposase (SB100X) and T2-based transposon are employed. Typically, the transposase and transposon are provided transiently by plasmid transfection and SB100X expression is driven by a constitutive promoter. Here, we describe an efficient method to deliver the SB components to human cells that are resistant to several physical and chemical transfection methods, to control SB100X expression and stably integrate a gene of interest (GOI) through a &#34;cut and paste&#34; SB mechanism. The expression of hyperactive transposase is tightly controlled by the Tet-ON system, widely used to control gene expression since 1992. The gene of interest is flanked by inverted repeats (IR) of the T2 transposon. Both SB components are packaged in integration defective lentiviral vectors transiently produced in HEK293T cells. Human cells, either cell lines or primary cells from human tissue, are in vitro transiently transduced with viral vectors. Upon addition of doxycycline (dox, tetracycline analog) into the culture medium, a fine-tuning of transposase expression is measured and results in a long-lasting integration of the gene of interest in the genome of the treated cells. This method is efficient and applicable to the cell line (e.g., HeLa cells) and primary cells (e.g., human primary keratinocytes), and thus represents a valuable tool for genetic engineering and therapeutic gene transfer.

An Efficient In Vitro Transposition Method by a Transcriptionally Regulated Sleeping Beauty System Packaged into an Integration Defective Lentiviral Vector

This protocol describes a method to achieve stable integration of a gene of interest into the human genome by the transcriptionally regulated Sleeping Beauty system. Preparation of the integration of defective lentiviral vectors, the in vitro transduction of human cells, and the molecular assay on transduced cells are reported.

أسلوب نقل تتسم بكفاءة في المختبر بنظام جمال النوم ترانسكريبتيونالي الخاضعة للتنظيم في متجه تكامل لينتيفيرال معيبة وتعبئتها

The Sleeping Beauty (SB) transposon is a non-viral integrating system with proven efficacy for gene transfer and functional genomics. To optimize the SB ...

Tissue Collection of Bats for -Omics Analyses and Primary Cell Culture

As high-throughput sequencing technologies advance, standardized methods for high quality tissue acquisition and preservation allow for the extension of these methods to non-model organisms. A series of protocols to optimize tissue collection from bats has been developed for a series of high-throughput sequencing approaches. Outlined here are protocols for the capture of bats, desired demographics to be collected for each bat, and optimized methods to minimize stress on a bat during tissue collection. Specifically outlined are methods for collecting and treating tissue to obtain (i) DNA for high molecular weight genomic analyses, (ii) RNA for tissue-specific transcriptomes, and (iii) proteins for proteomic-level analyses. Lastly, also outlined is a method to avoid lethal sampling by creating viable primary cell cultures from wing clips. A central motivation of these methods is to maximize the amount of potential molecular and morphological data for each bat and suggest optimal ways to preserve tissues so they retain their value as new methods develop in the future. This standardization has become particularly important as initiatives to sequence chromosome-level, error-free genomes of species across the world have emerged, in which multiple scientific parties are spearheading the sequencing of different taxonomic groups. The protocols outlined herein define the ideal tissue collection and tissue preservation methods for Bat1K, the consortium that is sequencing the genomes of every species of bat.

This is a protocol for the optimal tissue preparation for genomic, transcriptomic, and proteomic analyses of bats caught in the wild. It includes protocols for bat capture and dissection, tissue preservation, and cell culturing of bat tissue.

جمع الانسجه من الخفافيش للتحليلات الomics وثقافة الخلايا الاوليه

As high-throughput sequencing technologies advance, standardized methods for high quality tissue acquisition and preservation allow for the extension of ...

Tobacco Hornworm as an Insect Model System for Cannabinoid Pre-clinical Studies

With increased attention on cannabinoids in medicine, several mammalian model organisms have been used to elucidate their unknown pharmaceutical functions. However, many difficulties remain in mammalian research, which necessitates the development of non-mammalian model organisms for cannabinoid research. The authors suggest the tobacco hornworm Manduca sexta as a novel insect model system. This protocol provides information on preparing the artificial diet with varying amounts of cannabidiol (CBD), setting up a cultivation environment, and monitoring their physiological and behavioral changes in response to CBD treatment. Briefly, upon receiving hornworm eggs, the eggs were allowed 1-3 days at 25 &#176;C on a 12:12 light-dark cycle to hatch before being randomly distributed into control (wheat germ-based artificial diet; AD), vehicle (AD + 0.1% medium-chain triglyceride oil; MCT oil) and treatment groups (AD + 0.1% MCT + 1 mM or 2 mM of CBD). Once the media was prepared, 1st instar larvae were individually placed in a 50 mL test tube with a wooden skewer stick, and then the test tube was covered with a cheesecloth. Measurements were taken in 2-day intervals for physiological and behavioral responses to the CBD administration. This simple cultivation procedure allows researchers to test large specimens in a given experiment. Additionally, the relatively short life cycles enable researchers to study the impact of cannabinoid treatments over multiple generations of a homogenous population, allowing for data to support an experimental design in higher mammalian model organisms.

The present protocol provides instructional information for using tobacco hornworm Manduca sexta in cannabinoid research. The method described here includes all necessary supplies and protocols to monitor physiological and behavioral changes of the insect model in response to cannabidiol (CBD) treatment.

دودة قرن التبغ كنظام نموذجي للحشرات للدراسات ما قبل السريرية للقنب

With increased attention on cannabinoids in medicine, several mammalian model organisms have been used to elucidate their unknown pharmaceutical ...

Design and Implementation of a Rat Ex Vivo Lung Perfusion Model

Ex vivo lung preparations are a useful model that can be translated to many different fields of research, complementing corresponding in vivo and in vitro models. Laboratories wishing to use isolated lungs need to be aware of important steps and inherent challenges to establish a setup that is affordable, reliable, and that can be easily adapted to fit the topic of interest. This paper describes a DIY (do it yourself) model for ex vivo rat lung ventilation and perfusion to study drug and gas effects on pulmonary vascular tone, independent of changes in cardiac output. Creating this model includes a) the design and construction of the apparatus, and b) the lung isolation procedure. This model results in a setup that is more cost-effective than commercial alternatives and yet modular enough to adapt to changes in specific research questions. Various obstacles had to be resolved to ensure a consistent model that is capable of being used for a variety of different research topics. Once established, this model has proven to be highly adaptable to different questions and can easily be altered for different fields of study.

Design and Implementation of a Rat Ex Vivo Lung Perfusion Model

Ex vivo lungs are useful for a variety of experiments to collect physiological data while excluding the confounding variables of in vivo experiments. Commercial setups are often expensive and limited in the types of data they can collect. We describe a method for building a fully modular setup, adaptable for various study designs.

تصميم وتنفيذ نموذج تروية الرئة خارج الجسم الحي للفئران

Ex vivo lung preparations are a useful model that can be translated to many different fields of research, complementing corresponding in vivo and in vitro ...