この作業は、サポートされ、CNRS Mecabio チャレンジによって資金を供給します。
著者は、動物医療技術者がプロシージャ全体で動物の世話をありがちましょう。著者はまた IVTV ティエリー アドホック経由のリヨンは中心部を認めます。言語のリビジョンのマージョリー Sweetko に感謝します。
Marylène 武田紙器、セシル Génovésio、パトリック ・ ローランこの実験的研究への貢献に感謝しております。

説明したすべての手順は Aix マルセーユの大学機関動物ケアおよび使用委員会は、フランスの研究省によって承認され、マルセイユ医学部 (従来の動物の家で実行フランス).
 1 です次のガイドラインに基づく外部創固定器の機能仕様の定義 <ol><li>最適化骨アンカレッジ。。
	<ol><li>(ねじ部) の直径 1 mm のピンを半分スレッドをインプラントします</li>。
	</ol></li> <li>動物の不快感を軽減するデザインを選択します。
	<ol><li>7,723 mm 3 (32 × 19 × 12.7 mm) の音量に収まる小さなサイズの創外固定器を選択します</li>。
		<li>低創外固定器の選択、重量、動物を不安を避けるために、pin なし未満 13 g &#39; 歩行。その低密度のために 2 つのブロックのための材料としてアルミニウムを選択します 。
		注: ブロックの面取りはかなり 2 つの部分の重量を減少します</li>。
	</ol></li> <li>引張力の方向が骨の方向に平行に保持されるように、創固定器の動きを制御し、純粋な引張力を確保する。
	<ol><li>使用はバーをスライドさせて 2 つのブロックを通過します。グルーヴし、それぞれは 2 つのピンを耐えることができるようにブロックを開きます</li>。
		<li>はブロックで自由に回転を 1 つの滑らかな側に伸長ネジを使用し、回転によって指と 2 番目のブロックを転置するスレッド側を握ることができます。引張力の方向を骨の方向に平行に保つために、破壊の両側の骨に 2 本のピンを固定します。ピンにストレスを適切に分散できるように縦軸に引張力を維持します。ロックボルトと 4 つのピンをセキュリティで保護します</li>。
	</ol></li> <li>アルミニウム、チタン、殺菌温度に耐えることができる鋼のような材料を選択します</li>。
	<li>創外固定器のジオメトリに対応するそのピンの位置を確認 ( 図 1 -B)。
	<ol><li>穴あけ位置を維持するために骨に締めクランプを含む掘削ガイドを使用します</li>。
		<li>は、低締付け力でクランプのレバー腕を短きます。デバイスは、上記の将来の骨折は、両側をクリアする途中でクランプを配置します</li>。
	</ol></li> <li>ローレットネジを締めます、携帯電話のブロックを解除するを追加することにより作る簡単マニュアルに気晴らしを調整。
	<ol><li>指だけで操作するための十分な幅のネジを使用します</li>。
		<li>気晴らしに簡単に許可するように、2 つのブロック間伸長ネジの真ん中にドリル四角ナットを追加します</li>。
		<li>は、薄いピンとマニュアルの使用を許可する 2 つのブロック、またはオブジェクトの任意の種類を超えるこの正方形ナット (左右各 8 mm) を作る。0.125 mm の延長を許可するオンにスクリュー ¼ ターン</li>。
	</ol></li></ol> 2。手術 注: アシスタントはすべての外科手術に必要な。4 つの 12 週齢雄スプレイグ ラット飼育して規格研究所ダイエット 広告自由。
<ol><li>手術器具の準備します。
	<ol><li>すべての次の手術器具を滅菌: 1 rugine、2 ・ セン &#39; 1 メス、1 マヨはさみ 1 マヨネーズ Hegar 針ホルダー 1 マイクロ ・ オルセン-Hegar 針・ ホルダーのリトラクター</li>。
		<li>創外固定器、掘削ガイド、4 半ねじピン、ネジ 4 本、先端や殺菌、ドリル先端の文字列と、piezotome の文字列。これらの楽器を 135 ° c で 18 分間オートクレーブによる滅菌</li>
		<li>は、手術台に滅菌フィールドの下の加熱パッドをインストールします。別の滅菌フィールドにすべての機器や用具を配置します</li>。
	</ol></li> <li>麻酔し、動物の準備します。
	<li>麻酔薬と鎮痛剤の混合物を準備するラットの重量を量る</li> <ol><li>を決定する Bupremorphine とカルプロフェン即席鎮痛剤の混合物を準備するの量を計算しています。0.05 mg/kg で 5 mg/純量ブプレノルフィン (0.03 mg/mL) とカルプロフェン (5 mg/mL) をそれぞれ使用</li>
		<li>ラットを抑制し、皮下注入する鎮痛剤混合、数秒待ってから、腹腔内麻酔薬の混合物を注入。</li>。
		<li>右後肢電気かみそりを剃るし、ポビドン ヨード溶液で手足を消毒します</li>。
		<li>動物を横に置く (右側上方) 内外軸創外固定器の正しい位置を許可する滅菌フィールドにします</li>。
		<li>無菌圧縮を手術中に目を保護するためにその頭の上置く</li>。
	</ol></li> <li>大腿骨における創外固定器をインプラントします。
	<ol><li>皮膚切開のランドマーク。マーカー、次の矢状面で中央線の近位部 (hip) の遠位部 (膝) からポイントと 2 番目の点を描画します。これらの 2 点間の線を描画しています</li>。
		<li>メスを使用して描画の線に沿って伸張した皮膚を切開します</li>。
		メスの助けを借りて、大腿骨は完全にさらされるまで、<li>は 外側広筋 と 大腿二頭筋 の間にカット。使用、2 ・ セン &#39; s リトラクター (アシスタントが必要な場合があります) 筋切開を容易にします</li>。
		<li>骨膜を持ち上げるし、rugine の助けを借りて骨から軟部組織を切断します</li>。
		<li>は、公開されている大腿骨は、十分な長さを確認します。
		<ol><li>創外固定器の最も近位と遠位の穴にピンを挿入します</li>。
			<li>創外固定器を置き、両方のピンが大腿骨にアンカーすることができますを確認してください</li>。
		</ol></li> <li>インプラント 4 並列大腿骨の 1 mm 半ねじピン。
		<ol><li>掘削ガイドを取るし、2 ・ センと筋肉を離れて動く &#39; s リトラクター。大腿骨の真ん中に穴あけのガイドのクランプを締める</li>。
			<li>ドリル 4 大腿骨にはあらかじめ穴します。4 ガイド穴を直径 0.6 mm の金属ドリル ビットを通過して 2,000 rpm の速度で穴をドリル電気ドリルを使用して。
			<ol><li>最も近位および遠位にスタート穴と 2 つの完了は中間ガイドの物です。両方の野を通過するが、大腿骨のすぐ下に軟部組織に損傷を与えないように注意してください</li>。
			</ol></li> <li>掘削ガイドを脱ぐ</li>。
			<li>は、0.8 mm 半ねじピンと 4 つの前の穴を拡大します。
			<ol><li>作業 0.6 mm を前後ピン穴。滞在大腿骨と両方の皮質を経由してシンクに垂直になるように注意してください</li>。
			</ol></li> <li>1 mm 半ねじピンをインプラントします。
			<ol><li>針ホルダー付け 1 mm 半ねじピンの頭をグリップします</li>。
				<li>シンク前の穴を拡大するためのピンです。ピン両方の皮質を貫通し、・ センと 1 mm 以上をはみ出さないようにことを確認 &#39; s リトラクター</li>。
			</ol></li> <li>創外固定器を半分スレッド 4 ピンに接続します。確認オフセット (、創固定器間の距離 &#39; s 2 つのブロックと骨表面) 約 6 mm は、簡単なステッチとシステム 18 の優れた剛性を許可します</li>。
			<li>創外固定器のピンにロックされている、ロックのネジ 4 本をセキュリティで保護します</li>。
		</ol></li></ol></li> <li>Osteotomize 大腿骨。
	<ol><li>、Piezotome と 2 の中央のピンの間の骨切りを実行します</li>。
		<li>Wo を閉じるund は吸収性縫合糸 (5.0) とメイヨー Hegar 針ホルダー連続ステッチを使用して。皮膚のみをステッチすると、確認と筋肉ではありません</li>。
	</ol></li> <li>手術モニター動物を確認します。
	<ol><li>動物はまだ麻酔中、手術直後後の x 線を実行します。すべてのピンの深さを確認、長い軸に沿切り離した骨四肢</li>。
		<li>確認鎮痛・ ブプレノルフィン (0.03 mg/mL) と Enrofloxacine (50 mg/mL) それぞれで、0.05 mg/kg および 10 mg/純量の皮下注入による antibioprophylaxy</li>
		<li>を決定する逆に麻酔アティパメゾールの量を計算しています。1 mg/kg でアティパメゾールを使用し、製品を管理するための皮下注射を行います。意識を取り戻すし、そのケージに戻るには、動物を許可します</li>。
		<li>手術後 6 時間注入 2 回目 0.05 mg/kg 及び 5 mg/kg でそれぞれ鎮痛混合物 (ブプレノルフィンとカルプロフェン) の皮下 。
		次の鎮痛の混合物の 1 日 2 回と、antibioprophylaxy 日に 1 回 3 日間はこれらの注射を少なくとも、与えます。通常臨床検査鎮痛法の有効性を評価するために実行する必要があります、それぞれの動物の行動の標識に従って変更する必要があります。</li> <li>動物は、手術の翌日に通常彼らの作動の後肢を使用して歩くことができることを確認します</li>。
	</ol></li></ol> 3。気晴らし 1 週間 <ol><li>ニュートラルで創外固定器のまま固定。この段階の終わりには、手足を x 線します。骨セグメントを整列させるとピンの位置を確認します</li>。
	<li>手動でターン四角ナット 1 つの半分 (0.25 mm) 時計回りに 12 時間間隔、気晴らしをします。運営骨セグメントの初期の長さを基準にして延長 12% を表す 5 mm 骨の延長につながるはずだ 10 日そらす。
	<ol><li>はこのステップの間に動物を麻酔しません。下肢骨セグメントを整列させるとピンの位置を確認するこの期間の終わりに、半分の方法を x 線します</li>。
	</ol></li> <li>47 日間の創外固定器を維持します。気を取られてギャップ石灰化の進行状況を確認する毎週の手足を x 線します。日 64 創外固定器を取り外して 2 日 (66 日目) の動物の散歩を自由にしましょう。合計連結期間 7 週間</li>。
	<li>吸入セボフルランの過剰摂取で統合の 7 週間後、すべてのラットを安楽死させる</li>。
	<li>切除周囲の組織に気を取られ、対側の大腿骨。
	<ol><li>作る傷の皮膚切開は、メスの助けを借りて、矢状面の後正中線を位置しています。膝の前にヒップの上から切開を実行します</li>。
		大腿骨は完全にさらされるまで、<li>はメスと 外側広筋 と 大腿二頭筋 の間にカット。可能な限り、骨筋を切断します</li>。
		<li>膝のすべての靭帯を切り、アーティキュレーションを解体します</li>。
		<li>股関節の関節包をカットします</li>。
		<li>は半ねじピンを削除せず徹底的に骨をきれい。メスを使用すべての軟部組織を削除します</li>。
	</ol></li> <li>対側の大腿骨に 3.5.5 に 3.5.1 から手順を繰り返します</li>。
	<li>では、気が紛れるし対側大腿骨 x 線します。4 半ねじピンを削除し、マイクロ CT スキャン解析 (10 μ m 解像度) の-20 ° C ですべて大腿骨を格納します</li>。
</ol>

<ol>
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著者が明らかに何もありません。

本研究では、ラット骨延長、創外固定器を除去した後動物に生理学的な荷重を許可する詳細な手技と適切な創外固定器設計を構成する再現性のあるプロトコルについて説明します。私たちはプロトコルは、機能的な再生骨につながった。統合の 47 日後自家製創外固定器と 2 日間動物に生理学的な荷重の除去は、再生のカルスのいずれかの骨折を誘発しなかった。マイクロ CT 再構成のおかげ?...

仮骨延長法 (DO) は手術技法を広く臨床的に1,2,3,4人間の下位1,2の上部3骨延長、後偽関節、骨や顎顔面再建法4のように同様に骨腫瘍切除の術後骨欠損の再生治療。骨骨骨切り術、創外固定器の配置後の再生につながるを行います。切り離した骨四肢互いから離れて緩やかな気晴らし2希望の伸長に到達する移動しています。統合期間に依存して、中にないより伸びがあります。
行う手順は、3 つの段階に分かれています: 遅延、気晴らし、および統合します。一般的には、7 日間の潜伏期間を切り4の直後に開始します。これは、骨修復治癒プロセス4の最初のステップを開始することができます。潜伏期間は、再生のカルスおよび周囲軟部組織1,2,4に牽引力を適用する、気晴らしの期間が続きます。目的の伸長に達したら、気晴らしが停止し統合期間を開始します。この期間中は、創外固定器は再生骨がその除去をサポートする十分な機能まで維持されます。
様々 なパラメーターを行う長さ延長、創外固定器各種、気晴らしの周波数、連結期間または機械的ストレスに気を取られてカルスの種類の長さのレートなど骨修復に影響を与えます。例として、速度と延長の頻度つながることができます早期統合5またはプロセスの中断に壊死組織やカルス6,7内嚢胞のような非回復可能な損害を作成することによって。
多くのプロトコルは、骨修復プロセスを研究し、骨統合を最大限に異なる動物モデル8,9,10をされています。ラットでは, ほとんどの研究11,12,13,14,15はカルスの統合をスピードアップを行うプロトコルを短縮する方法に焦点を当てた。これらの実験の一部は人間の臨床応用5,13,,1516外部アクセサリー既に市販を使用しました。しかし、創外固定器のこれらのタイプ、人間の大腿骨から異なる解剖学的特徴を表わすラット大腿骨には適していません。また、のみいくつかの研究は、明確に機能再生骨7,16を得ることで、プロトコルの効率を示します。したがって、彼らの異なるプロトコルと創外固定器12,13,14,17に関する情報の不足のための様々 な行う調査からの結果を比較することは困難です。
したがって、本研究の目的はラットのモデルで、機能再生骨につながる大腿骨での効率的かつ再現可能なプロトコルを記述するためだった。この目的のために、自家製で使いやすい創外固定器がこのプロトコルでくわしく記載されてラット大腿骨の特にを考案しました。このデバイスの仕様を起草、機械的応力と残留応力の生産を避けるの良好な分布のためのすべての基本的な制約を考慮しました。骨や周囲の組織に純粋な牽引力を許可するデバイスの適切なジオメトリ、動物、骨伸長の長さと骨セグメントの良い配置の制御の歩行のための適切な重量の技術仕様が含まれてピンと骨の交点におけるせん断応力生産なしまた、このデバイスは、気晴らし、生体親和性と損傷することがなく滅菌中に動物の鎮静なしで使用しなければならなかった。統合の 7 週間後ラット大腿骨上で行うこのプロトコルは創外固定器を除去した後、再生のカルスの骨折ではない動物の生理学的体重を支えるによって示される機能再生骨につながった。動物の生理学的歩行再生カルスのマイクロ CT 解析と x 線解析から得られる建築のパラメーターと一致していた。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>K&#233;tamine</td>
			<td>Renaudin</td>
			<td>578 540-2</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>M&#233;d&#233;tomidine</td>
			<td>Virbac</td>
			<td>6799091</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sevoflurane</td>
			<td>Centravet</td>
			<td>567 477-2</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Indivor France</td>
			<td>3400932731060</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enrofloxacine</td>
			<td>ChannelPharmaceutical Facturing</td>
			<td>FR/V/4955220</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezotome</td>
			<td>Satelec Acteon</td>
			<td>F57510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pet pad</td>
			<td>Therasage</td>
			<td>AL8365936</td>
			<td>Supply by the animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental X-ray</td>
			<td>S.A.R.L Innovation m&#233;dicales et dentaires</td>
			<td>WYZ - BLUEX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Winiwix Software</td>
			<td>Softys Dental</td>
			<td>PFT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-CT system</td>
			<td>nanoScan SPECT/CT</td>
			<td>GEIT-31105EN (05/14)</td>
			<td>Subcontract by IVTV central Lyon</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-CT analysis Software</td>
			<td>phoenix datos X2 reconstruction</td>
			<td>none</td>
			<td>Free software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric razor</td>
			<td>Brawn</td>
			<td>GT415</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Senn&#8217;s retractors</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>501718</td>
			<td>Blunt version</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine Solution</td>
			<td>Mundipharma Medical Company</td>
			<td>D08AG02</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resorbable suture thread (5.0)</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>JV1023</td>
			<td>Supply by animal house</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rugine</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>503406</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo-Hegar needle holder</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>V503382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal drill</td>
			<td>Beuterlock</td>
			<td>V020944018003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Olsen-Hegar Needle-holder</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>501989</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo scissor</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>501752</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Word Precision Instruments</td>
			<td>500236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley</td>
			<td>Janvier</td>
			<td>none</td>
			<td>12 weaks and male</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an efficient and reproducible protocol for distraction osteogenesis in a rat model leading to a functional regenerated femur

このプロトコルでは、ラット大腿骨モデルにおける仮骨延長法のための新しく開発した創外固定器の使用について説明します。仮骨延長法 (DO) は、骨、骨切り後の再生に導く手技です。切り離した骨四肢互いから離れて緩やかな気晴らし目的伸長に到達する移動しています。この手順は、延長、偽関節、骨や顎顔面再建法および骨腫瘍切除の術後骨欠損の再生術後上限と下限の手足の人間で広く用いられます。のみいくつかの研究は、明確に、機能的な再生骨、すなわち、創外固定器を除去した後骨折ではない生理学的荷重をサポートして骨を得ることで、プロトコルの効率を示します。また、プロトコルが異なるように、再現性が困難な研究の比較、情報の不足によって制限されます。本研究の目的はラット骨延長、外部の取り外しの後動物に生理学的な荷重を許可する詳細な手技と適切な創外固定器設計を含む再現可能なプロトコルを開発、創固定器。

安定した定着を示す大腿骨の半ねじピンの緩み統合の最後に手術の端から撮影した x 線画像を認めなかった.ピンが平行でよく保存されました。行うプロセス (図 2) 行われる切り離した骨四肢の骨の縦軸に沿って整列。潜伏期間の終わりは、石灰化した領域には表示される (図 2B) がありませんでした。気晴らし...

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An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

機能再生大腿骨につながるラットモデルにおける仮骨延長法のための効率的かつ再現可能なプロトコル

本研究では、許可は、創外固定器を除去した後、動物で体重を支える生理模型大腿骨ラット (を行う) を新たに開発した創外固定器の仮骨延長術を用いた再現性と詳細なプロトコルについて説明します。

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.4K ビュー.  Aix Marseille Univ. 本研究では、許可は、創外固定器を除去した後、動物で体重を支える生理模型大腿骨ラット (を行う) を新たに開発した創外固定器の仮骨延長術を用いた再現性と詳細なプロトコルについて説明します。

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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.

タンパク質、細胞閉じ込めのための二次元加工基板を作成する

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

生物工学

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

のための周期的圧力のバイオリアクターの設計生体外で</em大動脈心臓弁の>研究

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without intervention. Current treatment strategies include ligament reconstruction with either autograft or allograft, which each have their associated limitations. Thus, there is interest in designing a tissue-engineered graft for use in ACL reconstruction. We describe the fabrication of an electrospun polymer graft for use in ACL tissue engineering. This polycaprolactone graft is biocompatible, biodegradable, porous, and is comprised of aligned fibers. Because an animal model is necessary to evaluate such a graft, this paper describes an intra-articular athymic rat model of ACL reconstruction that can be used to evaluate engineered grafts, including those seeded with xenogeneic cells. Representative histology and biomechanical testing results at 16 weeks postoperatively are presented, with grafts tested immediately post-implantation and contralateral native ACLs serving as controls. The present study provides a reproducible animal model with which to evaluate tissue engineered ACL grafts, and demonstrates the potential of a regenerative medicine approach to treatment of ACL rupture.

Animal models are important tools for the evaluation of tissue-engineered grafts. This paper presents the protocol for preparing an electrospun biodegradable polymer graft for use in anterior cruciate ligament tissue engineering, as well as a surgical protocol for implantation in a rat model.

エンジニアード前十字靭帯移植片の評価のための無胸腺ラットモデル

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair

Ventral abdominal hernia is a relatively common clinical condition that sometimes requires herniorraphy (surgical repair). The repair of ventral abdominal hernia typically requires implantation of a material to serve as a mechanical bridge across the defect in the abdominal wall. Biomaterials, such as porcine small intestinal submucosa (SIS), also serve as a lattice for cell growth into the implant and can naturally incorporate into the host tissue. Development of such repair materials benefits from use of animal models in which experimental abdominal wall defects are easily created and are amenable to repair in a reproducible fashion. The method offered here describes surgical creation and repair of ventral abdominal hernia in a rat model. When SIS is used to repair an experimental ventral abdominal hernia in this model, it is rapidly incorporated into host tissue within 28 days of implantation. Histologically, incorporation of their implanted material into host tissue is characterized by a robust fibrovascular response. Future refinements and applications of the rat abdominal hernia model may likely involve diabetic and/or obese animals as a means to more closely mimic common co-morbidities of man.

This manuscript describes methods associated with creation and repair of a ventral abdominal wall defect (hernia). This model can be used to study repair strategies such as those that use implanted materials. In this manuscript, repair of the experimental hernia with porcine small intestinal submucosa is presented as an example.

腹側腹部ヘルニア修復術を勉強するラットのモデルの使用

Ventral abdominal hernia is a relatively common clinical condition that sometimes requires herniorraphy (surgical repair). The repair of ventral abdominal ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from traumatic injury, disease and various congenital, genetic and acquired conditions are quite common. Tissue engineering and regenerative medicine technologies have enormous potential to provide a therapeutic solution. However, utilization of biologically relevant animal models in combination with longitudinal assessments of pertinent functional measures are critical to the development of improved regenerative therapeutics for treatment of VML-like injuries. In that regard, a commercial muscle lever system can be used to measure length, tension, force and velocity parameters in skeletal muscle. We used this system, in conjunction with a high power, bi-phase stimulator, to measure in vivo force production in response to activation of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. We have previously used this equipment to assess the functional impact of VML injury on the tibialis anterior (TA) muscle, as well as the extent of functional recovery following treatment of the injured TA muscle with our tissue engineered muscle repair (TEMR) technology. For such studies, the left foot of an anaesthetized rat is securely anchored to a footplate linked to a servomotor, and the common peroneal nerve is stimulated by two percutaneous needle electrodes to elicit muscle contraction and dorsiflexion of the foot. The peroneal nerve stimulation-induced muscle contraction is measured over a range of stimulation frequencies (1-200 Hz), to ensure an eventual plateau in force production that allows for an accurate determination of peak tetanic force. In addition to evaluation of the extent of VML injury as well as the degree of functional recovery following treatment, this methodology can be easily applied to study diverse aspects of muscle physiology and pathophysiology. Such an approach should assist with the more rational development of improved therapeutics for muscle repair and regeneration.

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

の応用<em&gt;インビボ</em組織工学骨格筋の修復を評価するためのラット前脛骨の&gt;機能テスト

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular cartilage impairs its load-bearing function substantially as it experiences tremendous chemical degradation, i.e. proteoglycan loss and collagen fibril disruption. One promising way to investigate chemical damage mechanisms during OA is to expose the cartilage specimens to an external solute and monitor the diffusion of the molecules. The degree of cartilage damage (i.e. concentration and configuration of essential macromolecules) is associated with collisional energy loss of external solutes while moving across articular cartilage creates different diffusion characteristics compared to healthy cartilage. In this study, we introduce a protocol, which consists of several steps and is based on previously developed experimental micro-Computed Tomography (micro-CT) and finite element modeling. The transport of charged and uncharged iodinated molecules is first recorded using micro-CT, which is followed by applying biphasic-solute and multiphasic finite element models to obtain diffusion coefficients and fixed charge densities across cartilage zones.

We propose a protocol to investigate the transport of charged and uncharged molecules across articular cartilage with the aid of recently developed experimental and numerical methods.

実験および有限要素議定書は、関節軟骨全体で中性および荷電溶質の輸送を調査します

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

Development of an Electrochemical DNA Biosensor to Detect a Foodborne Pathogen

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, significantly affecting the rate of human mortality and morbidity. Conventional methods for the detection of V. parahaemolyticus such as culture-based methods, immunological assays, and molecular-based methods require complicated sample handling and are time-consuming, tedious, and costly. Recently, biosensors have proven to be a promising and comprehensive detection method with the advantages of fast detection, cost-effectiveness, and practicality. This research focuses on developing a rapid method of detecting V. parahaemolyticus with high selectivity and sensitivity using the principles of DNA hybridization. In the work, characterization of synthesized polylactic acid-stabilized gold nanoparticles (PLA-AuNPs) was achieved using X-ray Diffraction (XRD), Ultraviolet-visible Spectroscopy (UV-Vis), Transmission Electron Microscopy (TEM), Field-emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and Cyclic Voltammetry (CV). We also carried out further testing of stability, sensitivity, and reproducibility of the PLA-AuNPs. We found that the PLA-AuNPs formed a sound structure of stabilized nanoparticles in aqueous solution. We also observed that the sensitivity improved as a result of the smaller charge transfer resistance (Rct) value and an increase of active surface area (0.41 cm2). The development of our DNA biosensor was based on modification of a screen-printed carbon electrode (SPCE) with PLA-AuNPs and using methylene blue (MB) as the redox indicator. We assessed the immobilization and hybridization events by differential pulse voltammetry (DPV). We found that complementary, non-complementary, and mismatched oligonucleotides were specifically distinguished by the fabricated biosensor. It also showed reliably sensitive detection in cross-reactivity studies against various food-borne pathogens and in the identification of V. parahaemolyticus in fresh cockles.

A protocol for the development of an electrochemical DNA biosensor comprising a polylactic acid-stabilized, gold nanoparticles-modified, screen-printed carbon electrode to detect Vibrio parahaemolyticus is presented.

食品由来病原体を検出する電気化学的 DNA のバイオ センサーの開発

Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus) is a common foodborne pathogen that contributes to a large proportion of public health problems globally, ...

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes demonstrate the ability to record action potentials from individual or small groups of neurons. Such recorded signals have successfully been used to allow patients to interface with or control&#160;computers, robotic limbs, and their own limbs. However, previous animal studies have shown that a microelectrode implantation in the brain not only damages the surrounding tissue but can also result in functional deficits. Here, we discuss a series of behavioral tests to quantify potential motor impairments following the implantation of intracortical microelectrodes into the motor cortex of a rat. The methods for open field grid, ladder crossing, and grip strength testing provide valuable information regarding the potential complications resulting from a microelectrode implantation. The results of the behavioral testing are correlated with endpoint histology, providing additional information on the pathological outcomes and impacts of this procedure on the adjacent tissue.

We have shown that a microelectrode implantation in the motor cortex of rats causes immediate and lasting motor deficits. The methods proposed herein outline a microelectrode implantation surgery and three rodent behavioral tasks to elucidate potential changes in the fine or gross motor function due to implantation-caused damage to the motor cortex.

ラット皮質運動野の微小電極注入による機能的障害を評価するためにテスト行動の齧歯動物

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver engineering, including in vivo organ decellularization followed by repopulation, has emerged as a promising approach over ex vivo liver engineering. However, postoperative survival was not achieved. The aim of this study is to develop a novel surgical technique of in vivo selective liver lobe perfusion in rats as a prerequisite for in vivo liver engineering. We generate a circuit bypass only through the left lateral lobe. Then, the left lateral lobe is perfused with heparinized saline. The experiment is performed with 4 groups (n = 3 rats per group) based on different perfusion times of 20 min, 2 h, 3 h, and 4 h. Survival, as well as the macroscopically visible change of color and the histologically determined absence of blood cells in the portal triad and the sinusoids, is taken as an indicator for a successful model establishment. After selective perfusion of the left lateral lobe, we observe that the left lateral lobe, indeed, turned from red to faint yellow. In a histological assessment, no blood cells are visible in the branch of the portal vein, the central vein, and the sinusoids. The left lateral lobe turns red after reopening the blocked vessels. 12/12 rats survived the procedure for more than one week. We are the first to report a surgical model for in vivo single liver lobe perfusion with a long survival period of more than one week. In contrast to the previously published report, the most important advantage of the technique presented here is that perfusion of 70% of the liver is maintained throughout the whole procedure. The establishment of this technique provides a foundation for in vivo partial liver engineering in rats, including decellularization and recellularization.

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

We establish a novel surgical technique for an in vivo single liver lobe perfusion model in rat as a prerequisite for further studying in vivo partial liver engineering in the future.

ラットでの肝部分工学生体内での基盤として新しい手術手技

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. Critical-sized segmental defects are challenging to treat clinically, and research efforts could benefit from a reliable, ambulatory small animal model of a segmental femoral defect. In this study, we present an optimized surgical protocol for the consistent and reproducible creation of a 5 mm critical diaphyseal defect in a rat femur stabilized with an external fixator. The diaphyseal ostectomy was performed using a custom jig to place 4 Kirschner wires bicortically, which were stabilized with an adapted external fixator device. An oscillating bone saw was used to create the defect. Either a collagen sponge alone or a collagen sponge soaked in rhBMP-2 was implanted into the defect, and the bone healing was monitored over 12 weeks using radiographs. After 12 weeks, rats were sacrificed, and histological analysis was performed on the excised control and treated femurs. Bone defects containing only collagen sponge resulted in non-union, while rhBMP-2 treatment yielded the formation of a periosteal callous and new bone remodeling. Animals recovered well after implantation, and external fixation proved successful in stabilizing the femoral defects over 12 weeks. This streamlined surgical model could be readily applied to study bone healing and test new orthopedic biomaterials and regenerative therapies in vivo.

In vivo mammalian models of critical-sized bone defects are essential for researchers studying healing mechanisms and orthopedic therapies. Here, we introduce a protocol for the creation of reproducible, segmental, femoral defects in rats stabilized using external fixation.

ラットのカスタム創外固定器で安定した信頼性と再現性のある重要なサイズ分節大腿骨欠損モデル

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. ...

機能再生大腿骨につながるラットモデルにおける仮骨延長法のための効率的かつ再現可能なプロトコル

要約

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タンパク質、細胞閉じ込めのための二次元加工基板を作成する

のための周期的圧力のバイオリアクターの設計生体外で研究

エンジニアード前十字靭帯移植片の評価のための無胸腺ラットモデル

腹側腹部ヘルニア修復術を勉強するラットのモデルの使用

の応用

実験および有限要素議定書は、関節軟骨全体で中性および荷電溶質の輸送を調査します

食品由来病原体を検出する電気化学的 DNA のバイオセンサーの開発

ラット皮質運動野の微小電極注入による機能的障害を評価するためにテスト行動の齧歯動物

ラットでの肝部分工学生体内での基盤として新しい手術手技

ラットのカスタム創外固定器で安定した信頼性と再現性のある重要なサイズ分節大腿骨欠損モデル

機能再生大腿骨につながるラットモデルにおける仮骨延長法のための効率的かつ再現可能なプロトコル

要約

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タンパク質、細胞閉じ込めのための二次元加工基板を作成する

のための周期的圧力のバイオリアクターの設計生体外で研究

エンジニアード前十字靭帯移植片の評価のための無胸腺ラットモデル

腹側腹部ヘルニア修復術を勉強するラットのモデルの使用

の応用

実験および有限要素議定書は、関節軟骨全体で中性および荷電溶質の輸送を調査します

食品由来病原体を検出する電気化学的 DNA のバイオ センサーの開発

ラット皮質運動野の微小電極注入による機能的障害を評価するためにテスト行動の齧歯動物

ラットでの肝部分工学生体内での基盤として新しい手術手技

ラットのカスタム創外固定器で安定した信頼性と再現性のある重要なサイズ分節大腿骨欠損モデル

食品由来病原体を検出する電気化学的 DNA のバイオセンサーの開発