חומר זה מבוסס על מחקר נתמך (או נתמך בחלקו על ידי) משרד מסחור וטכנולוגיה, סולט לייק סיטי, יוטה, משרד של מחקר ופיתוח, שיקום מו&quot;פ שירות, DVA SLC מערכת בריאות, סולט לייק סיטי, יוטה, משרד ההגנה PRMRP גרנט (מס &#39;PR054520), יו&quot;ר &amp; מרגרט אלברט הופמן ואת מחלקת אורתופדיה, מאוניברסיטת יוטה הספר לרפואה, סולט לייק סיטי, יוטה; תמיכה טכנית עבור סימולציות סופק על ידי המרכז לחקר ביו מחשוב אינטגרטיבית של מדעי המיחשוב והדמיה המכון התאפשרה בין השאר על ידי תוכנה ממרכז NIH / NCRR עבור מחשוב ביו אינטגרטיבית, P41-RR12553-07. תודה נוסף מורחב Gwenevere שו לסיוע עם כתב היד הכנה דסטין וויליאמס על דמותה של biofilm.

חלק 1: באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) סריקות עבור קיטע לשיקום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רטרוספקטיבה סריקות CT נאספו מאוניברסיטת יוטה המחלקה לעניינים ותיקים חולים לאחר קבלת אישור IRB ו HIPAA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סריקות CT נבחרו משום שהם מאפשרים אבחנה ברורה בין סוגי רקמות המבוססת על לספיגה רנטגן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> CTS נבדקו ידנית שנכללו במחקר המבוסס על העדר שתלים מתכת כדי למנוע חפץ התמונה. </li></ol> חלק 2: הדור דגם עם Seg3D <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבצים שהורדו כתמונות DICOM וטעון Seg3D (גרסה 1.11.0, software.sci.utah.edu) כמו נפח חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסנן חציון שימש חלק הכרכים מיובא לפני קביעת מבנים רקמות גאומטרית מוגדרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גבולות רקמה של העצם, מח עצם, איברים ורקמות השומן נוצרו על ידי thresholding הקבצים CT אינטראקטיבי (איור 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig1.jpg" alt="איור 1" /> איור 1: חתך sagittal של איבר קטוע שיורית thresholded ו מופרדים סוגי רקמות ספציפיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השרירים היה מתקבל על ידי הגדרה ידנית של נקודות זרע בתוך רקמת השריר thresholded ושימוש אמון מחובר לסנן למצוא את כל רקמת מחובר הנקודות זרע. צעד זה בוטלו רקמות שגוי שעלול שקובצו יחד עם שריר על בסיס לספיגה דומה CTS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העור, אשר לא ניתן היה להבחין בצורה אמינה מהתמונות CT, נוצר על ידי מתרחבים החיצונית 2 מילימטרים רקמות המבוססת על עובי עור הממוצע לייצר שכבה של עובי אחיד שהקיף את מודל מלא 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Segmentations נבדקו באופן ידני, תיקן כדי להבטיח דיוק בשילוב בהיררכיה לתוך המפה תווית אחת נדרש ניתוח אלמנטים סופיים (איור 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2: המודל ההיררכי נציג נכה קטוע רגליים שנוצרו עם Seg3D. </li></ol> חלק 3: הכנה אנליזת אלמנטים סופיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שתל 10 ס&quot;מ תוכנן ב-Matlab לשמש מכשיר אורתופדי מושתל לבין הקתודה עבור גירוי חשמלי ו המיובאים לתוך SCIRun (גרסה 4.0, software.sci.utah.edu). </li></ol> חלק 4: אלקטרודה מיקום ועיצוב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SCIRun נוצל לתכנון אלקטרודה משום שהוא תומך מיקום האלקטרודה סימולציה אינטראקטיביים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרשת נוצרה ומודולים מאורגן עם פונקציות ספציפיות על מנת ליצור את רשת (איור 3). מודולים חשובים להגדרת תנאי הגבול, מוליכות רקמות, חידודים רשת, שהניבו Matlab היסטוגרמות, נתוני שדה הקלטה, וכו &#39;(לוח 1). <img src="/files/ftp_upload/1237/1237fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3: תמונה ברשת נציג ממחקר פיילוט באמצעות שני תצורה חיצוני הלהקה אלקטרודה. <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> טבלה 1 </td><td></td></tr><tr><td colspan="2"> מוליכות מוקצה לרקמות מקוטע </td></tr><tr><td> רקמות סוג </td><td> מוליכות [S / M] </td></tr><tr><td> איבר </td><td> 0.22 </td></tr><tr><td> עור </td><td> 0.26 </td></tr><tr><td> שמן </td><td> 0.09 </td></tr><tr><td> שריר </td><td> 0.25 </td></tr><tr><td> קליפת העצם </td><td> 0.02 </td></tr><tr><td> מח עצם </td><td> 0.07 </td></tr></tbody></table></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תצורות עבור אלקטרודות כללה האלקטרודה אחד תיקון, תיקון שתי אלקטרודות, אחת הלהקה רציפה שתי להקות רציפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקות אלקטרודה חיצוני יושמו איבר השארית של מודלים שנוצר מחולה סריקות CT ו - היו 1.6 ס&quot;מ עובי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיקוני אלקטרודה הונחו כמו רצועה מכסה כמחצית קוטר של איבר שיורי והיו 3 ס&quot;מ עובי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתל הפנימי של קליפת המוח אשר ייצג את השתל osseointegrated נקבע בקוטר endosteal כדי לאפשר התאמה מושלמת השתל ולמלא 2. </li></ol> חלק 5: ניתוח אלמנטים סופיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדמיות נוצרו בהנחה מדדים חשמלי יכול להיות מחושב באמצעות גישה מעין סטטי עם תלות זמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המודל היה מחושב על ידי פתרון משוואת לפלס עבור כל סוג של רקמה שנוצר משימוש segmentations Seg3D. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנאי הגבול נוצרו על ידי האלקטרודות כי הזריק זרמים ההנחיה כי הנוכחי נשאר בתוך הגוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מאז אלקטרודות השתל היה מוליכות הרבה יותר גדול מאשר הרקמות הסובבות, זה היהssumed כי השתל (קטודה) היה פוטנציאל קבוע, כמו כן האלקטרודות משטח עוצבו ההבדל פוטנציאל קבוע מן השתל מלעורית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להעריך את היעילות של תצורת אלקטרודה אומדת, דגמים ספציפיים המטופל פותחו ואת הפוטנציאל החשמלי סביב ממשק השתל היה בשימוש כדי לקבוע עוצמות שדה מקומי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדגם נוצר באמצעות רשת hexahedral שכלל כ 1,800,000 אלמנטים אשר טופלו כפי הומוגנית piecewise, ohmic ו איזוטרופיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המודל האופטימלי עבור ניסוי זה נבחר עם הבדל יחסי &lt;5% הדרגתיים מתח אישר עם מחקר רגישות רשת כדי להבטיח דיוק מודל (טבלה 2). <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="305" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> טבלה 2 </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="3"> רגישות Mesh עיון קיטע דגם </td><td></td></tr><tr><td> רשת </td><td> אלמנטים </td><td> צמתים </td><td> יחסית הפרש </td></tr><tr><td> 100 100 50 </td><td> 149089 </td><td> 161131 </td><td> .0995 </td></tr><tr><td> 125 125 75 </td><td> 350180 </td><td> 371472 </td><td> .0802 </td></tr><tr><td> 150 150 100 </td><td> 673032 </td><td> 706082 </td><td> .0545 </td></tr><tr><td> 175 175 125 </td><td> 1146778 </td><td> 1194044 </td><td> .0527 </td></tr><tr><td> 200 200 150 </td><td> 1796690 </td><td> 1860772 </td><td> .0439 </td></tr><tr><td> 250 250 200 </td><td> 3745038 </td><td> 3850202 </td><td> .0364 </td></tr><tr><td> 275 275 225 </td><td> 5097243 </td><td> 5226587 </td><td> .0301 </td></tr><tr><td> 300 300 250 </td><td> 6742588 </td><td> 6898729 </td><td> .0000 </td></tr></tbody></table></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש חוזר ונשנה פותר, מדדים החשמלי במודלים אלמנטים סופיים חושבו עבור תצורות אלקטרודה. </li></ol>

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

הטכנולוגיה חשפה במאמר, במיוחד ניצול שתל אורתופדי כמו קטודה פונקציונלי להגדיל מצורף השלד, להפחית שיקום למנוע הידבקות חיידקים הוא רעיון חדשני שהומצא על ידי המחבר הראשון להגשת כתב העת. טופס גילוי המצאה הוגשה מאוניברסיטת יוטה בארה&quot;ב פטנט זמני הוגשה הגנה על כל טכנולוגיה פורסמו.

הבנת הפרדיגמה גירוי חשמלי שיפורים בטיפול הרפואי ואסטרטגיות פינוי בשדה הקרב הובילו מספר מוגבר של הלוחמים ששרדו פציעות מלחמה הרסנית בנושא. בעוד שיעור ההישרדות משופרת הוא קידום הרפואה, חיילים ונשים החוזרים מן הקרב עם קטיעות הדורשות מעקב אינטנסיבי לטיפול, שיקום נרחב ויקר שירותי תותבת של מערכת הבריאות לענייני בריאות ותיקים 3. פירוט דוחות הקונגרס כי למעלה מ -1,000 המלחמה הקשורות קטיעות התרחשו כתוצאה של מבצע Enduring Freedom (OEF) ואת מבצע חופש עיראקי (OIF) קונפליקטים 4. במקרה של OEF וותיקי OIF, כ -15% של לוחמים חוזרים איבדו גפיים מרובים מספר משמעותי של החזרת חיילים ונשים גפיים שיורי קצר שבו הטכנולוגיה שקע היא לא אופציה או נדחתה על ידי המטופל. השימוש הופסק דיווח של הגפיים העליונות תותבת אפילו עולה על 50% כי הם התקני קיבוע מסורבלת וקשה להשתמש בנוחות 5. פרוטזות בגפיים התחתונות הם בעייתיים באותה מידה הבעיות הנפוצות הקשורות ארובות רקמות רכות כוללים חוסר יכולת ללכת על terrain6 מאתגר, איבר מוגבל אורך שיורית 7, אי נוחות החולה 5, דאגה עם טעינה שאינם פיזיולוגיים 8, גירוי של התאבנות heterotopic 9 והסיכון מחלות מתישות 10. עם זאת, הטכנולוגיה Osseointegration היא טכניקה כירורגית חדשנית עשויה להפחית את הכאב 11, גירוי בעור 12, לשפר את osseoperception 13, לשפר את הניידות 6, ירידה פצעי לחץ הקשורים ארובות 6, להפחית את האנרגיה ambulation 7,14 ו לשרת טוב יותר את הלוחמים הוותיקים עם מוגבלות אורך איבר שיורי 15. למרות יתרונות גופניים ופסיכולוגיים רבים של Osseointegration, ניתוחים הקשורים דורשים מתקדמים יותר למניעת זיהום טיפול streategies 16, דורשים תוכניות שיקום ארוך וכוללות נשיאת משקל מגבילים פרוטוקולים אשר עשוי להימשך עד 1.5 שנים לאחר הניתוח 17. כיוון הכדאיות של העצם המארח אורך איבר שיורי חשוב מצורף שרירים ואת הפונקציונליות, פיתוח מכשירים חדשים כדי לשפר את Osseointegration היא המפתח להחזרת חיילים ונשים. לכן, פיתוח של עיצוב osseointegrated אינטליגנטי המערכת (OIID) השתל אשר משתמשת גירוי חשמלי מבוקר עשוי להפחית את משך השיקום להגדיל מצורף השלד של לוחם ותיק קטועי גפיים. עם זאת, מאז לא המכשיר הנוכחי זמין מסחרית וביים לשימוש עם שתלים osseointegrated מלעורית, את המוטיבציה של התוכנית היא לאשר את הבטיחות והיעילות עם ניתוח אלמנטים סופיים. הבנת התפקיד של גירוי חשמלי בשיפוץ העצם, במיוחד בתצהיר של osteoids מינרליזציה, נותרה ספקולטיבית. עם זאת, הפעילות החשמלית שנצפתה העצם עשוי להיות תוצאה של העמסה מכנית 18,19 ולכן גירוי חשמלי יכול להיות מנגנון יעיל לצורך תיקון גרימת העצם 19. ההיגיון מאחורי ההשערה הוא הסביר מודל ריפוי שבר. כאשר העצמות הארוכות נטענים, לצד המתח הופך electropositive והצד דחיסה electronegative 20,21, לעומת זאת, פעם עצם שבורה, האתר יישאר electronegative לגבי הסביבה עד לריפוי החלה ועל הומאוסטזיס חידש 21. לדמות את מפל הריפוי הטבעי עם האות החשמלי כבר האמין לסייע בתצהיר סידן 22, בשינויים קלים בתוכן חמצן pH 23, גיוס של גורמי גדילה 22 ומסייע עם הגירה אוסטאובלסטים ואת הפרשת תאי מטריקס נוספים 24. הנחת היסוד כי גירוי חשמלי לבדו יכול למשול לתקן עצם להשלים הוגדרה מחדש את השערה חדשה הנוכחי מציע כי האיגודים להשלים נוצרות על ידי המון מכני גירוי חשמלי שיתוף לגירוי 19. דחפים חשמליים שנצפתה vivo המשויכים דפורמציה פיזואלקטריים של קולגן או גדול אלקטרו הקינטית זרמים המיוצר על ידי מרכיבים יוניים לזרום המנות האחרונות מינרלים של העצם מטריקס 25. למעשה, הפוטנציאל ספונטנית דווחו עצם גדול כמו 6 millivolts וקושרת עם עלייה בשיעור הפרד מינרלים של העצם 26. עבודה מוקדמת על ידי ברייטון Friedenberg 18,21,27,28 משמש המושג של גירוי חשמלי של התחדשות העצם בשנות ה -1960 ו -1970 ו דemonstrated כי זרם ישיר יכול לשמש כדי לתקן את אי - איגודים בתקופת זמן קצרה יותר בהשוואה לשיטות ריפוי מסורתיות. מודלים נוספים חקרו היווצרות העצם עם נשיאת משקל מגבילים הראו עלייה 31 אחוז בפעילות osteogenic בין הבקרות גפיים גירוי חשמלי 25. בעוד החוקרים בתחום של גירוי חשמלי סללו את הדרך להבנת מנגנון בתצהיר מטריצה ​​אוסטאובלסטים עם גירוי חשמלי, הבנה לקויה הגבילה את הרחבת הטכנולוגיה הזו. אמנם ישנם מקרים רבים של ריפוי מוצלח של המקצועיים הלא וריפוי מודלים שבר, דוגמאות של אי נוחות המטופל ניסיונות כושלים הם גדושה בספרות, כמו גם 29. הבעיה עם גירוי חשמלי מתרחשת בין מדענים ורופאים שליטה על מדדים חשמלי לא נכון להתרכז רק על סדרי הגודל הנוכחי. חוקרים קודמים נראה הנוכחית &quot;קליע הקסם&quot; כדי לתקן את אי - 500,000 בקירוב איגודים אשר מתרחשות מדי שנה 30. עם זאת, הדירות בין הדגמים הוגבל מסיבוכים חימום ג&#39;אול 31 ולא בקביעת צפיפות הנוכחי 32. למעשה, כל המכשירים מיוצרים ביו חייב להיות מוגבל צפיפות זרם פחות מ -2 mA / 2 ס&quot;מ כפי שתואר על ידי האלקטרוטכנית הוועדה הבינלאומית כדי למנוע נמק רקמות מקומיות ואי נוחות המטופל 33. מלבד סיוע עם קיבעון השלד, גירוי חשמלי מבוקר עלול למנוע גם הידבקות חיידקים על גבי שתלים אורתופדיים להפחית את הסיכון עבור אוסטאומיאליטיס היווצרות biofilm 34-37. היווצרות biofilm על מכשירים אורטופדיים להוביל לסיבוכים למטופל ומצוקה משמעותית עבור מי לסמוך התקנים אלה 38. הדגש מושם על הצורך יש לעקר לחלוטין מכשור שתלים לפני הניתוח 39, אולם לעיתים קרובות קשה לאבחן הידבקות חיידקים כפי שעולה במקרים רבים תרבותי שלילי אשר אכן נגועים 40. בעיה זו לעתים קרובות בשילוב עם העובדה biofilms הם איטיים גדל בטבע 40, לא יכולה להיות צמיחה במדויק במבחנה 39, תלוי בסוג של תאים חיידקים, ניקיון השטח ואת המערכת החיסונית של הנפגע 39. חקירת קטועי גפיים transfemoral אירופה עם הטכנולוגיה oseeointegration לחשוף את הבעיה השכיחה ביותר היא דלקת (זיהומים תכופים שטחית, 1 / 3 זיהומים periprosthetic) 41. אמנם חל שיפור עצום לקראת ניתוח, ביעור החיידקים הוא אחד הגורמים הבסיסיים לשיפור Osseointegration מאז biofilms הם בין 500-5000 פי אלף קשה יותר כדי להביא למיגור בשל צורתם הלא אפלטונית 34,35,39. לכן, ניצול גירוי חשמלי כמו מודאליות להסרת מושבות חיידקים מזיקים והגדלת קיבוע השלד הם גורמים חשובים כדי להבטיח את ההגנה על בריאות המטופל ואת היעילות OIID. היתרונות של שימוש קטועי גפיים הוותיק הלוחם הן כי גילם הצעיר יחסית ובריאות טובה אחרת של אנשים אלה ולגרום להם האוכלוסייה אידיאלי עבור שיקום אגרסיבי פוסט מלעורית ישמש ככלי עזר אמבולטורי עשוי להיות מפותח כמו קטודה נחשף גירוי חשמלי. הנוכחות של השתל osseointegrated אינו מחייב פעולות כירורגיות נוספות כדי להוסיף רכיבים חשמליים, מאפשר המכשיר להיות מבוקר חיצונית ומונעת סיכון נוסף של זיהום 42. לכן, על ידי הבנת שיטת הזרקה לתוך איבר הנוכחית השייר של קטועי גפיים לוחם ותיק, שדה חשמלי על גודל של 10-10 V / cm ניתן להקים, שבשליטת ומדד בממשק השתל. ההשערה היא כי זו תאפשר רמות בטוחות של חשמל כדי להיות מועברת, מסוגל גרימת הגירה אוסטאובלסטים ושיפור מצורף השלד. השדה החשמלי של תואר זה יגדיל את כמות ואיכות העצם בממשק השתל, ולשפר את סיכויי שיקום מואץ קיבעון השלד של קיטע. השימוש גירוי חשמלי לא נחקר כמו מודאליות להאיץ Osseointegration ב שתל intramedullary תותבת ומציג הזדמנויות רבות למחקר translational כדי לשפר את הטיפול בחולה. ניסיוני תוצאות הכרח עבור דגמים ספציפיים למטופל עם מכשיר גירוי חשמלי מלעורית נתמך במחקר. סימולציות שפותחו עבור המכשיר ביו הציע שאולי יכולות של האצת מצורף השלד על ידי הגירה אוסטאובלסטים הגדלת ומניעת הידבקות חיידקים 27,34,36,39. Compדוגמנות utation הראו כי 10-10 ביעילות V / שדות חשמליים ס&quot;מ צפיפות זרם מתחת ל -2 2 mA / cm ניתן להפיק באמצעות השתל כמו קטודה פונקציונלי ומופץ ביותר homogenously באמצעות אלקטרודה two הלהקה חיצוני. מערכת OIID עשוי להיות הצעד הראשון לפתרון הבעיה הקלאסית הקשורים גירוי חשמלי, חוסר היכולת להגדיר מסלולים הנוכחית בגוף האדם 43. לכן, הקמת כלים לשיפור מצורף השלד עשוי לסייע להפחית את משך הליך השיקום הנדרש עבור osseointegrated. ניצול גירוי חשמלי של קטועי גפיים מבוגרים גם היבט קריטי שחייב להיחקר גם כן. מסת העצם הוא עשור לכל היותר לאחר צמיחה השלד מפסיקה אבל מקטין משמעותית בעשור השמיני והתשיעי 44. כמו העצמות הארוכות להשתנות עם הגיל, הקוטר endosteal נוטה לגדול מהר יותר מאשר קוטר periosteal אשר עלול להוביל להתרופפות השתל 45. בעיה זו יחד עם הפחתה של עומס על העצמות על ידי השרירים החלשים עשויים לתרום מחלות מתישות כגון אוסטיאופורוזיס אוסטיאופניה 45 ודורשים אפשרויות טיפול נוספות לחולי עם שתלים osseointegrated. עם זאת, גירוי חשמלי מבוקר טעינה מכני יכול לפעול כזרז סינרגיסטי של ongrowth עצם עצם לשמור מארח המיטה שלמות עם חולים קשישים באמצעות מערכת OIID.

bioelectric analyses of an osseointegrated intelligent implant design system for amputees

המספר הצפוי של קטועי גפיים האמריקאי צפוי לעלות ל -3.6 מיליון עד 2050. רבים של אנשים אלה תלויים גפיים מלאכותיות לבצע פעילויות שגרתיות, אך המתלים תותבת באמצעות טכנולוגיית שקע המסורתי יכול להוכיח להיות מסורבל ולא נוח עבור אדם עם אובדן איבר. יתר על כן, עבור אלו עם קטיעות הפרוקסימלי גבוהה, מוגבל אורך איבר שיורי עלולה למנוע מצורף exoprosthesis הכל ביחד. טכנולוגיית השתל Osseointegrated הינו פעיל רומן הליך המאפשר התקשרות בין חברת שלד עצמות המארח שתל. תוצאות ראשוניות של קטועי גפיים אירופה עם שתלים osseointegrated הראו תוצאות קליניות משופרות בכך שהוא מאפשר העברה ישירה של המון לממשק העצם השתל. למרות היתרונות לכאורה של Osseointegration על טכנולוגיה שקע, הליכי השיקום הנוכחי דורשים תקופות ארוכות של נושאי מטען מגבילים מראש אשר עשוי להיות מופחת עם קובץ מצורף השלד מזורז באמצעות גירוי חשמלי. המטרה של המערכת (OIID) העיצוב osseointegrated שתל אינטליגנטי היא להפוך את השתל החלק של מערכת החשמל להאיץ מצורף השלד לסייע במניעת זיהום periprosthetic. כדי לקבוע גודל האלקטרודה מיקום אופטימלי, יזמנו הוכחה של מושג עם מודלים חישוביים של שדות חשמליים צפיפות זרם המתעוררות במהלך גירוי חשמלי של קטוע הגפיים שיורית. על מנת לספק להבטיח את בטיחות החולה, נבדקים עם רטרוספקטיבה סריקות טומוגרפיה ממוחשבת נבחרו שלושה שחזורים ממדי נוצרו באמצעות תוכנות מותאמות אישית כדי להבטיח דיוק אנטומי (Seg3D ו SCIRun) ב IRB ו HIPAA אישר המחקר. אלו חבילות תוכנה תמכו פיתוח מודלים ספציפיים החולה מותר מניפולציה אינטראקטיבי של העמדה אלקטרודה וגודל. תוצאות ראשוניות עולה כי שדות חשמליים צפיפות זרם יכול להיות שנוצר על הממשק השתל כדי להשיג את הפצות הומוגנית השדה החשמלי הנדרש כדי לגרום הגירה אוסטאובלסטים, לשפר קיבוע השלד עשוי לסייע במניעת זיהומים periprosthetic. בהתבסס על תצורות אלקטרודה ניסויים במודל, תצורה חיצוני two הלהקה יהיה דגל בעתיד.

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

Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees

יש צורך לפתח מצורף תותבת חלופי עקב אובדן איבר המיוחסים occlusive מחלות כלי דם וטראומה. מטרת העבודה היא להציג את מערכת osseointegrated אינטליגנטי עיצוב השתל להגדיל קיבעון השלד להפחית את שיעורי ההדבקה periprosthetic עבור חולים הזקוקים טכנולוגיה osseointegrated.

ניתוח Bioelectric של מערכת Osseointegrated שתל Intelligent Design עבור קטועי גפיים

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

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

Research

JoVE Journal

Biology

13.8K Views.  Department of Veteran Affairs. יש צורך לפתח מצורף תותבת חלופי עקב אובדן איבר המיוחסים occlusive מחלות כלי דם וטראומה. מטרת העבודה היא להציג את מערכת osseointegrated אינטליגנטי עיצוב השתל להגדיל קיבעון השלד להפחית את שיעורי ההדבקה periprosthetic עבור חולים הזקוקים טכנולוגיה osseointegrated.

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

Evisceration of Mouse Vitreous and Retina for Proteomic Analyses

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

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

הוצאת הקרביים של הזגוגיות עכבר רשתית עבור ניתוח proteomic

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

Trajectory Data Analyses for Pedestrian Space-time Activity Study

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

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

ניתוח נתונים תלולים מסלול לחקר חלל פעילות הולכי רגל בזמן

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

Nanogold Labeling of the Yeast Endosomal System for Ultrastructural Analyses

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

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

Nanogold תיוג של מערכת endosomal שמרים לניתוח Ultrastructural

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

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

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

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

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

ניסיוני וביואינפורמטיקה פרוטוקול לניתוח RNA-seq של Photoperiodic דיאפאוזה באסיה טייגר נגד יתושים,<em&gt; אדס המפוספס</em

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

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

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

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

פרוטוקול המעבדה הגנטית ניתוחים תוכן הבטן של הימית Macroinvertebrates באמצעות קבוצה ספציפית rDNA תחל

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

Establishment of an Extracellular Acidic pH Culture System

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

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

הקמת מערכת התרבות pH חומצי חוץ-תאית

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

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

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

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

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

שיטת טרנספוזיציה יעיל במבחנה על-ידי מערכת יופי ישן Transcriptionally מוסדרים הארוזים לתוך וקטור Lentiviral פגומים אינטגרציה

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

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

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

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

אוסף רקמות של עטלפים עבור-ניתוח Omics ותרבות התא הראשוני

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

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

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

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

קרן טבק כמערכת מודל חרקים למחקרים פרה-קליניים קנבינואידים

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

Design and Implementation of a Rat Ex Vivo Lung Perfusion Model

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

Design and Implementation of a Rat Ex Vivo Lung Perfusion Model

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

תכנון ויישום של מודל זילוח ריאות Rat Ex Vivo

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