وأيد DT قبل studentship ما بعد الدكتوراه من Le فون للبحوث كيبيك الطبيعة وآخرون تكنولوجيز (FQRNT) وارفع زمالة الاستراتيجية MITACS. وأيد CMC من قبل studentship ما بعد الدكتوراه من Le فون للبحوث في مجال سانتي كيبيك (FRSQ) وإرنست ومارغريت فورد أمراض القلب هبت زمالة بحثية من جامعة أوتاوا معهد القلب. وأيد EOB من خلال تشغيل المنح MOP80204 من المعهد الكندي للبحوث الصحية (CIHR) وT6335 من القلب والسكتة الدماغية مؤسسة أونتاريو. وCIHR ومدترونيك تقديم جماعي EOB مع كرسي أبحاث لاستعراض الأقران (URC # 57093). ويتم تمويل AEP من العلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث (NSERC) اكتشاف غرانت، وهو الملحق NSERC اكتشاف مسرع وبامتنان دعم كراسي البحث كندا برنامج (CRC)، وجائزة الباحث في وقت مبكر من مقاطعة أونتاريو.

1. التشوه الميكانيكية للخلايا واحدة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختلاق الركيزة PDMS مع الخرز نيون جزءا لا يتجزأ من قبل تلفيق الركيزة، ومعلق المجهرية الفلورية في المحلول المائي في الأيزوبروبانول لتعزيز حبة خلط في PDMS نظرا لطبيعتها مسعور. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ماصة 500 ميكرولتر من الفلورسنت المجهرية إلى 1.5 مل أنبوب microcentrifuge وأجهزة الطرد المركزي في 16،200 x ج لمدة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجاهل طاف وإضافة 500 ميكرولتر من اتباعها مع الأيزوبروبانول 5 دقائق من vortexing ل. وضعت القارورة جانبا بين عشية وضحاها في الظلام من أجل السماح للأي الجزيئات الكبيرة المجاميع إلى الرواسب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في صباح اليوم التالي، وإزالة بعناية طاف لميكروسنتريفوج قارورة نظيفة. هذا الحل حبة يمكن استخدامها لصنع أكثر من 5 ركائز. ملاحظة: سوف تستمر الحل حبة لالرواسب لمدة 3 أيام القادمة. كن حذرا لتجنب إعادة التعليق على بيليه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب 0.5 غرام من وكيل علاج المقدمةمع عدة PDMS في microcentrifuge قارورة 1.5 مل باستخدام ميزان علمي. خطوات متتالية، إضافة ما مجموعه 90 ميكرولتر من الخرز (15 في ستة الإضافات ميكرولتر)، vortexing لمدة 1 دقيقة بين كل إضافة. توضع جانبا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن 10 غرام من PDMS وتخلط لمدة 12 دقيقة على الأقل مع 0.5 غرام من وكيل علاج تستكمل مع الخرز الفلورسنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> افتعال SU-8 2050 قالب على شكل عبر استخدام تقنيات ضوئيه القياسية التالية تعليمات الشركة الصانعة. القالب تستخدم يبلغ ارتفاعه 320 ميكرومتر ومساحتها 13.4 سم 2 (الشكل 3). يمكن أن يحتوي القالب 428 ميكرولتر أو 440 ملغ من PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب 400 ملغ من PDMS مع حبات في قالب على شكل عبر باستخدام ماصة نقل وعلاج لمدة 2 ساعة على 80 درجة مئوية. بعد المعالجة، تقشر الركيزة من القالب (الشكل 5A). يمكن أن تظل الركيزة في طبق بيتري في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 أسابيع دون أن تظهر تغييرات كبيرة في خصائصه الميكانيكية. </لى&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب قطرات من PDMS (وكيل علاج: PDMS مع نسبة 1:20) في طبق بتري مع الحجم النهائي من حوالي 4 مم وقطرها علاجها رأسا على عقب لمدة 2 ساعة على 80 درجة مئوية (الشكل 5B). هذه الميزات ترسيخ يمكن أن يوضع في طبق بتري لعدة أسابيع. ملاحظة: الحفاظ على الطبق رأسا على عقب لمنع قطرات من تسطيح أثناء عملية المعالجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> علاج الهواء البلازما (30 ثانية في 30 W) الركيزة و8 الميزات رسو. ربط الميزات على كل نهاية من الركيزة على مسافة 4 مم من شكل مربع المسافة البادئة موجودة على الركيزة (الشكل 5C). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصاعد غشاء على المشابك <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التفاف كل نهاية الركيزة حول الجزء أسطواني مخدد من المشابك وضمان الحصول عليها في مكان مع 2 الصواميل من أعلى (الشكل 2B وأرقام 5D-E). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المسمار 4 المشابك على حامل المشبك وتصب PDMS (نسبة 1:20) باستخدام ر القابل للتصرفاملحول ماصة في واجهة بين الركيزة والجزء المجوف أسطواني من المشابك. نشر PDMS غير مخمر حول الجزء أسطواني مخدد باستخدام مفتاح عرافة 1.5 مم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب PDMS (1:20) في الأخاديد حتى تملأ تماما من عمل شعري وعلاج التجمع في 80 درجة مئوية لمدة 2 ساعة (الشكل 5F). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بذر خلايا في غشاء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> علاج الهواء البلازما (30 ثانية في 30 W) على الجمعية العامة بكامل هيئتها لتعقيم وfunctionalize الركيزة للسماح للالكولاجين الطلاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Functionalize مجال الركيزة حيث سيتم المصنفة الخلايا مع 1 مل من 0.02 M حمض الخليك تستكمل مع 16 ميكروغرام / مل من الفئران الذيل الكولاجين في درجة حرارة الغرفة لمدة 1 ساعة. كثافة الكولاجين النهائي المطلوب هو 5 ميكروغرام / سم 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف 3X الركيزة مع العازلة الفوسفات واتركها لتجف في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تقل عن 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 40 ميكرولتر من مستنبت تستكمل مع 10٪ سيرو بقري جنينيم و 1٪ البنسلين الستربتوميسين تحتوي على 2،000 الخلايا في جزء من مركز الركيزة لتغطية مساحة 1 سم 2 (كثافة الخلايا: 20 خلية / ملم 2). ويمكن تغيير كثافة الخلية وفقا لمتطلبات التجريبية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع التجميع كله في مستوى حاضنة الثقافة الخلية مع الركيزة مواجهة مع قطرة من مستنبت الخلايا التي تحتوي على ذلك. ملاحظة: يجب أن تبقى الجمعية مع الركيزة مواجهة لا يقل عن 3 ساعة للسماح للخلايا لنعلق بحزم ذلك. لمنع التبخر، يضاف 30 ميكرولتر من مستنبت دافئ في انخفاض على الركيزة كل 45 دقيقة لمدة 3 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 3 ساعة، والوجه الجمعية العامة بكامل هيئتها في طبق بتري مليئة مستنبت جديدة ليغرق الركيزة واحتضان بين عشية وضحاها للسماح الخلايا على التكاثر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في اليوم التالي، وإعداد محلول ملحي HEPES مخزنة (HBSS؛ 20 ملم من HEPES، 120 ملي كلوريد الصوديوم، 5.3 ملي من بوكل، 0.8 ملي من MgSO 4، 1.8 ملم من و CaCl 2، و 11.1 ملي ديxtrose). ضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.4. ملاحظة: الحل HBSS أن تكون مستعدة يوميا وأبقت على 37 درجة مئوية خلال التجارب. يستخدم هذا الحل الفسيولوجية للحفاظ على الخلايا على المسرح المجهر عن طريق محاكاة البيئة الأنسجة / الدم الطبيعي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تركيب مجموعة المتابعة على النقيض من المرحلة مقلوب أو المجهر الفلورسنت جبل المشبك الجمعية الركيزة على منصة BAXS والمحركات. ملء طبق بتري داخل سخان طبق بتري مع HEPES العازلة (الشكل 2D). </li></ol></li></ol> 2. تصلب قياس السفن الصغيرة العيار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كريبس حل الفسيولوجية: يعد حل من 118.1 ملي مول كلوريد الصوديوم، 11.1 ملي مد الجلوكوز، 25 مم 3 NaHCO، 4.7 ملي بوكل، 1.2 ملي MgSO 4، 1.2 ملي KH 2 PO 4، و 2.5 مم CaCl 2. ضبط درجة الحموضة إلى 7.4 والأوكسجين الحل مع كربوجين الغاز الطبي (95٪ O 2/5٪ CO 2) لمدة 30 دقيقة. ملاحظة: soluti كريبسعلى أن تكون مستعدة يوميا وأبقت على 37 درجة مئوية خلال التجارب. يستخدم هذا الحل الفسيولوجية للحفاظ على الأنسجة على قيد الحياة عن طريق محاكاة البيئة الأنسجة / الدم الطبيعي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جمع الأدوات اللازمة للتشريح وتقييم الميكانيكية للسفن الأبهر: مقص جراحي، ملاقط محني، المقص الصغير، مجهر تشريح الجراحي، و 50 مل أنابيب البولي بروبلين الطرد المركزي، و 10 مل الماصات المصلية. إجراء العمليات الجراحية والتجربة لا تتطلب أي ظروف معقمة. جبل المشابك من منصة BAXS جنبا إلى جنب مع تحميل خلية مسبقا. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عزل الأنسجة وتشريح جميع الإجراءات التجريبية التي تنطوي على الحيوانات المختبرية أن تتم الموافقة عليها من قبل لجنة رعاية الحيوان واستخدام المستخدمين مؤسسة، والذي يتوافق مع دليل الصحة لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية من المستخدمين البلاد. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء الماوس الموت الرحيم مع استنشاق 99٪ CO 2 (7 رطل)في (الشكل 6A) غرفة زجاجي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البطن مفتوحة الماوس وقطع الشريان الأورطي الصدري ينزف الماوس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الحجاب الحاجز، والقفص الصدري وفصوص الرئة (الشكل 6B). ملاحظة: لتقليل خطر إتلاف الأنسجة، والحفاظ على قلب تعلق على الشريان الأورطي وتجنب لمس السفينة مباشرة ولكن التلاعب به باستخدام القلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة القلب وجذر الشريان الأبهر والشريان الأورطي الصدري عن طريق خفض بلطف بين السفينة والعمود الفقري. ملاحظة: لا تحمل أي استطالة في السفينة أثناء الختان للحفاظ على البنية الداخلية للأنسجة سليمة (الشكل 6C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج فورا والحفاظ على القلب والشريان الأورطي في حل كريبس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قص وغسل بعناية الشريان الأورطي في حل كريبس لإزالة أي جلطات الدم. إزالة النسيج الضام باستخدام مقص الصغرى، ملاقط والجراحية تشريح المجهر (الشكل 6D-E). ملاحظة: حافظ على كل طول السفينة واستخدام منطقة المسؤولية<html> الجذر عرة لتحديد اتجاه السفينة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سفينة تحديد البعد وتصاعد لتحديد صلابة من السفينة، ويطلب من أبعاد السفينة تفريغ ويمكن تحديد مع المجهر معايرة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع حلقة الأبهر من حوالي 2 ملم في الطول وبدقة قياس طوله باستخدام مجهر معايرة وضع (أرقام 6F-G). وضع هذا الجزء جانبا في حل كريبس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خفض آخر حلقة الأبهر صغيرة قدر الإمكان بين كل من قطاعات مم 2 (الشكل 6F). وضع هذه الشريحة صغيرة على شريحة زجاجية المجهر مع لمعة مواجهة وقياس سمك الجدار باستخدام إعداد المجهر معايرة (الشكل 6H). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء طبق بيتري على منصة BAXS مع الحل كريبس وإدراج شريحة حلقة الأبهر 2 ملم على دبابيس سحب (أقحم في الشكل 4C). </li></ol></li></ol><html> جنرال الكتريك = &quot;دائما&quot;&gt; <img alt="الرقم 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51454/51454fig5highres.jpg" width="500" /> الرقم 5. الركيزة PDMS تصنيع وتركيب. A) وبعد المعالجة، ومقشر الركيزة بعناية قبالة SU-8 2050 العفن وضعت جانبا في طبق بتري. B) رسو ميزات مصنوعة من PDMS وتساعد على تأمين الركيزة على المشابك. C) الركيزة مع ترسيخ ملامح جاهزة للتركيب. D) هي التي شنت على الركيزة المشابك 4، والتي يتم تركيبها على حامل المشبك (انظر الشكل). E) صور مفصلة للالركيزة التي شنت على 4 المشابك. F ) الإجراء من صب PDMS في الأخدود تحت الركيزة. السهم يظهر PDMS ملء ببطء الأخدود التي كتبها الشعرية. 454fig6highres.jpg &quot;العرض =&quot; 500 &quot;/&gt; الرقم 6. إعداد وعزل الشريان الأورطي الصدري. أ) إعداد الأدوات الجراحية والماوس الموت الرحيم. B) من خلال شق في البطن الطولية، وتتم إزالة القفص الصدري والرئة lobs. C) يتم إزالة الشريان الأورطي بعناية باستخدام قلب للتلاعب الأنسجة. D) والقلب والشريان الأورطي وضعت في كريبس حل الفسيولوجية. يتم تنظيف الشريان الأورطي عن طريق إزالة جميع الأنسجة الضامة. E) صورة مفصلة تبين. F) الجزء الأبهر القلب والشريان الأورطي المستخدمة لتقييم صلابة جنبا إلى جنب مع شرائح صغيرة تستخدم لقياس سمك. GH) طول دقيقة (G) وسمك (H) يتم تقييم كل من قطاعات السفينة باستخدام مجهر العكسية وبرنامج التحليل.

<ol>
	<li>Yim, E. K., Sheetz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-dependent+cell+signaling+in+stem+cell+differentiation.">Force-dependent cell signaling in stem cell differentiation.</a> Stem Cell Res Ther. 3, (2012).</li><li>Vogel, V., Sheetz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+force+and+geometry+sensing+regulate+cell+functions.">Local force and geometry sensing regulate cell functions.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 7, 265-275 (2006).</li><li>Wang, N., Tytell, J. D., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+at+a+distance:+mechanically+coupling+the+extracellular+matrix+with+the+nucleus.">Mechanotransduction at a distance: mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 10, 75-82 (2009).</li><li>Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanobiology+and+diseases+of+mechanotransduction.">Mechanobiology and diseases of mechanotransduction.</a> Ann Med. 35, 564-577 (2003).</li><li>Janmey, P. A., Miller, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+mechanical+signaling+in+development+and+disease.">Mechanisms of mechanical signaling in development and disease.</a> J Cell Sci. 124, 9-18 (2011).</li><li>Bukoreshtliev, N. V., Haase, K., Pelling, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+cues+in+cellular+signalling+and+communication.">Mechanical cues in cellular signalling and communication.</a> Cell Tissue Res. 352, 77-94 (2013).</li><li>Chen, Y., Pasapera, A. M., Koretsky, A. P., Waterman, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation-specific+responses+to+sustained+uniaxial+stretching+in+focal+adhesion+growth+and+turnover.">Orientation-specific responses to sustained uniaxial stretching in focal adhesion growth and turnover.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110, (2013).</li><li>Rosenzweig, D. H., Matmati, M., Khayat, G., Chaudhry, S., Hinz, B., Quinn, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culture+of+Primary+Bovine+Chondrocytes+on+a+Continuously+Expanding+Surface+Inhibits+Dedifferentiation.">Culture of Primary Bovine Chondrocytes on a Continuously Expanding Surface Inhibits Dedifferentiation.</a> Tissue Eng Part A. 18, 2466-2476 (2012).</li><li>Balachandran, 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=Cyclic+strain+induces+dual-mode+endothelial-mesenchymal+transformation+of+the+cardiac+valve.">Cyclic strain induces dual-mode endothelial-mesenchymal transformation of the cardiac valve.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 108, 19943-19948 (1994).</li><li>Steward, R., Cheng, C. M., Ye, J., Bellin, R., LeDuc, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+stretch+and+shear+flow+induced+reorganization+and+recruitment+of+fibronectin+in+fibroblasts.">Mechanical stretch and shear flow induced reorganization and recruitment of fibronectin in fibroblasts.</a> Sci Rep. 1, (2011).</li><li>Wang, D., Xie, Y., Yuan, B., Xu, J., Gong, P., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+stretching+device+for+imaging+real-time+molecular+dynamics+of+live+cells+adhering+to+elastic+membranes+on+inverted+microscopes+during+the+entire+process+of+the+stretch.">A stretching device for imaging real-time molecular dynamics of live cells adhering to elastic membranes on inverted microscopes during the entire process of the stretch.</a> Integr Biol (Camb). 2, 288-293 (2010).</li><li>Haskett, D., Johnson, G., Zhou, A., Utzinger, U., Van de Geest, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructural+and+biomechanical+alterations+of+the+human+aorta+as+a+function+of+age+and+location.">Microstructural and biomechanical alterations of the human aorta as a function of age and location.</a> Biomech Model Mechanobiol. 9, 725-736 (2010).</li><li>Duprey, A., Khanafer, K., Schlicht, M., Avril, S., Williams, D., Berguer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+characterisation+of+physiological+and+maximum+elastic+modulus+of+ascending+thoracic+aortic+aneurysms+using+uniaxial+tensile+testing.">In vitro characterisation of physiological and maximum elastic modulus of ascending thoracic aortic aneurysms using uniaxial tensile testing.</a> Eur J Vasc Endovasc Surg. 39, 700-707 (2010).</li><li>Tremblay, 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+comparison+of+mechanical+properties+of+materials+used+in+aortic+arch+reconstruction.">A comparison of mechanical properties of materials used in aortic arch reconstruction.</a> Ann Thorac Surg. 88, 1484-1491 (2009).</li><li>Khanafer, K., Duprey, A., Zainal, M., Schlicht, M., Williams, D., Berguer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+the+elastic+modulus+of+ascending+thoracic+aortic+aneurysm+at+different+ranges+of+pressure+using+uniaxial+tensile+testing.">Determination of the elastic modulus of ascending thoracic aortic aneurysm at different ranges of pressure using uniaxial tensile testing.</a> The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 142, 682-686 (2011).</li><li>Van de Geest, J. P., Sacks, M. S., Vorp, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+aneurysm+on+the+biaxial+mechanical+behavior+of+human+abdominal+aorta.">The effects of aneurysm on the biaxial mechanical behavior of human abdominal aorta.</a> J Biomech. 39, 1324-1334 (2006).</li><li>Guolla, L., Bertrand, M., Haase, K., Pelling, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+transduction+and+strain+dynamics+in+actin+stress+fibres+in+response+to+nanonewton+forces.">Force transduction and strain dynamics in actin stress fibres in response to nanonewton forces.</a> J Cell Sci. 125, 603-613 (2012).</li><li>Wang, J. H., Goldschmidt-Clermont, P., Wille, J., Yin, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specificity+of+endothelial+cell+reorientation+in+response+to+cyclic+mechanical+stretching.">Specificity of endothelial cell reorientation in response to cyclic mechanical stretching.</a> J Biomech. 34, 1563-1572 (2001).</li><li>Jungbauer, S., Gao, H., Spatz, J. P., Kemkemer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+characteristic+regimes+in+frequency-dependent+dynamic+reorientation+of+fibroblasts+on+cyclically+stretched+substrates.">Two characteristic regimes in frequency-dependent dynamic reorientation of fibroblasts on cyclically stretched substrates.</a> Biophys J. 95, 3470-3478 (2008).</li><li>Dahl, K. N., Ribeiro, A. J. S., Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+shape,+mechanics,+and+mechanotransduction.">Nuclear shape, mechanics, and mechanotransduction.</a> Circ Res. 102, 1307-1318 (2008).</li><li>Shivashankar, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosignaling+to+the+cell+nucleus+and+gene+regulation.">Mechanosignaling to the cell nucleus and gene regulation.</a> Annu Rev Biophys. 40, 361-378 (2011).</li><li>Chiquet, M., Gelman, L., Lutz, R., Maier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+mechanotransduction+to+extracellular+matrix+gene+expression+in+fibroblasts.">From mechanotransduction to extracellular matrix gene expression in fibroblasts.</a> Biochim Biophys Acta. 1793, 911-920 (2009).</li><li>Sullivan, 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=Loss+of+A-type+lamin+expression+compromises+nuclear+envelope+integrity+leading+to+muscular+dystrophy.">Loss of A-type lamin expression compromises nuclear envelope integrity leading to muscular dystrophy.</a> J Cell Biol. 147, 913-920 (1999).</li><li>Lammerding, 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=Lamin+A/C+deficiency+causes+defective+nuclear+mechanics+and+mechanotransduction.">Lamin A/C deficiency causes defective nuclear mechanics and mechanotransduction.</a> J Clin Invest. 113, 370-378 (2004).</li><li>Tremblay, D., Andrzejewski, L., Leclerc, A., Pelling, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Actin+and+microtubules+play+distinct+roles+in+governing+the+anisotropic+deformation+of+cell+nuclei+in+response+to+substrate+strain.">Actin and microtubules play distinct roles in governing the anisotropic deformation of cell nuclei in response to substrate strain.</a> Cytoskeleton. , (2013).</li><li>Cuerrier, C. M., 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=Chronic+over-expression+of+heat+shock+protein+27+attenuates+atherogenesis+and+enhances+plaque+remodeling:+a+combined+histological+and+mechanical+assessment+of+aortic+lesions.">Chronic over-expression of heat shock protein 27 attenuates atherogenesis and enhances plaque remodeling: a combined histological and mechanical assessment of aortic lesions.</a> PLoS ONE. 8, (2013).</li><li>Tremblay, D., Cartier, R., Mongrain, R., Leask, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+dependency+of+the+vascular+smooth+muscle+cell+contribution+to+the+mechanical+properties+of+the+pig+ascending+aortic+tissue.">Regional dependency of the vascular smooth muscle cell contribution to the mechanical properties of the pig ascending aortic tissue.</a> J Biomech. 43, 2448-2451 (2010).</li><li>Barker, A. J., Lanning, C., Shandas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+hemodynamic+wall+shear+stress+in+patients+with+bicuspid+aortic+valve+using+phase-contrast+MRI.">Quantification of hemodynamic wall shear stress in patients with bicuspid aortic valve using phase-contrast MRI.</a> Ann Biomed Eng. 38, 788-800 (2010).</li><li>Haga, J. H., Li, Y. S. J., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+basis+of+the+effects+of+mechanical+stretch+on+vascular+smooth+muscle+cells.">Molecular basis of the effects of mechanical stretch on vascular smooth muscle cells.</a> J Biomech. 40, 947-960 (2007).</li><li>Frydrychowicz, 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=Time-resolved+magnetic+resonance+angiography+and+flow-sensitive+4-dimensional+magnetic+resonance+imaging+at+3+Tesla+for+blood+flow+and+wall+shear+stress+analysis.">Time-resolved magnetic resonance angiography and flow-sensitive 4-dimensional magnetic resonance imaging at 3 Tesla for blood flow and wall shear stress analysis.</a> The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 136, 400-407 (2008).</li><li>Boccafoschi, F., Mosca, C., Bosetti, M., Cannas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+mechanical+stretching+in+the+activation+and+localization+of+adhesion+proteins+and+related+intracellular+molecules.">The role of mechanical stretching in the activation and localization of adhesion proteins and related intracellular molecules.</a> J Cell Biochem. 112, 1403-1409 (2011).</li><li>Yang, G., Crawford, R. C., Wang, J. H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proliferation+and+collagen+production+of+human+patellar+tendon+fibroblasts+in+response+to+cyclic+uniaxial+stretching+in+serum-free+conditions.">Proliferation and collagen production of human patellar tendon fibroblasts in response to cyclic uniaxial stretching in serum-free conditions.</a> J Biomech. 37, 1543-1550 (2004).</li><li>Goldyn, A. M., Rioja, B. A., Spatz, J. P., Ballestrem, C., Kemkemer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force-induced+cell+polarisation+is+linked+to+RhoA-driven+microtubule-independent+focal-adhesion+sliding.">Force-induced cell polarisation is linked to RhoA-driven microtubule-independent focal-adhesion sliding.</a> J Cell Sci. 122, 3644-3651 (2009).</li><li>Heo, S. 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=Fiber+stretch+and+reorientation+modulates+mesenchymal+stem+cell+morphology+and+fibrous+gene+expression+on+oriented+nanofibrous+microenvironments.">Fiber stretch and reorientation modulates mesenchymal stem cell morphology and fibrous gene expression on oriented nanofibrous microenvironments.</a> Ann Biomed Eng. 39, 2780-2790 (2011).</li><li>Zdero, 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=Linear+and+torsional+mechanical+characteristics+of+intact+and+reconstructed+scapholunate+ligaments.">Linear and torsional mechanical characteristics of intact and reconstructed scapholunate ligaments.</a> J Biomech Eng. 131, (2009).</li></ol>

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

منصة BAXS المقدمة هنا يسهل تجارب عديدة في دراسة mechanobiology، من تحقيقات واحد من الخلايا إلى الأنسجة كله. بالإضافة إلى ذلك، منصة مرنة للغاية وشكلي، مما يسمح للعديد من التجارب التحفيز الميكانيكي ومتعددة المحوري اختبار الشد. منصة تمكن أيضا الحفاظ على الخلايا والأنسجة في الظ?...

المكروية الميكانيكية تلعب دورا هاما في العديد من وظائف الخلية مثل انتشار، والهجرة، والتمايز، والتي يكون لها أثر عميق في التنمية والتوازن من الأنسجة، وكذلك في الأمراض 1-6. على مر السنين، وقد استخدمت العديد من الأدوات التجريبية لتحفيز ميكانيكيا الخلايا أو الأنسجة وقياس الخواص الميكانيكية للالأنسجة البيولوجية بهدف زيادة فهمنا للmechanobiology الأساسية ودراسة ظهور وتطور الأمراض 6-17. ومع ذلك، يجب على المرء غالبا ما تعتمد على العديد من الأجهزة التجريبية المختلفة من أجل تحقيق أهداف دراسة خاصة. تقدم هذه المقالة واحدة، متعددة الوظائف، ذو محورين تمتد (BAXS) منصة تسمح للدراسات أن التحقيق في الدور الذي تلعبه الخواص الميكانيكية والقوات الميكانيكية في علم الأحياء في شبه الخلوية لمقاييس الطول النسيج كله. منصة BAXS لا يسمح للquantificatioن من الخواص الميكانيكية للأنسجة معزولة، ولكن أيضا يسهل القدرة على تطبيق حقول السلالة بسيطة ومعقدة، ودينامية إلى الخلايا الحية من أجل فهم ردودها تمتد التي تحدث في الجسم الحي. منصة BAXS تحتفظ أيضا القدرة على أداء المجهري الخلية الحية أثناء اختبار الميكانيكية والاضطرابات على الخلايا والأنسجة. منصة BAXS هو جهاز مبنية خصيصا والتي يمكن استخدامها لدراسة تأثير الركيزة تشوه على المستوى الخلوي وإجراء اختبارات الشد على الأنسجة البيولوجية (الشكل 1A). كانت ملفقة سخان الألومنيوم لاستيعاب القياسية صحن 10 سم بيتري والحفاظ على أي حلول الفسيولوجية عند 37 درجة مئوية باستخدام وحدة تحكم في درجة الحرارة وسخانات KAPTON (الشكل 1B). هذه المنصة BAXS يمكن أن تكون متكاملة على تباين المرحلة مقلوب و / أو المجهر مضان ويسمح للتصوير في وقت واحد (الشكل 1C).وباختصار، تتكون منصة BAXS أربعة الخطية المحركات لفائف صوت الأجزاء المتحركة التي هي التي شنت على مصغرة الكرة الحركة الخطية الموجهة الشرائح تحمل على طول محورين عمودي (الشكل 1D). هي التي شنت مرحلة تحديد المواقع خطية إلى كل من المحركات الأربعة للسماح الحركة العمودية للنظام لقط التي سيتم استخدامها (الشكل 1E). ويتم رصد موقف كل السيارات من قبل ترميز البصرية مع قرار من 500 نانومتر (الشكل 1F). يتم التحكم في كل أربعة المحركات بشكل مستقل مع وحدة تحكم حركة توظيف ردود الفعل ترميز البصرية لتنفيذ أوامر الحركة (الشكل 1G). يوفر واجهة ابفيف السيطرة الكاملة على حجم الإزاحة، والسرعة، والتسارع من كل محرك من أجل توليد تشوه تخصيص بالكامل، والدينامية، من الخلايا أو عينات الأنسجة. ويتم تحقيق هذه التقنية تستخدم للحث على تشوه في الخلايا ببساطة عن طريق allowinالخلايا ز الالتزام التام ركيزة مرنة وشفافة ومن ثم تمتد هذه الركيزة باستخدام المحركات الأربعة للمنصة BAXS. منصة BAXS يسمح تركيب أي مجموعة مصمم خصيصا من المشابك إرفاق الركيزة على المحركات لفائف صوت. لهذا الغرض، قمنا بتصميم مجموعة من المشابك التي ركيزة مرنة وشفافة، مصنوعة من (PDMS) polydimethylsiloxane، يمكن أن تعلق (أرقام 2A-C والشكل 3). كما سوف يتعرض المشابك لحلول الفسيولوجية، تم تشكيله جميع أجزاء من الفولاذ المقاوم للصدأ للسماح للتعقيم. وقد تم تصميم هذه المشابك بعناية لتحقيق الركيزة أقرب وقت ممكن إلى الهدف المجهر لتعزيز جودة الصورة وتقليل الإجهاد على الركيزة خلال تمتد (الشكل 2D). ويمكن أيضا منصة BAXS نفس أن تستخدم لقياس صلابة من عينات الأنسجة الصغيرة، وذلك باستخدام مجموعة مناسبة من المشابك مع ادابتيد لتدعم عينات الأنسجة والخلايا الحمل لمراقبة القوات. ويمكن اتخاذ عدة نهج لتركيب الأنسجة إلى منصة BAXS المحركات؛ في هذه الحالة الفولاذ المقاوم للصدأ المسامير minutiens الحشرات يمكن ربط من خلال افتتاح الأنسجة الوعائية من أجل إجراء اختبارات الشد (أرقام 4A-B). بدلا من ذلك، لأنسجة سميكة بدون فتحة طبيعية، يمكن أن تكون إما عقد حواف الأنسجة في موقف مع المشابك التي تعلق على المحركات لفائف الصوت أو لصقها على الشرائح الزجاجية الصغيرة مع الغراء البيولوجية وتعلق على المحركات مع المشابك. من أجل أداء اختبارات الشد مطلوب خلية الحمل مصغرة ويمكن إدراجها بسهولة على منصة BAXS المحركات وتستخدم لقياس القوة المؤثرة على النسيج خلال دورة تمتد (الشكل 4C). كما يتكون النظام الأساسي BAXS من أربعة محركات، وإدخال خلية الحمل الثاني يسمح احد لأداء اختبار الشد على طول اتجاهين متعامدين. هذه القدرة يسمح احد لquantifذ صلابة الميكانيكية للنسيج واحد على طول اتجاهين متعامدين خلال نفس التجربة. الأهم من ذلك، في كافة تكوينات، والخلايا أو عينات الأنسجة من الاهتمام ويحتفظ دائما في حمام تسيطر عليها درجة الحرارة التي هي في متناول المستخدم. هذه القدرة تسمح لإدخال وكلاء الدوائية خلال عينة تمتد من أجل دراسة استجابة الزمني للعينة. بالإضافة إلى ذلك، والمحور البصري للمجهر مقلوب لا تزال دون عائق، وجميع أشكال المجهري لا تزال متاحة للمستخدم. أخيرا، وكما جميع المحركات الأربعة للمنصة BAXS مستقلة فمن الممكن تطبيق حقول سلالة شكلي للغاية لعينة من الفائدة. يتعرضون في الجسم الحي الخلايا والأنسجة لمعقدة ومتباين الخواص تمتد التي يمكن أن تكون تحاكي الأنسب في هذا المنبر في مقابل لالتقليدي ذو محورين تمتد منصة 7،13،15،18،19. وعلاوة على ذلك، فإن الخصائص الفيزيائيةالحقل سلالة يمكن تغيير على الطاير خلال التجربة. هذه القدرات تسمح للمستخدم لدراسة الاستجابة الخلوية ومستوى الأنسجة لعدد كبير من معقدة للغاية، متباين الخواص، زمانيا، ومكانيا متفاوتة المجالات السلالة. توضح هذه المقالة مزايا والقيود المفروضة على منصة BAXS فضلا عن تصميمها، مبادئ التشغيل، والتفاصيل التجريبية لخلية واحدة والتجارب النسيج كله. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51454/51454fig1highres.jpg" width="500" /> الشكل 1. نظرة عامة على منصة BAXS. أ) أعلى نظرا منصة BAXS تظهر أربعة محركات لفائف صوت. B) صور مفصلة للسخان طبق بتري تستخدم للحفاظ على الخلايا والأنسجة عند 37 درجة مئوية C) ومنصة يمكن تركيبه على مجهر مقلوب لأداء الحية التصوير الخلية خلال التجارب التمدد.D) صورة تفصيلية للمحرك لفائف صوت؛ الجزء المتحرك من المنصة. E) صورة تفصيلية للمرحلة تحديد المواقع خطي يسمح النزوح العمودي للأنظمة لقط. F) صورة تفصيلية للترميز البصرية التي توفر موقف في الوقت الحقيقي من المحرك إلى وحدة تحكم الحركة. G) صورة تفصيلية من وحدة تحكم الحركة تظهر المدخلات البصرية التشفير أربعة ومخرجات الطاقة إلى أربعة محركات لفائف صوت. <img alt="الرقم 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51454/51454fig2highres.jpg" width="500" /> الشكل 2. نظام تحامل الخلية تمتد التجارب. AB) صور تظهر تفاصيل المشابك تستخدم لإرفاق الركيزة PDMS إلى المحركات لفائف صوت ليمتد. C) يتم تغليف الركيزة حول الجزء الأسطواني من المشبك مع الملامح ترسيخ لوفاق يجلس في أخدود في الأعلى. ثم يتم تأمين الركيزة باستخدام الصواميل التي تدفع الركيزة / ترسيخ الميزات في أخدود العلوي. D) توضيحات من منصة BAXS مع المشابك عقد الركيزة في المكان. يبين أقحم على عرض تفصيلي لالركيزة مع الخلايا المرتبطة به يجلس فوق زلة الغطاء والهدف المجهر. <img alt="الرقم 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51454/51454fig3highres.jpg" width="500" /> الرقم 3. بيل من المواد الغشاء ونظام لقط لها. رسومات تبين أبعاد الأجزاء الرئيسية المتكاملة إلى منصة ذو محورين لأداء الخلية تمتد التجارب. <img alt="الرقم 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51454/51454fig4highres.jpg" width="500" /> الشكل 4. السابقينوافرة من نظام لقط لتقييم تصلب الأوعية العيار الصغير. AB) صور مفصلة للنظام لقط تستخدم للحث على تشوه في 1 مم الماوس الشريان الأورطي. وقد شكل دبابيس الفولاذ المقاوم للصدأ بعناية إلى مثلثات مفتوحة للسماح للسفينة أن تنزلق على كل الدبابيس. C) توضيحات من منصة BAXS مع المشابك عقد السفينة وخلية الحمل تعلق بين المحركات الثابتة والمشبك اليسرى. يظهر أقحم أعلى عرض مفصل للسفينة التي شنت على المسامير.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="849">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">PDMS</td>
			<td style="width:155px;">Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:255px;">184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td style="width:167px;">The ratio base to cross-linker used in this protocol is 20:1. Mix in a laminar hood to keep dust from contamining your&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">FluoSpheres fluorescent microspheres</td>
			<td style="width:155px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:255px;">F8810</td>
			<td>Keep away from light.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Linear voice coil</td>
			<td style="width:155px;">Moticont</td>
			<td style="width:255px;">LVCM-051-051-01</td>
			<td>The motro comes in two pieces (magnet and coil). It has to be mounted on a ball bearing sytem to be functional.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Ball bearing slide</td>
			<td style="width:155px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:255px;">NT37-360</td>
			<td>Miniature and Small Linear Motion Ball Bearing Slides</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">linear positioning stage</td>
			<td style="width:155px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:255px;">38-960</td>
			<td>Center Drive 1.25&#34; Square Linear Translation Stages</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">optical encoder</td>
			<td style="width:155px;">GSI microE systems</td>
			<td style="width:255px;">Mercury II 1600S - 0.5um resolution</td>
			<td>reflective incremental encoder.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">motion controller</td>
			<td style="width:155px;">Galil</td>
			<td style="width:255px;">DMC-2143(DIN)-DC48 with AMP-20440</td>
			<td>4 axis controller with a 4 axis amplifier</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">load cell&#160;</td>
			<td style="width:155px;">Honeywell</td>
			<td style="width:255px;">31 low</td>
			<td>miniature load cell with a range of 0-150 g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Insect minutiens pins (0,20mm)</td>
			<td style="width:155px;">Pin Service Austerlitz Insect pins</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Stainless steel pins that are bended in an opened triangle shape</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">SU-8 2050</td>
			<td style="width:155px;">Micro Chem</td>
			<td style="width:255px;">SU-8 2050</td>
			<td>Permanent epoxy negative photoresist. Keep away from heat and light</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Air-plasma treatment system</td>
			<td style="width:155px;">Glowresearch</td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Autoglow Oxygen Plasma System</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Rat-tail collagen</td>
			<td style="width:155px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:255px;">A10483-01</td>
			<td>Collagen I, Rat Tail 5mg/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Hoechst 33342</td>
			<td style="width:155px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:255px;">R37605</td>
			<td>DNA-specific fluorescent dye. Keep in the fridge.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">Kapton (Polyimide Film) Insulated Flexible Heaters</td>
			<td style="width:155px;">omega.ca</td>
			<td style="width:255px;">KHLV-0504/(10)-P</td>
			<td>28V flexible heaters; can be supplied with a 24V</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">1/16 DIN Autotune Temperature and Process Controllers</td>
			<td style="width:155px;">omega.ca</td>
			<td style="width:255px;">CN63200-R1-LV</td>
			<td>Temperature controller; supply 24 V.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">DMEM culture medium</td>
			<td style="width:155px;">Hyclone</td>
			<td style="width:255px;">SH3024301</td>
			<td>Dulbecco&#8217;s Modified 30 Eagle Medium. Keep at 4 C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Penicillin-Streptomycin</td>
			<td style="width:155px;">Hyclone</td>
			<td style="width:255px;">SV30010</td>
			<td>Keep stock frozen. Keep working solution at 4 C.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td style="width:155px;">Hyclone</td>
			<td style="width:255px;">SH3039603C</td>
			<td>Keep frozen.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Trypsin 0,05%</td>
			<td style="width:155px;">Hyclone</td>
			<td style="width:255px;">SH30236,02</td>
			<td>Keep frozen. Digestion of cell attachement proteins for subcultivation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Hepes</td>
			<td style="width:155px;">Wisent Inc</td>
			<td style="width:255px;">330-050-EL</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">NaCl</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">BP358-1</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution / Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">KCl</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">BP366-500</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution / Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:273px;">MgSO4</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">M65-500</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution / Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:273px;">CaCl2</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">C614-500</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution / Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Dextrose</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">BP220-1</td>
			<td>HEPES-buffered salt solution / Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:273px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">BP328-1</td>
			<td>Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:273px;">KH2PO4</td>
			<td style="width:155px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:255px;">BP362-500</td>
			<td>Krebs physiological solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:273px;">Carbogen 95% O2/ 5% CO2</td>
			<td style="width:155px;">Lindle</td>
			<td style="width:255px;">DIN:02154749</td>
			<td>Krebs physiological solution oxygenation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Nocodazole</td>
			<td style="width:155px;">Sigma</td>
			<td style="width:255px;">M1404</td>
			<td>Microtubules depolymerization agent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Cytochalasin-D</td>
			<td style="width:155px;">Sigma</td>
			<td style="width:255px;">C8273</td>
			<td>Actin filaments depolymerization agent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Anti-&#945;-SMA-FITC</td>
			<td style="width:155px;">Sigma</td>
			<td style="width:255px;">F3777</td>
			<td>Used to stain and quantify smooth muscle cells content</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Picrosirius red stain</td>
			<td style="width:155px;">Fluka</td>
			<td style="width:255px;">43665</td>
			<td>Used to stain and quantify collagen content</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel stretching platform for applications in cell and tissue mechanobiology

يمكن أن الأدوات التي تسمح تطبيق القوى الميكانيكية للخلايا والأنسجة أو أن قياس ساهمت الخواص الميكانيكية للالأنسجة البيولوجية بشكل كبير في فهم mechanobiology الأساسية. تم هذه التقنيات المستخدمة على نطاق واسع لشرح كيفية تتأثر ظهور وتطور الأمراض المختلفة بشكل كبير من قبل العظة الميكانيكية. يقدم هذا المقال ذو محورين تمتد (BAXS) منصة متعددة الوظائف التي يمكن إما ميكانيكيا تحفيز خلايا واحد أو قياس صلابة الميكانيكية للأنسجة. تتكون منصة BAXS من أربعة محركات لفائف الصوت التي يمكن التحكم بشكل مستقل. الخلايا وحيدة يمكن تربيتها على ركيزة المرنة التي يمكن تركيبها على المحركات يسمح احد لفضح الخلايا إلى حقول سلالة معقدة، ودينامية، ومكانيا متفاوتة. على العكس، من خلال دمج خلية الحمل القوة، يمكن للمرء أيضا قياس الخواص الميكانيكية للأنسجة ابتدائية وهم يتعرضون لدورات تشوه.في كلتا الحالتين، ومجموعة مناسبة من المشابك يجب أن تصمم وشنت على منصة BAXS المحركات من أجل اعتقادا راسخا الركيزة مرنة أو الأنسجة من الاهتمام. منصة BAXS يمكن تركيبه على مجهر مقلوب لأداء الضوء المرسل في وقت واحد و / أو التصوير مضان لدراسة الاستجابة الهيكلية أو البيوكيميائية من العينة خلال التجارب التمدد. توفر هذه المقالة تفاصيل التجريبية من تصميم واستخدام منصة BAXS ويعرض النتائج لخلية واحدة ودراسات النسيج كله. تم استخدام منصة BAXS لقياس تشوه في نوى خلايا فأر myoblast واحد ردا على الركيزة سلالة وقياس صلابة من aortas الماوس معزولة. منصة BAXS هو أداة متعددة الاستعمالات التي يمكن دمجها مع مختلف microscopies الضوئية من أجل تقديم رؤى mechanobiological الرواية على الصعيدين الأنسجة شبه الخلوية، الخلوية وكامل.

الخلية تمتد تم استخدام منصة BAXS للتحقيق في استجابة الميكانيكية للنواة في خلايا فأر myoblast واحد (C2C12) تعرضت لتشوه الركيزة من 25٪. تم العثور على خلايا Myoblast في الأنسجة العضلية ويتعرضون باستمرار لتمتد الميكانيكية والضغط في ال?...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology at JoVE.com

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

نقدم في هذه المقالة منصة تمتد الرواية التي يمكن استخدامها لتحقيق استجابات خلية واحدة إلى مجمع متباين الخواص الميكانيكية تشوه ذو محورين وتحديد الخواص الميكانيكية للالأنسجة البيولوجية.

A منصة رواية تمتد للتطبيقات في الخلايا والأنسجة Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

a-novel-stretching-platform-for-applications-cell-tissue

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.6K Views.  University of Ottawa.  نقدم في هذه المقالة منصة تمتد الرواية التي يمكن استخدامها لتحقيق استجابات خلية واحدة إلى مجمع متباين الخواص الميكانيكية تشوه ذو محورين وتحديد الخواص الميكانيكية للالأنسجة البيولوجية. 

Video: A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1 While microcontact printing can be employed to directly print a large number of molecules, including proteins,2 DNA,3 and silanes,4 the formation of self-assembled monolayers (SAMs) from long chain alkane thiols on gold provides a simple way to confine proteins and cells to specific patterns containing adhesive and resistant regions. This confinement can be used to control cell morphology and is useful for examining a variety of questions in protein and cell biology. Here, we describe a general method for the creation of well-defined protein patterns for cellular studies.5 This process involves three steps: the production of a patterned master using photolithography, the creation of a PDMS stamp, and microcontact printing of a gold-coated substrate. Once patterned, these cell culture substrates are capable of confining proteins and/or cells (primary cells or cell lines) to the pattern.
The use of self-assembled monolayer chemistry allows for precise control over the patterned protein/cell adhesive regions and non-adhesive regions; this cannot be achieved using direct protein stamping. Hexadecanethiol, the long chain alkane thiol used in the microcontact printing step, produces a hydrophobic surface that readily adsorbs protein from solution. The glycol-terminated thiol, used for backfilling the non-printed regions of the substrate, creates a monolayer that is resistant to protein adsorption and therefore cell growth.6 These thiol monomers produce highly structured monolayers that precisely define regions of the substrate that can support protein adsorption and cell growth. As a result, these substrates are useful for a wide variety of applications from the study of intercellular behavior7 to the creation of microelectronics.8
While other types of monolayer chemistry have been used for cell culture studies, including work from our group using trichlorosilanes to create patterns directly on glass substrates,9 patterned monolayers formed from alkane thiols on gold are straight-forward to prepare. Moreover, the monomers used for monolayer preparation are commercially available, stable, and do not require storage or handling under inert atmosphere. Patterned substrates prepared from alkane thiols can also be recycled and reused several times, maintaining cell confinement.10

Self-assembled monolayers (SAMs) formed from long chain alkane thiols on gold provide well-defined substrates for the formation of protein patterns and cell confinement. Microcontact printing of hexadecanethiol using a polydimethylsiloxane (PDMS) stamp followed by backfilling with a glycol-terminated alkane thiol monomer produces a pattern where protein and cells adsorb only to the stamped hexadecanethiol region.

إنشاء ثنائي الأبعاد ركائز منقوشة على الحبس البروتين والخلايا

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. However in vivo, most of the cells are completely surrounded by the extracellular matrix (ECM), resulting in a three-dimensional (3D) distribution of receptors. This may trigger differences in the outside-in signaling pathways and thus in cell behavior.
This article shows that stimulating the dorsal receptors of cells already adhered to a 2D substrate by overlaying a film of a new material (a sandwich-like culture) triggers important changes with respect to standard 2D cultures. Furthermore, the simultaneous excitation of ventral and dorsal receptors shifts cell behavior closer to that found in 3D environments. Additionally, due to the nature of the system, a sandwich-like culture is a versatile tool that allows the study of different parameters in cell/material interactions, e.g., topography, stiffness and different protein coatings at both the ventral and dorsal sides. Finally, since sandwich-like cultures are based on 2D substrates, several analysis procedures already developed for standard 2D cultures can be used normally, overcoming more complex procedures needed for 3D systems.

The following protocol describes the procedure to assemble sandwich-like cultures to be used as an intermediate stage between bi-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) cellular environments. The engineered systems can have applications in microscopy, biomechanics, biochemistry and cell biology assays.

Microenvironments-شطيرة مثل لتسخير خلية / المواد التفاعلات

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet high-throughput, method to perform single-cell culture experiments. Here, we report a microfluidic chip-based strategy for high-efficiency single-cell isolation (~77%) and demonstrate its capability of performing long-term single-cell culture (up to 7 d) and cellular heterogeneity analysis using clonogenic assay. These applications were demonstrated with KT98 mouse neural stem cells, and A549 and MDA-MB-435 human cancer cells. High single-cell isolation efficiency and long-term culture capability are achieved by using different sizes of microwells on the top and bottom of the microfluidic channel. The small microwell array is designed for precisely isolating single-cells, and the large microwell array is used for single-cell clonal culture in the microfluidic chip. This microfluidic platform constitutes an attractive approach for single-cell culture applications, due to its flexibility of adjustable cell culture spaces for different culture strategies, without decreasing isolation efficiency.

Here, we present a protocol for isolating and culturing single cells with a microfluidic platform, which utilizes a new microwell design concept to allow for high-efficiency single cell isolation and long-term clonal culture.

ومنصة ميكروفلويديك لعزل وحيدة الخلية عالية الإنتاجية والثقافة

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In particular, light-mediated click reactions, such as photoinitiated thiol&#8722;ene and thiol&#8722;yne reactions, afford spatiotemporal control over material properties and allow the design of systems with a high degree of user-directed property control. Fabrication and modification of hydrogel-based biomaterials using the precision afforded by light and the versatility offered by these thiol&#8722;X photoclick chemistries are of growing interest, particularly for the culture of cells within well-defined, biomimetic microenvironments. Here, we describe methods for the photoencapsulation of cells and subsequent photopatterning of biochemical cues within hydrogel matrices using versatile and modular building blocks polymerized by a thiol&#8722;ene photoclick reaction. Specifically, an approach is presented for constructing hydrogels from allyloxycarbonyl (Alloc)-functionalized peptide crosslinks and pendant peptide moieties and thiol-functionalized poly(ethylene glycol) (PEG) that rapidly polymerize in the presence of lithium acylphosphinate photoinitiator and cytocompatible doses of long wavelength ultraviolet (UV) light. Facile techniques to visualize photopatterning and quantify the concentration of peptides added are described. Additionally, methods are established for encapsulating cells, specifically human mesenchymal stem cells, and determining their viability and activity. While the formation and initial patterning of thiol-alloc hydrogels are shown here, these techniques broadly may be applied to a number of other light and radical-initiated material systems (e.g., thiol-norbornene, thiol-acrylate) to generate patterned substrates.

We describe a sequential process for light-mediated formation and subsequent biochemical patterning of synthetic hydrogel matrices for three-dimensional cell culture applications. The construction and modification of hydrogels with cytocompatible photoclick chemistry is demonstrated. Additionally, facile techniques to quantify and observe patterns and determine cell viability within these hydrogels are presented.

تشكيل الضوء بوساطة والزخرفة من الهلاميات المائية للتطبيقات خلية ثقافة

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology with great potential for biomedical applications. The technique facilitates the direct deposition of biocompatible polymer fibers to fabricate well-ordered scaffolds in the sub-micron to micro scale range. The establishment of a stable, viscoelastic, polymer jet between a spinneret and a collector is achieved using an applied voltage and can be direct-written. A significant benefit of a typical porous scaffold is a high surface-to-volume ratio which provides increased effective adhesion sites for cell attachment and growth. Controlling the printing process by fine-tuning the system parameters enables high reproducibility in the quality of the printed scaffolds. It also provides a flexible manufacturing platform for users to tailor the morphological structures of the scaffolds to their specific requirements. For this purpose, we present a protocol to obtain different fiber diameters using melt electrospinning writing (MEW) with a guided amendment of the parameters, including flow rate, voltage and collection speed. Furthermore, we demonstrate how to optimize the jet, discuss often experienced technical challenges, explain troubleshooting techniques and showcase a wide range of printable scaffold architectures.

Melt Electrospinning Writing of Three-dimensional Poly(&amp;#949;-caprolactone) Scaffolds with Controllable Morphologies for Tissue Engineering Applications

This protocol serves as a comprehensive guideline to fabricate scaffolds via electrospinning with polymer melts in a direct writing mode. We systematically outline the process and define the appropriate parameter settings for achieving targeted scaffold architectures.

تذوب الكتابة اليكتروسبينينج من السقالات Poly(ε-caprolactone) ثلاثي الأبعاد مع مورفولوجيس يمكن السيطرة عليها لتطبيقات هندسة الأنسجة

This tutorial reflects on the fundamental principles and guidelines for electrospinning writing with polymer melts, an additive manufacturing technology ...

An Ultrahigh-throughput Microfluidic Platform for Single-cell Genome Sequencing

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of cellular heterogeneity in biological systems. However, single-cell sequencing of large populations has been hampered by limitations in processing genomes for sequencing. In this paper, we describe a method for single-cell genome sequencing (SiC-seq) which uses droplet microfluidics to isolate, amplify, and barcode the genomes of single cells. Cell encapsulation in microgels allows the compartmentalized purification and tagmentation of DNA, while a microfluidic merger efficiently pairs each genome with a unique single-cell oligonucleotide barcode, allowing &gt;50,000 single cells to be sequenced per run. The sequencing data is demultiplexed by barcode, generating groups of reads originating from single cells. As a high-throughput and low-bias method of single-cell sequencing, SiC-seq will enable a broader range of genomic studies targeted at diverse cell populations.

Single-cell sequencing reveals genotypic heterogeneity in biological systems, but current technologies lack the throughput necessary for the deep profiling of community composition and function. Here, we describe a microfluidic workflow for sequencing &gt;50,000 single-cell genomes from diverse cell populations.

منصة موائع جزيئية أولتراهيغ الإنتاجية لتسلسل جينوم خلية واحدة

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of ...

A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily identified and used. Currently, this gap is filled with tendon auto-, allo-, xeno-, or artificial grafts, but clinical methods to secure them are not necessarily translatable to animals because of the scale. In order to evaluate new biomaterials or study a tendon graft made up of collagen type 1, we have developed a modified suture technique to help maintain the engineered tendon in alignment with the tendon ends. Mechanical properties of these grafts are inferior to the native tendon. To incorporate engineered tendon into clinically relevant models of loaded repair, a strategy was adopted to offload the tissue engineered tendon graft and allow for the maturation and integration of the engineered tendon in vivo until a mechanically sound neo-tendon was formed. We describe this technique using incorporation of the collagen type 1 tissue engineered tendon construct.

In this paper, we present an in vitro and in situ protocol to repair a tendon gap of up to 1.5 cm by filling it with engineered collagen graft. This was performed by developing a modified suture technique to take the mechanical load until the graft matures into the host tissue.

تقنية خياطة تينورهافي جديدة مع الأنسجة المهندسة الكولاجين الكسب غير المشروع لإصلاح عيوب وتر كبير

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

A Microfluidic Platform for Stimulating Chondrocytes with Dynamic Compression

Mechanical stimuli are known to modulate biological functions of cells and tissues. Recent studies have suggested that compressive stress alters growth plate cartilage architecture and results in growth modulation of long bones of children. To determine the role of compressive stress in bone growth, we created a microfluidic device actuated by pneumatic pressure, to dynamically (or statically) compress growth plate chondrocytes embedded in alginate hydrogel cylinders. In this article, we describe detailed methods for fabricating and characterizing this device. The advantages of our protocol are: 1) Five different magnitudes of compressive stress can be generated on five technical replicates in a single platform, 2) It is easy to visualize cell morphology via a conventional light microscope, 3) Cells can be rapidly isolated from the device after compression to facilitate downstream assays, and 4) The platform can be applied to study mechanobiology of any cell type that can grow in hydrogels.

This article provides detailed methods for fabricating and characterizing a pneumatically actuating microfluidic device for chondrocyte compression.

منصة ميكروفلويديك لتحفيز الخلايا الغضروفية مع الضغط الديناميكي

Mechanical stimuli are known to modulate biological functions of cells and tissues. Recent studies have suggested that compressive stress alters growth ...

Establishing Single-Cell Based Co-Cultures in a Deterministic Manner with a Microfluidic Chip

Cell co-culture assays have been widely used for studying cell-cell interactions between different cell types to better understand the biology of diseases including cancer. However, it is challenging to clarify the complex mechanism of intercellular interactions in highly heterogeneous cell populations using conventional co-culture systems because the heterogeneity of the cell subpopulation is obscured by the average values; the conventional co-culture systems can only be used to describe the population signal, but are incapable of tracking individual cells behavior. Furthermore, conventional single-cell experimental methods have low efficiency in cell manipulation because of the Poisson distribution. Microfabricated devices are an emerging technology for single-cell studies because they can accurately manipulate single cells at high-throughput and can reduce sample and reagent consumption. Here, we describe the concept and application of a microfluidic chip for multiple single-cell co-cultures. The chip can efficiently capture multiple types of single cells in a culture chamber (~46%) and has a sufficient culture space useful to study the cells&#39; behavior (e.g., migration, proliferation, etc.) under cell-cell interaction at the single-cell level. Lymphatic endothelial cells and oral squamous cell carcinoma were used to perform a single-cell co-culture experiment on the microfluidic platform for live multiple single-cell interaction studies.

This report describes a microfluidic chip-based method to set up a single cell culture experiment in which high-efficiency pairing and microscopic analysis of multiple single cells can be achieved.

إنشاء الثقافات المشتركة القائمة علي خليه واحده بطريقه قطعيه مع رقاقه ميكروفلويدريك

Cell co-culture assays have been widely used for studying cell-cell interactions between different cell types to better understand the biology of diseases ...

Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart muscle, the myocardium, is notoriously difficult to accomplish in vitro. Mainly, obstacles lie in the need for human cardiomyocytes (CMs) that are either adult or exhibit adult-like phenotypes and can successfully replicate the myocardium&#39;s cellular complexity and intricate 3D architecture. Unfortunately, due to ethical concerns and lack of available primary patient-derived human cardiac tissue, combined with the minimal proliferation of CMs, the sourcing of viable human CMs has been a limiting step for cardiac tissue engineering. To this end, most research has transitioned toward cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) as the primary source of human CMs, resulting in the wide incorporation of hiPSC-CMs within in vitro assays for cardiac tissue modeling.
Here in this work, we demonstrate a protocol for developing a 3D mature stem cell-derived human cardiac tissue within a microfluidic device. We specifically explain and visually demonstrate the production of a 3D in vitro anisotropic cardiac tissue-on-a-chip model from hiPSC-derived CMs. We primarily describe a purification protocol to select for CMs, the co-culture of cells with a defined ratio via mixing CMs with human CFs (hCFs), and suspension of this co-culture within the collagen-based hydrogel. We further demonstrate the injection of the cell-laden hydrogel within our well-defined microfluidic device, embedded with staggered elliptical microposts that serve as surface topography to induce a high degree of alignment of the surrounding cells and the hydrogel matrix, mimicking the architecture of the native myocardium. We envision that the proposed 3D anisotropic cardiac tissue-on-chip model is suitable for fundamental biology studies, disease modeling, and, through its use as a screening tool, pharmaceutical testing.

The goal of this protocol is to explain and demonstrate the development of a three-dimensional (3D) microfluidic model of highly aligned human cardiac tissue, composed of stem cell-derived cardiomyocytes co-cultured with cardiac fibroblasts (CFs) within a biomimetic, collagen-based hydrogel, for applications in cardiac tissue engineering, drug screening, and disease modeling.

تطوير أنسجة القلب البشرية المنظمة ثلاثية الأبعاد ضمن منصة ميكروفلويديك

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart ...