المؤلفون ممتنون للدكتور مادسن في جامعة ويسكونسن ماديسون وCristel Baiu في Gammex شركة لتقديم المشورة بشأن المواد TM. المؤلفون ممتنون أيضا للدكتور مالكولم ديفيد موراي لتوفير وسائل لبناء الوهمية.

1. فانتوم التصميم ويرد الرسم من قبل السريرية تعدد الوسائط الوهمية في الشكل 1 7، 8. حجم فانتوم هو 38 ملم في القطر و 115 ملم في الطول للسماح للالوهمية التي يتم مسحها ضوئيا في الماسحات الضوئية الحيوانية المختلفة. شبح يحتوي على خمسة أجسام اختبار الورم محاكاة (قطر: 14، 10، 7، 4 و 2 مم) وضعت على عمق 10 ملم في فانتوم. 2. سيليكون قالب البناء وقوالب السيليكون استعداد للادلاء الكائنات اختبار محاكاة للورم كما هو موضح في هذا القسم 7. يتم قطع جميع لوحات وقضبان الاكريليك المطلوب لإعداد قوالب السيليكون مع دقة 25 ميكرون في ورشة ميكانيكا في جامعة تكساس مركز العلوم الصحية في سان انطونيو (UTHSCSA). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل خمسة ثقوب (قطر: 14، 10، 7، 4، 2 مم) لكائنات الاختبار وآخر خمسة ثقوب (القطر: 6 مم) لقضبان المحاذاة في اثنين من قاعدة الاكريليكلوحات (الحجم: 4.2 سم × 11.5 سم × 0.9 سم) (الشكل 2A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع أزواج التبادل مع ارتفاع 7، 5، 3.5، 2 و 1 ملم (الحجم: 1.0 سم × 5.5 سم) (الشكل 2B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد كرات الصلب (قطر: 14، 10، 7، 4 و 2 مم، دقة: 2.5 ميكرون). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان اثنين من أزواج التبادل مع ارتفاع 7 ملم وقاعدة لوحة على لوحة الأكريليك رقيقة في تسلسل وتشديد لهم باستخدام C-المشابك (الشكل 2C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج الصلب الكرة مع 14 مم إلى 14 مم ثقب في قاعدة لوحة وذلك باستخدام الغراء JB KWIK (الشكل 2C). كرر الإجراءات لبقية الكرات (الشكل 2D) وعلى قاعدة لوحة أخرى. لاحظ أن كرات الصلب في اثنين من لوحات قاعدة يتم لصقها كصور المرآة 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق أربع لوحات الاكريليك 2.5 سم ارتفاع (الحجم: 2.5 سم × 11.5 سم لاثنين من لوحات و 2.5 سم × 4.2 سم لمدة لوحات أخرى) على كل قاعدة باستخدام الشريط اللاصق مثل الأسوار (Figure 3A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نعلق لوحة أعلى (الحجم: 4.2 سم × 11.5 سم، مع خمسة ثقوب قطرها 0.8 سم من عشرة ثقوب مع 1.2 سم من القطر) في واحدة من الجمعيات لوحة قاعدة لإدراج خمسة قضبان الاكريليك (القطر: 0.8 سم والطول: 0.5 سم) مع 1 مم نصائح، وإلى إدراج خمسة قضبان المحاذاة (القطر: 0.9 سم والطول: 5.0 سم) وإلى صب سيليكون (الشكل 3A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج قضبان الاكريليك في سم الثقوب 0.8 في لوحة أعلى وصولا إلى الجزء العلوي من كرات الصلب والغراء لهم باستخدام الغراء السيليكون. ثم تضاف قضبان المحاذاة في الثقوب في قاعدة لوحة من خلال ثقوب أكبر في لوحة أعلى (الشكل 3A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزج الجزء ألف من السيليكون المطاط المركب مع جزء B في نسبة 10-1 من حيث الوزن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب مركب مطاط السيليكون في التجمع وتجف الجمعية في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة (الشكل 3B). </li></ol> 3. الجمعية الدوار ريال عمانييتم إعداد tator من الأنابيب البلاستيكية ومحرك المشواة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> طحن نهاية الترباس لتناسب حفرة من محرك المشواة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسمار الترباس الأرض إلى نهاية الأنابيب البلاستيكية (طول: 270 ملم وقطرها الداخلي: 75 مم) باستخدام الجوز وغسالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ينحني لوحات معدنية والغراء لهم على طبق من ذهب من البلاستيك باستخدام JB KWIK لدعم الأنابيب البلاستيكية وضبط ارتفاع الأنابيب البلاستيكية 7. </li></ol> 4. TM تحضير المواد يتم تعديل بروتوكولات لإعداد المواد TM من تلك التي تم تطويرها في معمل د. إرنست L. مادسن في جامعة ويسكونسن ماديسون ومزيد من التفاصيل هي في لي وآخرون. 8،11. 4.1 الخلفية TM إعداد المواد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير الحليب كامل الدسم التجارية (200 سم مكعب) من خلال 20 ميكرون ثم 10 ميكرون مرشحات شبكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل الثيميروسال (0.2 غرام) في الحليب تصفيتها (100 سم مكعب). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام فراغ البيت، ديغا هذاالحل الحليب لمدة 30 ثانية في درجة حرارة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل الجافة الاغاروز (2 ز) في الماء منزوع الأيونات (18 MΩ) (100 سم مكعب) في درجة حرارة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم إضافة 1-بروبانول (7.9 سم مكعب) وباسو 4 (1 ز) إلى الحل الاغاروز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ديغا الحل الاغاروز ثم تسخينها في 95 ° C حمام الماء حتى يزيل الحل الاغاروز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بينما الحل الاغاروز مسح في 95 ° C حمام الماء، حرارة الحليب المكثف في 55 ° C حمام الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الحل الاغاروز المنصهر إلى 55 درجة مئوية حمام الماء ليبرد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة كل الحلول هي عند درجة حرارة 55 مئوية، مزيج الاغاروز حل (50 سم) مع الحليب المكثف (50 سم) لجعل نسبة 50-50 من حيث الحجم ويحرك الخليط ببطء تليها إزالة فقاعة الهواء من على سطح الأرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم إضافة EDTA (0.103 غرام) وCuCl 2 · 2H 2 O (0.06 ز) إلى الخليط الاغاروز لبن تليها التحريك كافية لضمان التجانس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وأخيرا، إضافة الخرز الزجاجي (15-60 μم القطر، يعني القطر: 35 ميكرون) (0.1 G) ويقلب الخليط النهائي مرارا وتكرارا. قبل الاستخدام، ونقع حبات الزجاج في حمض النتريك لمدة 24 ساعة لإزالة أي شوائب ومن ثم شطف الحامض. </li></ol> 4.2 اختبار الكائن TM إعداد المواد يتم إعداد اختبار الكائن TM المواد بطريقة مشابهة كخلفية TM المواد باستثناء الفروق التركيبية التالية: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير الحليب كامل الدسم التجارية (20 سم) من خلال 20 ميكرون ثم 10 ميكرون مرشحات شبكة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل الثيميروسال (0.02 ز) في الحليب تصفيتها (10 سم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل الجافة الاغاروز (0.60 ز) في حل درجة حرارة الغرفة من الماء منزوع الأيونات (10 سم) و 1 بروبانول (0.79 سم مكعب). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ديغا الحل الاغاروز ثم تسخينها في 95 ° C حمام الماء حتى يزيل الحل الاغاروز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بينما الحل الاغاروز مسح في 95 ° C حمام الماء، حرارة الحليب المكثف في 55 ° C حمام الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحرك الE حل الاغاروز المنصهر إلى 55 ° C حمام الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة كل الحلول هي عند درجة حرارة 55 مئوية، مزيج الحل الاغاروز (5 سم) مع الحليب المكثف (5 سم) ويقلب الخليط ببطء تليها إزالة فقاعة الهواء من على سطح الأرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم إضافة EDTA (0.0017 ز) وCuCl 2 · 2H 2 O (0.0010 ز) إلى الاغاروز لبن تليها التحريك كافية. </li></ol> 5. تعدد الوسائط الجمعية فانتوم باستخدام قوالب السيليكون، ويتم إنجاز الخطوات التالية لبناء الوهمية تعدد الوسائط. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على قالب سيليكون دون 1 ملم الثقوب، ونعلق خيط النايلون على طول وسط المجالات والغراء على طرفي القالب باستخدام السيليكون الغراء (الشكل 4A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام فرشاة ناعمة، وتطبيق الشحوم سيليكون على سطح قالبين (الشكل 4A) وتجميع اثنين من قوالب باستخدام قضبان المحاذاة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الكائن اختبار TM المواد كما هو موضح في القسم 4.2 وصاور من خلال ثقوب 1 ملم من العفن سيليكون باستخدام إبرة عيار 22 من حقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للسماح للكائنات اختبار لتعيين، تخزين قوالب في الثلاجة (5 ° م) لمدة حوالي 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في كل جانب من وعاء نصف أسطواني (طول: 115 ملم وقطرها: 38 ملم)، وجعل اثنين من الثقوب من 1 ملم على عمق 10 مم من سطح الوهمية من أجل تركيب خيط النايلون مع كائنات الاختبار. جعل حفرة إضافية من 6 مم إلى صب خلفية TM المواد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفريغ الكائنات اختبار مع خيط النايلون من القوالب (الشكل 4B) ومن ثم تحميل لهم في حاوية نصف أسطواني (الشكل 4C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام 3M سكوتش لحام DP-100 و 3M شريط لاصق، والتمسك رقيقة من الألومنيوم عدم إجراء (سمك: 0.12 ملم) على الحاوية الاكريليك. منع ملم ثقوب 1 في الحاوية الاكريليك تستخدم نفس الغراء (الشكل 4C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد خلفية TM المواد بسرعة وسكبه ببطء في 6 ملم حفرة من الحاوية باستخدام الصغيرةقمع البلاستيك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد إزالة أي فقاعات الهواء، الغراء حفرة 6 مم باستخدام 3M سكوتش لحام DP-100. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجميعها مرة واحدة، وتناوب على الوهمية في 2 دورة في الدقيقة في المدورة ل4-5 ساعة في درجة حرارة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة خيط النايلون بعد المواد TM في فانتوم يصلب تماما. </li></ol> 6. التصوير تعدد الوسائط يتم تفحص الوهمية في الموجات فوق الصوتية قبل السريرية، CT والرنين المغناطيسي والصور في ثلاث طرائق يتم الحصول. يتم وصف بروتوكولات التصوير بالتفصيل في لي وآخرون. 7، 8.

<ol>
	<li>Prasad, S. R., 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=CT+tumor+measurement+for+therapeutic+response+assessment:+Comparison+of+unidimensional,+bidimensional,+and+volumetric+techniques-Initial+observations.">CT tumor measurement for therapeutic response assessment: Comparison of unidimensional, bidimensional, and volumetric techniques-Initial observations.</a> Radiology. 225 (2), 416-419 (2002).</li><li>Cortes, 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=Comparison+of+unidimensional+and+bidimensional+measurement+in+metastatic+non-small+cell+lung+cancer.">Comparison of unidimensional and bidimensional measurement in metastatic non-small cell lung cancer.</a> Br. J. Cancer. 87 (2), 158-160 (2002).</li><li>Saini, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiologic+measurement+of+tumor+size+in+clinical+trials:+past,+present,+and+future.">Radiologic measurement of tumor size in clinical trials: past, present, and future.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 176 (2), 333-334 (2001).</li><li>Suzuki, 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=Radiologic+measurements+of+tumor+response+to+treatment:+practical+approaches+and+limitations.">Radiologic measurements of tumor response to treatment: practical approaches and limitations.</a> Radiographics. 28 (2), 329-344 (2008).</li><li>Therasse, 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=RECIST+revisited:+A+review+of+validation+studies+on+tumour+assessment.">RECIST revisited: A review of validation studies on tumour assessment.</a> Eur. J. Cancer. 42 (8), 1031-1039 (2006).</li><li>O'Connor, P. 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=Quantitative+imaging+biomarkers+in+the+clinical+development+of+targeted+therapeutics:+current+and+future+perspectives.">Quantitative imaging biomarkers in the clinical development of targeted therapeutics: current and future perspectives.</a> Lancet Oncol. 9 (8), 766-776 (2008).</li><li>Lee, Y. 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=Preclinical+multimodality+phantom+design+for+quality+assurance+of+tumor+size+measurement.">Preclinical multimodality phantom design for quality assurance of tumor size measurement.</a> BMC Med. Phys. 11 (1), (2011).</li><li>Lee, Y. 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=QA+procedures+for+multimodality+preclinical+tumor+drug+response+testing.">QA procedures for multimodality preclinical tumor drug response testing.</a> Med. Phys. 37 (9), 4806-4816 (2010).</li><li>Park, 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=Measuring+response+in+solid+tumors:+comparison+of+RECIST+and+WHO+response+criteria.">Measuring response in solid tumors: comparison of RECIST and WHO response criteria.</a> Jpn. J. Clin. Oncol. 33 (10), 533-537 (2003).</li><li>Eisenhauer, E. A., 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=New+response+evaluation+criteria+in+solid+tumors:+revised+RECIST+guideline+(version+1.1).">New response evaluation criteria in solid tumors: revised RECIST guideline (version 1.1).</a> Eur. J. Cancer. 45 (2), 228-247 (2009).</li><li>D'Souza, W. 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=Tissue+mimicking+materials+for+a+multi-imaging+modality+prostate+phantom.">Tissue mimicking materials for a multi-imaging modality prostate phantom.</a> Med. Phys. 28 (4), 688-700 (2001).</li><li>Mitchell, M. 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=Agarose+as+a+tissue+equivalent+phantom+material+for+NMR+images.">Agarose as a tissue equivalent phantom material for NMR images.</a> Magn. Reson. Imaging. 4 (3), 263-266 (1986).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

وكان الهدف من هذه المقالة لتوفير وسائل لصنع مواد TM للتصوير تعدد الوسائط وبناء الوهمية تعدد الوسائط قبل السريرية كأداة QA لقياس حجم الورم دقيقة باستخدام طرائق مختلفة في مؤسسات متعددة. وكما ذكر سابقا، وقد وضعت مواد TM الأصلية كتبت بواسطة معمل د. إرنست L. مادسن في جامعة وي?...

<html> تقييم التغير في حجم الورم هو نقطة نهاية مهمة لتقييم النشاط من العقاقير المضادة للورم في كل من انكماش الورم وتطور المرض 9، 10. منظمة الصحة العالمية (WHO) ومعايير التقييم في استجابة الأورام الصلبة (RECIST) هي أساليب مقننة لتقييم الآفات التشريحية ورم في طرائق التصوير مثل الموجات فوق الصوتية (US)، التصوير المقطعي (CT) أو التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). لمعايير منظمة الصحة العالمية، ويحسب للمنتج من الورم قطرها الأقصى وأكبر قطر عمودي في الطائرة عرضية للمناطق المستهدفة 4. في المقابل، لRECIST، ويتم احتساب مبلغ أطول بأقطار في الطائرة عرضية لعدد محدود من الآفات المستهدفة 4. على الرغم من الاهتمام المتزايد باستمرار في ورم تقييم الاستجابة العلاجية، لم يكن هناك أي ضمان الجودة قبل السريرية (QA) فانتوم / QA إجراءات العلامات البيولوجية التصوير. محتوى &quot;&gt; وبالنظر إلى أن قياس حجم الورم استنادا إلى معايير منظمة الصحة العالمية و / أو RECIST هي العلامات البيولوجية التصوير المعتمدة فقط من قبل الولايات المتحدة للأغذية والدواء (FDA)، كنقطة انطلاق من QA لأي المؤشرات الحيوية التصوير الأخرى، لي وآخرون. تصميمها وبناؤها UTHSCSA / Gammex مارك 1 ومارك 2 الأشباح لQA قياس حجم الورم بالتعاون مع شركة Gammex 7. وكان مارك 1 الوهمية نسخة منقحة من Gammex التجارية في الولايات المتحدة الوهمية، وبالتالي، كان حجم كبير جدا لتناسب CT الحيوانية وMR الماسحات الضوئية، كما كانت بعض الأدوات في كافة 1 الوهمية غير الضرورية لقياس حجم الورم. وقد صمم مارك 2 الوهمية على أساس RECIST التي هي العلامات البيولوجية التصوير وافقت عليها الهيئة مؤخرا. ومع ذلك، فإن حجم مارك 2 فانتوم كان لا يزال كبيرا جدا بالنسبة MR الماسحات الضوئية، والتصوير المقطعي وMR جودة الصورة الوهمية لم يكن مقبولا لقياس حجم الورم دقيقة 7. وصف QA فانتوم انهالعنان تم إعادة تصميم للتغلب على أوجه القصور في الخيالات السابقة وشيدت باستخدام الأنسجة محاكاة (TM) مواد والبروتوكولات المعدلة وضعت في مختبرنا. تصف هذه الورقة تفاصيل عن بروتوكولات للبناء فانتوم: أولا، يتم إدخال أساليب لإعداد قوالب السيليكون الصب اللازمة لورم محاكاة الكائنات اختبار وتجميع المدورة لالدورية شبحا لمنع الترسيب الجاذبية. وصفت الثاني، بروتوكولات لإعداد مواد TM معدلة من دي سوزا وآخرون. &#39;ق للولايات المتحدة، CT والتصوير بالرنين المغناطيسي 11. تم اختبار الخصائص الفيزيائية للمواد TM في كل طريقة للتأكد من أن المواد TM ممثلة الأنسجة الرخوة الإنسان كما لوحظ في الصور المكتسبة مع مختلف الطرائق، ولكن لا يتم عرض النتائج هنا. الثالث، يوصف بروتوكول للبناء الوهمية. وأخيرا، يتم عرض الصور الولايات المتحدة، CT وMR شبح كنتائج.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent/Material</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC pipe</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bolt, nut, washer and metal plates</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic plates and rods</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plastic supply in San Antonio, TX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel balls</td>
			<td>Nordex, Inc.</td>
			<td>AEC-M2-2, -4, -7, -10 and -14</td>
			<td>2, 4, 7, 10 and 14 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C-clamps</td>
			<td>Adjustable Clamp</td>
			<td>1420-C</td>
			<td>2 inch length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masking tape</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</td>
			<td>2600</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Duct tape</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</td>
			<td>S-3763SIL</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J-B KWIK</td>
			<td>J-B WELD Co.</td>
			<td>380238</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3M Scotch-Weld Epoxy Adhesive</td>
			<td>3M Industrial Adhesives and Tapes</td>
			<td>DP-100</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone grease</td>
			<td>Permatex, Inc.</td>
			<td>22058</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone glue</td>
			<td>DAP, Inc.</td>
			<td>688</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone rubber compound</td>
			<td>Smooth-ON, Inc.</td>
			<td>Smooth-SilTM950 Part A and B</td>
			<td>A:B mix ratio = 10:1 by weight</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brush</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Hobby Lobby</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309604</td>
			<td>10 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305156</td>
			<td>22-gauge 1.5 inch length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Funnel</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mesh filters</td>
			<td>Small parts, Inc.</td>
			<td>CMN-0010-C and CMN-0020-C</td>
			<td>10 and 20 &mu;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whole milk</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>HEB in San Antonio, TX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thimerosal</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>T5125</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>33538</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>431788</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CuCl2</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>459097</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>A0169</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BaSO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co.</td>
			<td>B8675</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beads</td>
			<td>Potters Industries, Inc.</td>
			<td>3000E</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PET/AL/LLDPE*</td>
			<td>Pechiney Plastic Packaging, Inc.</td>
			<td>Pechiney Spec 151</td>
			<td>Phantom cover material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>*Polyethylene terephthalate/aluminum/linear low density polyethylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotisserie motor</td>
			<td>Brinkmann</td>
			<td>812-7103-S</td>
			<td>Home Depot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath 1</td>
			<td>Precision, Inc.</td>
			<td>Model: 282, Serial #: 601091552</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath 2</td>
			<td>VWR, Inc.</td>
			<td>Model: 1212, Serial #: 08119606</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound</td>
			<td>Visualsonics</td>
			<td>Serial #: 770/120-259</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CT</td>
			<td>Gamma Medica-Ideas</td>
			<td>Serial #: GR 0050</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRI</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>Part #: W3301390, Serial #: 0030</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction of a preclinical multimodality phantom using tissue-mimicking materials for quality assurance in tumor size measurement

منظمة الصحة العالمية (WHO) ومعايير التقييم في استجابة الأورام الصلبة (RECIST) مجموعات عمل دعا معايير موحدة لتقييم الإشعاعي للأورام الصلبة في الاستجابة للعلاج المضادة للورم المخدرات في 1980s و 1990s، على التوالي. منظمة الصحة العالمية معايير قياس الأورام الصلبة في أبعاد اثنين، بينما القياسات RECIST فقط استخدام البعد واحد الذي يعتبر أكثر استنساخه 1، 2، 3،4،5. وقد استخدمت على نطاق واسع هذه المعايير باعتبارها العلامات البيولوجية التصوير المعتمدة فقط من قبل الولايات المتحدة للأغذية والدواء (FDA) 6. من أجل قياس استجابة الورم للأدوية المضادة للورم على الصور مع دقة، وبالتالي، هناك حاجة قوية لضمان (QA) إجراءات الجودة والمطابقة QA الوهمية. لتلبية هذه الحاجة، والكتاب شيدت قبل السريرية تعدد الوسائط (على الموجات فوق الصوتية (US)، التصوير المقطعي (CT) والتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)) الوهمية باستخدام الأنسجة محاكاة (TM)المواد استنادا إلى عدد محدود من الآفات المستهدفة المطلوبة من قبل RECIST بادخال تعديلات على Gammex التجاري الأمريكي فانتوم 7. الملحق في لي وآخرون. يوضح إجراءات الوهمية تلفيق 7. في هذه المقالة، يتم إدخال كافة البروتوكولات في خطوة بخطوة أزياء بداية مع إجراءات إعداد قوالب السيليكون لصب ورم محاكاة كائنات الاختبار في فانتوم، تليها إعداد مواد TM للتصوير تعدد الوسائط، وأخيرا بناء قبل السريرية تعدد الوسائط QA الوهمية. والغرض الرئيسي من هذه الورقة هو تقديم البروتوكولات للسماح لأي شخص مهتم في بناء مستقل شبحا لمشاريعهم الخاصة. إجراءات ضمان الجودة لقياس حجم الورم، وRECIST، وترد منظمة الصحة العالمية ونتائج القياس حجم الأجسام اختبار المقدمة في المؤسسات متعددة باستخدام هذا QA الوهمية بالتفصيل في لي وآخرون. 8.

<html> الشكل 3 B والشكل 5 عرض اثنين من قوالب السيليكون لصب كائنات الاختبار، وتعدد الوسائط الوهمية، على التوالي. طول × عرض × عمق كل العفن هو 109 مم × 37 مم × 21 مم واثنين من قوالب متطابقة-الصور مرآة. واحدة قالب لديه 1 ملم الثقوب حيث المواد TM يمكن إدراجها باستخدام إبرة رقي...

Watch this Scientific Journal Video about Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement at JoVE.com

Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

تصف هذه الورقة إجراءات في المنزل تشييد تعدد الوسائط قبل السريرية جعلت شبح الأنسجة محاكاة (TM) مواد لضمان الجودة (QA) من قياس حجم الورم في طرائق التصوير الحيوانية مثل الموجات فوق الصوتية (US)، التصوير المقطعي (CT) والمغناطيسية التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).

بناء فانتوم تعدد الوسائط ما قبل السريرية باستخدام مواد الأنسجة، محاكاة لضمان الجودة في قياس حجم الورم

World Health Organization (WHO) and the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) working groups advocated standardized criteria for ...

construction-preclinical-multimodality-phantom-using-tissue-mimicking

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.2K Views.  University of Kansas School of Medicine. تصف هذه الورقة إجراءات في المنزل تشييد تعدد الوسائط قبل السريرية جعلت شبح الأنسجة محاكاة (TM) مواد لضمان الجودة (QA) من قياس حجم الورم في طرائق التصوير الحيوانية مثل الموجات فوق الصوتية (US)، التصوير المقطعي (CT) والمغناطيسية التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).

Video: Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being investigated for applications in imaging and therapy. Viral nanoparticles (VNPs) derived from plants can be regarded as self-assembled bionanomaterials with defined sizes and shapes. Plant viruses under investigation in the Steinmetz lab include icosahedral particles formed by Cowpea mosaic virus (CPMV) and Brome mosaic virus (BMV), both of which are 30 nm in diameter. We are also developing rod-shaped and filamentous structures derived from the following plant viruses: Tobacco mosaic virus (TMV), which forms rigid rods with dimensions of 300 nm by 18 nm, and Potato virus X (PVX), which form filamentous particles 515 nm in length and 13 nm in width (the reader is referred to refs. 1 and 2 for further information on VNPs).
From a materials scientist's point of view, VNPs are attractive building blocks for several reasons: the particles are monodisperse, can be produced with ease on large scale in planta, are exceptionally stable, and biocompatible. Also, VNPs are "programmable" units, which can be specifically engineered using genetic modification or chemical bioconjugation methods 3. The structure of VNPs is known to atomic resolution, and modifications can be carried out with spatial precision at the atomic level4, a level of control that cannot be achieved using synthetic nanomaterials with current state-of-the-art technologies.
In this paper, we describe the propagation of CPMV, PVX, TMV, and BMV in Vigna ungiuculata and Nicotiana benthamiana plants. Extraction and purification protocols for each VNP are given. Methods for characterization of purified and chemically-labeled VNPs are described. In this study, we focus on chemical labeling of VNPs with fluorophores (e.g. Alexa Fluor 647) and polyethylene glycol (PEG). The dyes facilitate tracking and detection of the VNPs 5-10, and PEG reduces immunogenicity of the proteinaceous nanoparticles while enhancing their pharmacokinetics 8,11. We demonstrate tumor homing of PEGylated VNPs using a mouse xenograft tumor model. A combination of fluorescence imaging of tissues ex vivo using Maestro Imaging System, fluorescence quantification in homogenized tissues, and confocal microscopy is used to study biodistribution. VNPs are cleared via the reticuloendothelial system (RES); tumor homing is achieved passively via the enhanced permeability and retention (EPR) effect12. The VNP nanotechnology is a powerful plug-and-play technology to image and treat sites of disease in vivo. We are further developing VNPs to carry drug cargos and clinically-relevant imaging moieties, as well as tissue-specific ligands to target molecular receptors overexpressed in cancer and cardiovascular disease.

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Plant viral nanoparticles (VNPs) are promising platforms for applications in biomedicine. Here, we describe the procedures for plant VNP propagation, purification, characterization, and bioconjugation. Finally, we show the application of VNPs for tumor homing and imaging using a mouse xenograft model and fluorescence imaging.

الفيروسية النانوية ل<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; التصوير ورم

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Production of Large Numbers of Size-controlled Tumor Spheroids Using Microwell Plates

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically relevant than conventional adherent-sheet cultures, they more accurately recapitulate the complexity and interactions present in real tumors. In order to harness this model to better assess tumor biology, or the efficacy of novel therapeutic agents, it is necessary to be able to generate spheroids reproducibly, in a controlled manner and in significant numbers.
The AggreWell system consists of a high-density array of pyramid-shaped microwells, into which a suspension of single cells is centrifuged. The numbers of cells clustering at the bottom of each microwell, and the number and ratio of distinct cell types involved depend only on the properties of the suspension introduced by the experimenter. Thus, we are able to generate tumor spheroids of arbitrary size and composition without needing to modify the underlying platform technology. The hundreds of microwells per square centimeter of culture surface area in turn ensure that extremely high production levels may be attained via a straightforward, nonlabor-intensive process. We therefore expect that this protocol will be broadly useful to researchers in the tumor spheroid field.

We introduce a protocol for the generation of large numbers (thousands to hundreds of thousands) of uniform size- and composition-controlled tumor spheroids, using commercially available microwell plates.

إنتاج أعداد كبيرة من الأجسام الشبه الكروية التي تسيطر عليها حجم الورم عن طريق لوحات Microwell

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically ...

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and modified as part of a set of complex, two-way mechanosensitive interactions. While the development of biologically-relevant 3D tumor models have facilitated mechanistic studies on the impact of matrix rheology on tumor growth, the inverse problem of mapping changes in the mechanical environment induced by tumors remains challenging. Here, we describe the implementation of particle-tracking microrheology (PTM) in conjunction with 3D models of pancreatic cancer as part of a robust and viable approach for longitudinally monitoring physical changes in the tumor microenvironment, in situ. The methodology described here integrates a system of preparing in vitro 3D models embedded in a model extracellular matrix (ECM) scaffold of Type I collagen with fluorescently labeled probes uniformly distributed for position- and time-dependent microrheology measurements throughout the specimen. In vitro tumors are plated and probed in parallel conditions using multiwell imaging plates. Drawing on established methods, videos of tracer probe movements are transformed via the Generalized Stokes Einstein Relation (GSER) to report the complex frequency-dependent viscoelastic shear modulus, G*(&#969;). Because this approach is imaging-based, mechanical characterization is also mapped onto large transmitted-light spatial fields to simultaneously report qualitative changes in 3D tumor size and phenotype. Representative results showing contrasting mechanical response in sub-regions associated with localized invasion-induced matrix degradation as well as system calibration, validation data are presented. Undesirable outcomes from common experimental errors and troubleshooting of these issues are also presented. The 96-well 3D culture plating format implemented in this protocol is conducive to correlation of microrheology measurements with therapeutic screening assays or molecular imaging to gain new insights into impact of treatments or biochemical stimuli on the mechanical microenvironment.

Particle-tracking microrheology can be used to non-destructively quantify and spatially map changes in extracellular matrix mechanical properties in 3D tumor models.

قياس طولية من خارج الخلية مصفوفة جمود في 3D نماذج ورم عن طريق تتبع الجسيمات Microrheology

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

البناء وتوصيف من طية تفاعلات الاحيائية الرواية الصوتية

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix (aECM) Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins that have incorporated functional domains derived from nature (or created de novo) have been reported. In particular, artificial extracellular matrix (aECM) proteins have been developed; these aECM proteins consist of biological domains taken from fibronectin, laminins and collagens and are combined with structural domains including elastin-like repeats, silk and collagen repeats. To date, aECM proteins have been widely investigated for applications in tissue engineering and wound repair. Recently, Tjin and coworkers developed integrin-specific aECM proteins designed for promoting human skin keratinocyte attachment and propagation. In their work, the aECM proteins incorporate cell binding domains taken from fibronectin, laminin-5 and collagen IV, as well as flanking elastin-like repeats. They demonstrated that the aECM proteins developed in their work were promising candidates for use as substrates in artificial skin. Here, we outline the design and construction of such aECM proteins as well as their purification process using the thermo-responsive characteristics of elastin.

Design and Construction of Artificial Extracellular Matrix aECM Proteins from Escherichia coli for Skin Tissue Engineering

Recombinant technologies have enabled material designers to create novel artificial proteins with customized functionalities for tissue engineering applications. For example, artificial extracellular matrix proteins can be designed to incorporate structural and biological domains derived from native ECMs. Here, we describe the construction and purification of aECM proteins containing elastin-like repeats.

تصميم وبناء الاصطناعي خارج الخلية مصفوفة (aECM) والبروتينات من<em&gt; الإشريكية القولونية</em&gt; للبشرة هندسة الأنسجة

Recombinant technology is a versatile platform to create novel artificial proteins with tunable properties. For the last decade, many artificial proteins ...

Agarose-based Tissue Mimicking Optical Phantoms for Diffuse Reflectance Spectroscopy

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a conventional optical system with an integrating sphere. Measuring systems for the acquisition of the diffuse reflectance and total transmittance spectra are constructed with a broadband white light source, a light guide, an achromatic lens, an integrating sphere, a sample holder, an optical fiber probe, and a multi-channel spectrometer. An acrylic mold consisting of two rectangular acrylic pieces and a U-shaped acrylic piece is constructed to create an epidermal phantom and a dermal phantom with whole blood. The application of a sodium dithionite (Na2S2O4) solution to the dermal phantom enables the researcher to deoxygenate hemoglobin in red blood cells distributed in the dermal phantom. The inverse Monte Carlo simulation with the diffuse reflectance and total transmittance spectra measured by a spectrometer with an integrating sphere is performed to determine the absorption coefficient spectrum &#181;a(&#955;) and the reduced scattering coefficient spectrum &#181;s&#39;(&#955;) of each layer phantom. A two-layered phantom mimicking the diffuse reflectance of human skin tissue is also demonstrated by piling up the epidermal phantom on the dermal phantom.

Here, we demonstrate how agarose-based tissue-mimicking optical phantoms are made and how their optical properties are determined using a conventional optical system with an integrating sphere.

النسيج المستندة إلى [اغروس] محاكاة أشباح البصري للتحليل الطيفي الانعكاس منتشر

This protocol describes how to make agarose-based tissue-mimicking phantoms and demonstrates how to determine their optical properties using a ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the tissue motion and infer or quantify the underlying biomechanical characteristics. For abdominal aortic aneurysms (AAA), biomechanical properties such as changes in the tissue's elastic modulus and estimates of the tissue stress may be essential for assessing the need for the surgical intervention. Abdominal aortic aneurysms US elastography could be a useful tool to monitor AAA progression and identify changes in biomechanical properties characteristic of high-risk patients.
A preliminary goal in the development of an AAA US elastography technique is the validation of the method using a physically relevant model with known material properties. Here we present a process for the production of AAA tissue-mimicking phantoms with physically relevant geometries and spatially modulated material properties. These tissue phantoms aim to mimic the US properties, material modulus, and geometry of the abdominal aortic aneurysms. Tissue phantoms are made using a polyvinyl alcohol cryogel (PVA-c) and molded using 3D printed parts created using computer aided design (CAD) software. The modulus of the phantoms is controlled by altering the concentration of PVA-c and by changing the number of freeze-thaw cycles used to polymerize the cryogel. The AAA phantoms are connected to a hemodynamic pump, designed to deform the phantoms with the physiologic cyclic pressure and flows. Ultra sound image sequences of the deforming phantoms allowed for the spatial calculation of the pressure normalized strain and the identification of mechanical properties of the vessel wall. Representative results of the pressure normalized strain are presented.

Here we describe a method to manufacture aneurysmal, aortic tissue-mimicking phantoms for the use in testing ultrasound elastography. The combined use of computer-aided design (CAD) and 3-dimensional (3D) printing techniques produce aortic phantoms with predictable, complex geometries to validate the elastographic imaging algorithms with controlled experiments.

تصنيع الشريان الاورطي البطني المائية الأنسجة محاكاة أشباح للتحقق من صحة الاستوجرافي بالموجات فوق الصوتية

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...

Patient-Specific Polyvinyl Alcohol Phantom Fabrication with Ultrasound and X-Ray Contrast for Brain Tumor Surgery Planning

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create anatomically accurate head phantoms with realistic brain imaging properties because standard fabrication methods are not optimized to replicate any patient-specific anatomical detail and 3D printing materials are not optimized for imaging properties. In order to test and validate a novel navigation system for use during brain tumor surgery, an anatomically accurate phantom with realistic imaging and mechanical properties was required. Therefore, a phantom was developed using real patient data as input and 3D printing of molds to fabricate a patient-specific head phantom comprising the skull, brain and tumor with both ultrasound and X-ray contrast. The phantom also had mechanical properties that allowed the phantom tissue to be manipulated in a similar manner to how human brain tissue is handled during surgery. The phantom was successfully tested during a surgical simulation in a virtual operating room.
The phantom fabrication method uses commercially available materials and is easy to reproduce. The 3D printing files can be readily shared, and the technique can be adapted to encompass many different types of tumor.

This protocol describes the fabrication of a patient specific skull, brain and tumor phantom. It uses 3D printing to create molds, and polyvinyl alcohol (PVA-c) is used as the tissue mimicking material.

المريض خاص بوليفينيل الكحول تصنيع الوهمية مع الموجات فوق الصوتية والأشعة السينية على النقيض للتخطيط جراحة ورم الدماغ

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and organs are either highly expensive, like robotics, or lack nanoliter volume and millisecond time accuracy in liquid manipulation. We herein present the design and fabrication of a microfluidic system, which consists of 1,500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. To demonstrate the capacities of the microfluidic device, neural stem cell (NSC) spheres are maintained in the proposed system. We observed that when the NSC sphere is exposed to CXCL in day 1 and EGF in day 2, the round-shaped conformation is well maintained. Variation in the input order of 6 drugs causes morphological changes to the NSC sphere and the expression level representative marker for NSC stemness (i.e., Hes5 and Dcx). These results indicate that dynamic and complex environmental conditions have great effects on NSC differentiation and self-renewal, and the proposed microfluidic device is a suitable platform for high throughput studies on the complex life machinery.

We present a microfluidic system for high throughput studies on complex life machinery, which consists of 1500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. The microfluidic chip allows for the analysis of the highly complex and dynamic micro-environmental conditions in vivo.

توليد الظروف البيئية الديناميكية باستخدام جهاز Microfluidic عالي الإنتاجية

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...

Simple, Affordable, and Modular Patterning of Cells using DNA

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells of the same or different type, micropatterning techniques have proved useful. DNA Programmed Assembly of Cells (DPAC) is a micropatterning technique that targets the adhesion of cells to a substrate or other cells using DNA hybridization. The most basic operations in DPAC begin with decorating cell membranes with lipid-modified oligonucleotides, then flowing them over a substrate that has been patterned with complementary DNA sequences. Cells adhere selectively to the substrate only where they find a complementary DNA sequence. Non-adherent cells are washed away, revealing a pattern of adherent cells. Additional operations include further rounds of cell-substrate or cell-cell adhesion, as well as transferring the patterns formed by DPAC to an embedding hydrogel for long-term culture. Previously, methods for patterning oligonucleotides on surfaces and decorating cells with DNA sequences required specialized equipment and custom DNA synthesis, respectively. We report an updated version of the protocol, utilizing an inexpensive benchtop photolithography setup and commercially available cholesterol modified oligonucleotides (CMOs) deployed using a modular format. CMO-labeled cells adhere with high efficiency to DNA-patterned substrates. This approach can be used to pattern multiple cell types at once with high precision and to create arrays of microtissues embedded within an extracellular matrix. Advantages of this method include its high resolution, ability to embed cells into a three-dimensional microenvironment without disrupting the micropattern, and flexibility in patterning any cell type.

Here we present a protocol to micropattern cells at single-cell resolution using DNA-programmed adhesion. This protocol uses a benchtop photolithography platform to create patterns of DNA oligonucleotides on a glass slide and then labels cell membranes with commercially available complementary oligonucleotides. Hybridization of the oligos results in programmed cell adhesion.

بسيطة، بأسعار معقولة، ونمط وحدات من الخلايا باستخدام الحمض النووي

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells ...