저자는이 모델에 대한 자신의 영감을 라이너 Schultheiss 볼프강 Schaden 감사합니다. 우리는 또한 우리의 연구를 지원하기 위해 자신의 모든 시간 엄청난 노력에 대한 기독교 Dorfmüller 감사합니다. 우리의 생각에주의 기술 실현을위한 로버트 Göschl 한스 Hohenegger에 많은 감사!

윤리 허가 환자의 서면 동의서를받은 후, 탯줄 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC를)의 분리를위한 산부인과의 부에서 제왕 절개에서 얻을 수 있었다. 권한은 인스 브루 크 의과 대학 (제 UN4435)의 윤리위원회에서 주어졌다. 1. IVSWT 물 목욕에게 준비 <ol><li> 적절한 탱크에 수돗물의 3.5 L를 준비합니다. 물 (프로토콜 6 참조) 37 ° C로 가열 할 필요가있다. </li><li> 수위가 약 3cm 가장자리 아래까지 수조에 물을 채운다. 물에 완전하게 막을 커버하는 마음. 이 약 제조 된 3.5 L.가 필요합니다 </li><li> 전원에 온도 센서를 연결한다. </li><li> 수욕의 뒷벽에 끼워 맞춤 의도로 센서를 탑재. </li><li> 온도 센서의 전원 공급 장치에 가열을 연결한다. 하지 않고이 작업을 수행하지 마십시오히터와 목욕 물은 플렉시 유리를 녹여 것이다. </li><li> 물은 37 ℃의 안정된 온도에 도달 할 때까지 기다립니다 물을 욕조에 걸쳐 일정한 온도를 보장하기 위해 지팡이의 일종으로 정기적으로 물을 저어. </li></ol> 2. 세포와 배양 플라스크를 준비 <ol><li> 그들이 원하는 합류에 도달 할 때까지 직접 T25 문화 플라스크 또는 문화 플라스크에 세포에서 원하는 농도에서 밤새 종자 세포. </li><li> 실험 전에 수직으로 플라스크를 맞 춥니 다. </li><li> 바로 자신의 목 아래까지 배양 배지와 배양 플라스크를 입력합니다. 오염 된 얻을 것이다 목 또는 폐쇄 캡에 접촉 매체로 플라스크에 너무 많은 매체를 기입하지 마십시오. </li><li> 물에서 오염을 방지하기 위해 필터없이 단단한 모자와 플라스크를 고정합니다. 욕조에 물 목욕 자체가 멸균 높지 않습니다. </li><li> 물을 욕조에 삽입하기 전에 파라 필름과 모자를 밀봉. </li> &lt;리&gt; 제공된 스탠드에 밀봉 배양 플라스크를 고정합니다. </li><li> 수조에 고정 된 플라스크를 삽입합니다. 세포 배양 플라스크의 중간 충격파 어플리케이터의 멤브레인의 중심과 같은 높이에 있음을 다룬다. 목욕의 측면 라인을 안내합니다. </li></ol> 3. 치료 매개 변수에게 정의 <ol><li> 충격파 소스와 샘플 사이의 거리를 정의합니다. 그림 6에 설명 된대로 매개 변수를 찾는 파일럿 실험을 실시하여 완벽한 처리 매개 변수를 확인합니다. </li><li> 충격파 장치에 적당한 처리 파라미터 (에너지 플럭스 밀도, 주파수)를 선택한다. 다시 말하지만, 그림 6을 참조하십시오. </li></ol> 4. 충격파 응용 프로그램 <ol><li> 충격파 어플리케이터에뿐만 아니라 수조의 멤브레인에 시판 초음파 송신 겔 충분한 양을 넣어. 이 커플 링을 보장하는 것입니다. 에 공기 거품은 주걱과 막 사이에 없어야합니다그것은 충격파를 흡수합니다. </li><li> 막에 도포를 연결하고 멤브레인의 중심에서 안정을 유지. 이 가로로 정렬되어 있는지주의하십시오. </li><li> 수조 내부의 프로브의 정확한 수직 위치가 표시된 목욕의 측면에 마킹 라인에 있는지 확인하십시오. </li><li> 수평 라인에서 도포하고 플라스크의 안정 센터를 누릅니다. </li><li> 충격파 단말기를 등록하고 전체 공정 중에 안정한 위치에서 배양 플라스크뿐만 아니라 어플리케이터를 유지하면서 자극을 적용한다. </li></ol> 5. 후 처리 <ol><li> 수조 밖으로 문화 플라스크를 가져 가라. </li><li> 일반적인 종이 타월로 건조. </li><li> 소독제와 정확하게 플라스크를 닦습니다. </li><li> 파라 필름 바다 표범 어업 및 캡을 제거합니다. </li><li> 원심 튜브에 플라스크 내부의 중간 피펫. </li><li> 적절하게 원심 분리기. 원심 분리 매개 변수가 사용되는 세포의 종류에 따라, <em&gt; 예. HUVEC를 위해 상온에서 290g을 사용합니다. </li><li> 플라스크에 세포 배양 배지 5 ㎖를 추가합니다. 세포 배양 배지 2 ㎖로 원심 분리 세포 펠렛을 재현 탁. 플라스크에 현탁액을 피펫. 따라서, 치료 기간 동안 분리되어있다 세포 조각이나 세포가 손실되지 않습니다. </li></ol> 주의 할 점 <ol><li> 제조뿐만 아니라 치료는 세포 배양의 오염을 피하기 위해 층류 내부의 멸균 조건 하에서 수행되어야한다. </li><li> 좋은 세포 배양 연습은 프로브의 오염을 방지하는 것이 좋습니다. 특히 플라스크의 외부의 소독 강하게 인큐베이터에 넣기 전에하는 것이 좋습니다. 수욕뿐만 아니라 물 내부는 멸균 아니다! </li><li> 수욕은 목욕을 내장 플렉시의 손상을 피하기 위하여 만수 않는 전원에 히터를 연결하지 않는다. </li><li> 충격파 APPL에 초음파 젤의 관대 한 금액을 사용icator는 욕조에 적절한 결합과 전파를 보장합니다. 공기와도 작은 기포는 충격파를 흡수한다! </li><li> 전체 성장 영역의 치료를 보장하는 어플리케이터 관련 수조 내부의 프로브의 위치를​​ 확인한다. </li><li> 오염을 방지하기 위해 너무 깊은 물에 프로브를 덩크하지 마십시오. </li></ol>

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	<li>Haupt, G., Haupt, A., Ekkernkamp, A., Gerety, B., Chvapil, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+shock+waves+on+fracture+healing.">Influence of shock waves on fracture healing.</a> Urology. 39, 529-532 (1992).</li><li>Schaden, W., Fischer, A., Sailler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+shock+wave+therapy+of+nonunion+or+delayed+osseous+union.">Extracorporeal shock wave therapy of nonunion or delayed osseous union.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 387, 90-94 (2001).</li><li>Schaden, 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=Shock+wave+therapy+for+acute+and+chronic+soft+tissue+wounds:+a+feasibility+study.">Shock wave therapy for acute and chronic soft tissue wounds: a feasibility study.</a> J. Surg. Res. 143, 1-12 (2007).</li><li>Tepek&#246;yl&#252;, 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=Shock+wave+treatment+induces+angiogenesis+and+mobilizes+endogenous+CD31/CD34-positive+endothelial+cells+in+a+hindlimb+ischemia+model:+Implications+for+angiogenesis+and+vasculogenesis.">Shock wave treatment induces angiogenesis and mobilizes endogenous CD31/CD34-positive endothelial cells in a hindlimb ischemia model: Implications for angiogenesis and vasculogenesis.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 146, 971-978 (2013).</li><li>Nishida, 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=Extracorporeal+cardiac+shock+wave+therapy+markedly+ameliorates+ischemia-induced+myocardial+dysfunction+in+pigs+in+vivo.">Extracorporeal cardiac shock wave therapy markedly ameliorates ischemia-induced myocardial dysfunction in pigs in vivo.</a> Circulation. 110, 3055-3061 (2004).</li><li>Fukumoto, Y., 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=Extracorporeal+cardiac+shock+wave+therapy+ameliorates+myocardial+ischemia+in+patients+with+severe+coronary+artery+disease.">Extracorporeal cardiac shock wave therapy ameliorates myocardial ischemia in patients with severe coronary artery disease.</a> Coron. Artery Dis. 17, 63-70 (2006).</li><li>Gotte, G., Amelio, E., Russo, S., Marlinghaus, E., Musci, G., Suzuki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-time+non-enzymatic+nitric+oxide+synthesis+from+L-arginine+and+hydrogen+peroxide+induced+by+shock+waves+treatment.">Short-time non-enzymatic nitric oxide synthesis from L-arginine and hydrogen peroxide induced by shock waves treatment.</a> FEBS Lett. 520, 153-155 (2002).</li><li>Wang, F. S., Wang, C. J., Huang, H. J., Chung, H., Chen, R. F., Yang, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+shock+wave+mediates+membrane+hyperpolarization+and+Ras+activation+for+osteogenesis+in+human+bone+marrow+stromal+cells.">Physical shock wave mediates membrane hyperpolarization and Ras activation for osteogenesis in human bone marrow stromal cells.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 287, 648-655 (2001).</li><li>Mittermayr, 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=Extracorporeal+shock+wave+therapy+(ESWT)+minimizes+ischemic+tissue+necrosis+irrespective+of+application+time+and+promotes+tissue+revascularization+by+stimulating+angiogenesis.">Extracorporeal shock wave therapy (ESWT) minimizes ischemic tissue necrosis irrespective of application time and promotes tissue revascularization by stimulating angiogenesis.</a> Ann. Surg. 253, 1024-1032 (2011).</li><li>Baker, 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=Use+of+the+mouse+aortic+ring+assay+to+study+angiogenesis.">Use of the mouse aortic ring assay to study angiogenesis.</a> Nat. Protoc. 22, 89-104 (2011).</li></ol>

저자가 공개하는 게 없다.

체외 충격파 치료를 위해 제안 된 모델의 중요성은 파도 기존 모델 대조 세포 배양을 통과하여 전파 할 수 있다는 사실이다. 이로써, 그러한 인장력 같은 물리적 교란 효과를 피할 수있다. 이 모델은 더 밀접하게 다른 사람들이 직접 자신의 세포 배양 플라스크에 파도를 적용하여보다 생체 내 조건에서 유사합니다. 추가적인 장점은 충격 파 소스와 셀 사이의 거?...

충격파 에너지, 예를 들어 갑자기 릴리스에서 발생하는 음압 파도입니다. 천둥 번개와 같은 경우. 의학에서는 충격파는 신장 결석의 붕괴에 쇄석술에서 30 년 이상 사용되어왔다. 1980 년대 초 쇄석술 환자 장골 비후 부수적 발견 이후, 첫번째 연구 일 치유 뼈에 충격파 치료 (SWT)의 효과를 평가하기 위해 실시 하였다. 긴 뼈의 불유합의 개선 치유의 인상적인 결과 2를 관찰 할 수있다. 그 후, 표시는 부드러운 조직 상처 3으로 확장되었다. 기초 연구 결과는 충격파가 후속 손상없이 표적 조직에 대한 생물학적 자극을 일으킬 않는 것으로 나타났다. 혈관 성장 인자 (예를 들어, VEGF, PlGF, FGF)의 출시는 중요한 혈관옵니다. 이 허혈성 병변으로 표시의 추가 확장되었다. 우리 그룹과 다른 긍정적 인 EFF을 보여 주었다요법 동물 모델에서 허혈성 심장 질환에 SWT뿐만 아니라 임상 시험 4-6. 그러나, SWT의 물리적 자극이 생물학적 신호 (mechanotransduction의)로 번역하는 방법의 정확한 메커니즘은 크게 알려지지 않은 남아있다. 지속적으로 약을 증가 여러 분야에서 SWT에 대한 관심으로, 메커니즘에 대한 탐구는 점점 더 강렬을 받고있다. 따라서, 체외 충격파 실험 중요성을 얻고있다. 동물 실험 및 비용 효율성의 감소 외에, 체외 충격파 치료 (IVSWT)의 가장 큰 장점은 특정 세포 유형의 특정 행동을 연구의 가능성 일 수있다. 충격파 매개 조직 재생에서 대부분 처리 된 조직의 모든 세포가 관여하고, 심지어는 조직의 효과에 대해 설명합니다. 그럼에도 불구하고, 각각의 세포 유형은 특정한 역할을하며 자체적 본질적인 기능을 갖는다. IVSWT이 특정 기능을 감지하는 우리를있게ND하여 우리에게 복잡한 내부 프로세스의 더 나은 이해를 제공합니다. 세포 배양에 충격파의 효과에 대한 오늘날의 지식 확산의 증가, 세포막 수용체의 변경, 증가 및 세포 분화 촉진, 성장 인자와 화학 - 유인의 방출 증가뿐만 아니라 세포의 이동 7-9를 포함한다. 체외 모델 세포 배양에 충격파를 적용하는 다양한 방법에있는 대부분의주의를 분산시키는 물리적 인 효과를 설명 하였다. 이 사실은 세포 자극의 물리적 조건이 모델 사이에 상당히 다릅니다대로, 결과를 비교하기 위해 매우 어려운 문제로 연결됩니다. 일반적으로, 기존의 모든 모델은 최고 세포에 충격파를 적용하는 방법에 초점을 맞 춥니 다. 그러나이 질문은 남아있다 :​​ 어떻게 세포 배양을 통과 한 후 파도는 어떻게됩니까? 주요 문제는 탄성의 차이세포 배양 배지 및 외기의 임피던스는 충격파의 99 % 이상은도 1을 반영 얻을 그 높다. 때문에 두 매체의 음향 임피던스의 차이에 파도가 반영됩니다 뿐만이 아니라 세포가 그림 2에 180 °의 위상 변화는 강한 인장력의 결과로 발생합니다. 음향 임피던스는 재료의 밀도의 제품 및 음속 Z가 X = ρ C로서 정의된다. 물 음향 임피던스는 공기에만 420 ns의 / m 3이고, ZWater = 1,440,000 ns의 / m 3입니다. 이 두 값의 큰 차이는 충격파의 반사와 위상 변화가 발생합니다. 위상 시프트는 인장 파에 정압 펄스를 점등. 이 인장력은 세포에 유해하지 않은 경우에도, 그것은 생체 체외 충격파 효과를 흉내의 아이디어를 방해한다. 생체 이러한인장력이 거의 인해 큰 몸 구조에 발생하지 않습니다. 또한, 파도를 실행하는 다시도 들어오는 사람을 방해 할 수 있습니다. 이 간섭을 일으킬 수 있습니다. 간섭의 두 가지 종류가 알려져있다. 보강 간섭은 모두 파도가되어 두 배 진폭 그림 3의 결과로 추가 된 것을 의미한다. 파도는 정반대을 충족하는 경우 파괴적인 간섭이 발생합니다. 그것은 파도의 폐지 (그림 3)이 발생합니다. 따라서 IVSWT는 세포 배양 물을 통과 한 후 전파하는 충격파를 가능하게하는 모델을 필요로한다. IVSWT 물 목욕 위에서 언급 한 문제 다음과 같은 고려 사항은 기술 문제는 기본적으로,이 충격파 주걱의 모든 종류를 연결하는 막 용기를 내장 플렉시 글라스로 구성되어 있습니다. 그림 4 피하기위한 물 목욕을 설계하는 우리를 이끌. 이 멤브레인과 어플리케이터 초음파 송신 GE 간의 커플 링내가 사용할 수 있습니다. 수욕은 가스가 물 내 soluted 경우 발생할 것이다 캐비테이션을 피하기 위해 탈기 만수. 제어 유닛에 연결된 온도 센서와 아래쪽 히터 생체 조건 본뜬 대한 온도를 조절하도록하고 절차 중에 식혀 세포 배양을 피할 수있다. 이 인큐베이터에서 수행 될 때 온도는 섭씨 37도에서 안정적으로 유지 될 수있다. 세포 샘플 홀더 문화 플라스크 또는 튜브의 종류를 가라 앉히기 수 있습니다. 이것에 의해, 시료 용기는 기포가 충격파를 차단하는 것처럼 완전 배양 배지로 충전 될 필요! 목욕의 후면 벽에 쐐기 모양의 흡수를 위해 반사 및 간섭을 방지하기 위해 다시 실행 얻을 수없는 파도를 자멸. 다른 IVSWT 모델과 다른 이점은 애플리케이터 및 배양 플라스크 사이의 거리를 변화의 가능성이다. 이 모델은 명확하게들 사용하는 우리 그룹의 연구 결과와 다른모든 세포 유형은 서로 다른 처리 매개 변수를 매우 구체적으로 어떻게 반응하는지있다. 이 충격파 어플리케이터의 포커스 관련된 특정 위치로 셀을 제어하는​​ 우리를있게 더욱이, 파도의 소스와 샘플 사이의 거리를 정의하는 것이 중요하다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="2002">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Orthogold shock wave device</td>
			<td colspan="2" style="width:756px;">Tissue Regeneration Technologies, Woodstock, GA &#8211; manufactured by MTS-Europe GmbH, Konstanz, Germany</td>
			<td style="width:827px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">IVSWT Water Bath V2.0</td>
			<td style="width:537px;">Johann Hohenegger - Technical Products</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">EBM-2 Basal Medium 500 m +EGM-2 SingleQuot Suppl.&#38;Growth Factors</td>
			<td style="width:537px;">Lonza</td>
			<td style="width:219px;">CC-3156 &#38; CC-4176</td>
			<td>This medium was used for the shown experiments with HUVECs to fill the cell culture flask. For other cell types, use the recommended medium.</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;"><a href="http://www.labplanet.com/pechiney-parafilm-m-pm996.html">Pechiney&#160;Parafilm M PM996</a></td>
			<td style="width:537px;">Pechiney Plastic Packaging</td>
			<td>PH-LF-PM996-EA at labplanet.com</td>
			<td>for sealing flasks</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Falcon Serological pipets 25ml</td>
			<td style="width:537px;">Becton Dickinson Labware</td>
			<td style="width:219px;">357525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">CellMate II Serological Pipette&#160;</td>
			<td style="width:537px;">Matrix Technologies</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Skintact Ultrasonic Gel</td>
			<td style="width:537px;">Skintact</td>
			<td style="width:219px;">UL-01 250 ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">T25 cell culture flasks</td>
			<td style="width:537px;">COSTAR</td>
			<td style="width:219px;">3056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">mikrozid disinfectant</td>
			<td style="width:537px;">Sch&#252;lke</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">3,5l degassed water</td>
			<td style="width:537px;"></td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">paper towels</td>
			<td style="width:537px;"></td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

shock wave application to cell cultures

충격파는 요즘 그들의 재생 효과가 알려져있다. 기초 연구 결과는 충격파가 후속 손상없이 세포 나 조직을 대상으로 생물학적 자극을 일으킬 않는 것으로 나타났다. 따라서, 생체 외 실험은 증가하는 관심입니다. 세포 배양에 충격파를 적용하는 다양한 방법이 설명되었다. 일반적으로, 기존의 모든 모델은 최고 세포에 충격파를 적용하는 방법에 초점을 맞 춥니 다. 그러나이 질문은 남아있다 :​​ 어떻게 세포 배양을 통과 한 후 파도는 어떻게됩니까? 세포 배양 배지의 음향 임피던스와 주위 공기의 차이점은 충격파의 99 % 이상을 반사 얻을 높은! 따라서 우리는 주로 파도 세포 배양 물을 통과 한 후, 물에 전파 할 수있는 플렉시 내장 용기로 구성 모델을 개발 하였다. 이것은 캐비테이션 효과뿐만 아니라, 그렇지 않으면 곧 사람을 방해 할 파도의 반사를 방지 할 수 있습니다. 무선이 모델 일을 우리는 생체 조건을 모방하여 충격파의 물리적 자극이 생물학적 세포 신호 ( &quot;mechanotransduction의&quot;)로 번역되는 방법에 대한 더 많은 지식을 얻을 수 있습니다.

탯줄로부터 우리는 상술 절연 우리가 인간 제대 정맥 내피 세포에 충격파를인가 한 방법 (HUVEC를) 사용. 탯줄은 선택 과목 제왕 섹션에서 얻을 수 있었다. HUVEC를는 전자 유압식 충격파 치료 시스템과 T25 세포 배양 플라스크에 90 % 합류에 처리 하였다. 처리 파라미터는 0.1 엠제이 / mm 2, 5 Hz의 주파수의 에너지 플럭스 밀도되었습니다. 300는 임펄스 충격파 소스로부터 5cm?...

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Shock Wave Application to Cell Cultures

충격파는 요즘 그들의 재생 효과가 알려져있다. 따라서 생체 외 실험은 증가 관심입니다. 따라서 우리는 이에 산만 물리 효과를 방지 생체 내 조건에서 모방하기 위해 우리를있게 체외 충격파 시험 (IVSWT)에 대한 모델을 개발했다.

문화를 셀에 충격파 응용 프로그램

Shock waves nowadays are well known for their regenerative effects. Basic research findings showed that shock waves do cause a biological stimulus to ...

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12.6K 조회수.  Innsbruck Medical University.  충격파는 요즘 그들의 재생 효과가 알려져있다. 따라서 생체 외 실험은 증가 관심입니다. 따라서 우리는 이에 산만 물리 효과를 방지 생체 내 조건에서 모방하기 위해 우리를있게 체외 충격파 시험 (IVSWT)에 대한 모델을 개발했다. 

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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.

의 순환 압력 생물 반응기 설계 예 VIVO</em대동맥 심장 밸브> 학습

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

연구

생체공학

Engineering Fibrin-based Tissue Constructs from Myofibroblasts and Application of Constraints and Strain to Induce Cell and Collagen Reorganization

Collagen content and organization in developing collagenous tissues can be influenced by local tissue strains and tissue constraint. Tissue engineers aim to use these principles to create tissues with predefined collagen architectures. A full understanding of the exact underlying processes of collagen remodeling to control the final tissue architecture, however, is lacking. In particular, little is known about the (re)orientation of collagen fibers in response to changes in tissue mechanical loading conditions. We developed an in&#160;vitro model system, consisting of biaxially-constrained myofibroblast-seeded fibrin constructs, to further elucidate collagen (re)orientation in response to i) reverting biaxial to uniaxial static loading conditions and ii) cyclic uniaxial loading of the biaxially-constrained constructs before and after a change in loading direction, with use of the Flexcell FX4000T loading device. Time-lapse confocal imaging is used to visualize collagen (re)orientation in a nondestructive manner.
Cell and collagen organization in the constructs can be visualized in real-time, and an internal reference system allows us to relocate cells and collagen structures for time-lapse analysis. Various aspects of the model system can be adjusted, like cell source or use of healthy and diseased cells. Additives can be used to further elucidate mechanisms underlying collagen remodeling, by for example adding MMPs or blocking integrins. Shape and size of the construct can be easily adapted to specific needs, resulting in a highly tunable model system to study cell and collagen (re)organization.

This model system starts from a myofibroblast-populated fibrin gel that can be used to study endogenous collagen (re)organization real-time in a nondestructive manner. The model system is very tunable, as it can be used with different cell sources, medium additives, and can be adapted easily to specific needs.

엔지니어링 섬유소 기반 조직의 면역 조직 및 제약 조건의 적용에서 생성하고 세포와 콜라겐 (재) 조직을 유도하는 스트레인

Collagen content and organization in developing collagenous tissues can be influenced by local tissue strains and tissue constraint. Tissue engineers aim ...

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and invasion. Rat tail type I collagen and/or matrix derived from Engelbreth-Holm-Swarm mouse sarcoma cells have been traditionally employed as the substrates to model the matrix or stromal microenvironment into which mesenchymal cells (usually fibroblasts) are populated. Although experiments using such matrices are very informative, it can be argued that due to an overriding presence of a single protein (such as in type I Collagen) or a high content of basement membrane components and growth factors (such as in matrix derived from mouse sarcoma cells), these substrates do not best reflect the contribution to matrix composition made by the stromal cells themselves. To study native matrices produced by primary dermal fibroblasts isolated from patients with a tumor prone, genetic blistering disorder (recessive dystrophic epidermolysis bullosa), we have adapted an existing native matrix protocol to study tumor cell invasion. Fibroblasts are induced to produce their own matrix over a prolonged period in culture. This native matrix is then detached from the culture dish and epithelial cells are seeded onto it before the entire coculture is raised to the air-liquid interface. Cellular differentiation and/or invasion can then be assessed over time. This technique provides the ability to assess epithelial-mesenchymal cell interactions in a 3D setting without the need for a synthetic or foreign matrix with the only disadvantage being the prolonged period of time required to produce the native matrix. Here we describe the application of this technique to assess the ability of a single molecule expressed by fibroblasts, type VII collagen, to inhibit tumor cell invasion.

Tissue engineered fibroblast-derived native matrix is an emerging tool to generate a stromal substrate which supports epithelial cell proliferation and differentiation. Here a protocol applying this methodology to assess the impact of different stromal cell types on tumor cell biology is presented.

암 세포의 침략에 응용 프로그램을 사용하여 종양의 기질 미시의 조직 공학

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards vascular disease pathologies. Unhealthy arteries often present with wall stiffening, scarring, or partial stenosis which may all affect fluid flow rates, and the magnitude of pulsatile flow, or pulsatility index. Replication of various flow conditions is the result of tuning a flow pressure damping chamber downstream of a blood pump. Introduction of air within a closed flow system allows for a compressible medium to absorb pulsatile pressure from the pump, and therefore vary the pulsatility index. The method described herein is simply reproduced, with highly controllable input, and easily measurable results. Some limitations are recreation of the complex physiological pulse waveform, which is only approximated by the system. Endothelial cells, smooth muscle cells, and fibroblasts are affected by the blood flow through the artery. The dynamic component of blood flow is determined by the cardiac output and arterial wall compliance. Vascular cell mechano-transduction of flow dynamics may trigger cytokine release and cross-talk between cell types within the artery. Co-culture of vascular cells is a more accurate picture reflecting cell-cell interaction on the blood vessel wall and vascular response to mechanical signaling. Contribution of flow dynamics, including the cell response to the dynamic and mean (or steady) components of flow, is therefore an important metric in determining disease pathology and treatment efficacy. Through introducing an in vitro co-culture model and pressure damping downstream of blood pump which produces simulated cardiac output, various arterial disease pathologies may be investigated.

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

This protocol replicates physiological or pathological blood flow in vitro to aid in determining cell response in disease pathologies. By introducing a pressure damping chamber downstream of a blood pump, blood flow across the vasculature can be recapitulated and imposed on a monolayer of vascular endothelium or a mimetic co-culture.

혈관 세포 리모델링의 조사에 생리의 체외 모델 및 응용 프로그램과 함께 병리학 혈액 흐름

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block co-polymers featuring cholesterol units as side-chain pendant groups, resulting in smectic-A (SmA) liquid crystal elastomers (LCEs). Foam-like scaffolds, prepared using metal templates, feature interconnected microchannels, making them suitable as 3D cell culture scaffolds. The combined properties of the regular structure of the metal foam and of the elastomer result in a 3D cell scaffold that promotes not only higher cell proliferation compared to conventional porous templated films, but also better management of mass transport (i.e., nutrients, gases, waste, etc.). The nature of the metal template allows for the easy manipulation of foam shapes (i.e., rolls or films) and for the preparation of scaffolds of different pore sizes for different cell studies while preserving the interconnected porous nature of the template. The etching process does not affect the chemistry of the elastomers, preserving their biocompatible and biodegradable nature. We show that these smectic LCEs, when grown for extensive time periods, enable the study of clinically relevant and complex tissue constructs while promoting the growth and proliferation of cells.

This study presents a methodology to prepare 3D, biodegradable, foam-like cell scaffolds based on biocompatible side-chain liquid crystal elastomers (LCEs). Confocal microscopy experiments show that foam-like LCEs allow for cell attachment, proliferation, and the spontaneous alignment of C2C12s myoblasts.

3D 공간 세포 배양을위한 세포 발판으로 생체 적합성 액정 엘라스토머 거품의 합성

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of nanometer-scale features. Historically, a major drawback of scanning probe lithography has been the intrinsically low throughput of single probe systems. This has been tackled by the use of arrays of multiple probes to enable increased nanolithography throughput. In order to implement such parallelized nanolithography, the accurate alignment of probe arrays with the substrate surface is vital, so that all probes make contact with the surface simultaneously when lithographic patterning begins. This protocol describes the utilization of polymer pen lithography to produce nanometer-scale features over centimeter-sized areas, facilitated by the use of an algorithm for the rapid, accurate, and automated alignment of probe arrays. Here, nanolithography of thiols on gold substrates demonstrates the generation of features with high uniformity. These patterns are then functionalized with fibronectin for use in the context of surface-directed cell morphology studies.

Here we present a protocol for wide-area scanning probe nanolithography enabled by the iterative alignment of probe arrays, as well as the utilization of lithographic patterns for cell-surface interaction studies.

큰 지역 스캐닝 프로브 나노리 자동된 맞춤 및 셀 문화 연구에 대 한 기판 제작에의 응용에 의해 촉진

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of ...

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.

미세 유체 칩으로 결정적인 방식으로 단일 셀 기반 공동 배양 구축

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

Increasing Durability of Dissociated Neural Cell Cultures Using Biologically Active Coralline Matrix

Cultures of dissociated hippocampal neuronal and glial cells are a valuable experimental model for studying neural growth and function by providing high cell isolation and a controlled environment. However, the survival of hippocampal cells in vitro is compromised: most cells die during the first week of culture. It is therefore of great importance to identify ways to increase the durability of neural cells in culture.
Calcium carbonate in the form of crystalline aragonite derived from the skeleton of corals can be used as a superior, active matrix for neural cultures. By nurturing, protecting, and activating glial cells, the coral skeleton enhances the survival and growth of these cells in vitro better than other matrices.
This protocol describes a method for cultivating hippocampal cells on a coralline matrix. This matrix is generated by attaching grains of coral skeletons to culture dishes, flasks, and glass coverslips. The grains assist in improving the environment of the cells by introducing them to a fine three-dimensional (3D) environment to grow on and to form tissue-like structures. The 3D environment introduced by the coral skeleton can be optimized for the cells by grinding, which enables control over the size and density of the grains (i.e., the matrix roughness), a property that has been found to influence glial cells activity. Moreover, the use of grains makes the observation and analysis of the cultures easier, especially when using light microscopy. Hence, the protocol includes procedures for generation and optimization of the coralline matrix as a tool to improve the maintenance and functionality of neural cells in vitro.

Dissociated hippocampal cell culture is a pivotal experimental tool in neuroscience. Neural cell survival and function in culture is enhanced when coralline skeletons are used as matrices, due to their neuroprotective and neuromodulative roles. Hence, neural cells grown on coralline matrix show higher durability, and thereby are more adequate for culturing.

생물학적 활성 Coralline Matrix를 사용한 해리 된 신경 세포 배양의 내구성 향상

Cultures of dissociated hippocampal neuronal and glial cells are a valuable experimental model for studying neural growth and function by providing high ...

Simultaneous Quantification of Selected Kynurenines Analyzed by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in Medium Collected from Cancer Cell Cultures

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and cancer biology. An in vitro cell culture assay is often used to learn about the contribution of different tryptophan catabolites in a disease mechanism and for testing therapeutic strategies. Cell culture medium that is rich in secreted metabolites and signaling molecules reflects the status of tryptophan metabolism and other cellular events. New protocols for the reliable quantification of multiple kynurenines in the complex cell culture medium are desired to allow for a reliable and quick analysis of multiple samples. This can be accomplished with liquid chromatography coupled with mass spectrometry. This powerful technique is employed in many clinical and research laboratories for the quantification of metabolites and can be used for measuring kynurenines.
Presented here is the use of liquid chromatography coupled with single quadrupole mass spectrometry (LC-SQ) for the simultaneous determination of four kynurenines, i.e., kynurenine, 3-hydroxykynurenine, 3-hydroxyanthranilic, and xanthurenic acid in the medium collected from in vitro cultured cancer cells. SQ detector is simple to use and less expensive compared to other mass spectrometers. In the SQ-MS analysis, multiple ions from the sample are generated and separated according to their specific mass-to-charge ratio (m/z), followed by the detection using a Single Ion Monitoring (SIM) mode.
This paper draws the attention on the advantages of the reported method and indicates some weak points. It is focused on critical elements of LC-SQ analysis including sample preparation along with chromatography and mass spectrometry analysis. The quality control, method calibration conditions and matrix effect issues are also discussed. We described a simple application of 3-nitrotyrosine as one analog standard for all target analytes. As confirmed by experiments with human ovary and breast cancer cells, the proposed LC-SQ method&#160;generates reliable results and can be further applied to other in vitro cellular models.

Described here is a protocol for the determination of four different tryptophan metabolites generated in the kynurenine pathway (kynurenine, 3-hydroxykynurenine, xanthurenic acid, 3-hydroxyanthranilic acid) in the medium collected from cancer cell cultures analyzed by liquid chromatography coupled with a single quadrupole mass spectrometry.

암 세포 배양에서 수집된 매체에서 액체 크로마토그래피 질량 분광법에 의해 분석된 선택된 Kynurenines의 동시 정량화

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and ...

Application of Atomic Force Microscopy to Detect Early Osteoarthritis

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in elasticity can propagate or trigger the onset of major diseases like cancer or osteoarthritis (OA). Atomic force microscopy (AFM) has emerged as a strong tool to qualitatively and quantitatively characterize the biomechanical properties of specific biological target structures on a microscopic scale, measuring forces in a range from as small as the piconewton to the micronewton. Biomechanical properties are of special importance in musculoskeletal tissues, which are subjected to high levels of strain. OA as a degenerative disease of the cartilage results in the disruption of the pericellular matrix (PCM) and the spatial rearrangement of the chondrocytes embedded in their extracellular matrix (ECM). Disruption in PCM and ECM has been associated with changes in the biomechanical properties of cartilage. In the present study we used AFM to quantify these changes in relation to the specific spatial pattern changes of the chondrocytes. With each pattern change, significant changes in elasticity were observed for both the PCM and ECM. Measuring the local elasticity thus allows for drawing direct conclusions about the degree of local tissue degeneration in OA.

We present a method to investigate early osteoarthritic changes at the cellular level in articular cartilage by using atomic force microscopy (AFM).

조기 골관절염을 검출하기 위한 원자력 현미경 검사법 적용

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in ...