NIH K08EY015829, R21EY019561, R24EY015656, P41 EB002520 ve Körlük Kariyer Geliştirme Ödülü, ve Tri-Kurumsal Kök Hücre Girişimi Önlemek için R01 EY020856 Araştırma fon. HCLE hücre hattı Dr Ilene Gipson nezaket sağladı. Yazarlar, hücre kültürü, SEM görüntüleme, at Doku Mühendisliği Kaynak Merkezi (TERC) ile onun teknik yardım için özel ameliyatları için Hastanesi&#39;nde Anthony Labissiere ona teknik destek ve rehberlik için Weill Cornell Tıp Koleji&#39;nde Dr Aihong Liu teşekkür etmek istiyorum teknik malzeme geliştirme ile destek ve silikon üretim konusunda yardım almak için nano Bilim ve Teknoloji Tesisi Cornell Merkezi (CNF) için Tufts Üniversitesi.

1. Silikon Kauçuk Kalıp İmalatı <ol><li> Döküm için istenen bir topografik yüzey üretin veya satın alın. Bu yayın için bir standart 100 mm kazınmış silikon (Şekil 1) tarif edilecektir. </li><li> Polidimetilsiloksan (PDMS) Dolgu (bileşen A) ve satın alınan kit belirtildiği gibi bir oranı 01:09 (9 g Dolgu ve 1 g katalizörü) içinde katalizör (bileşen B) solüsyonu dışarı tartılır. </li><li> Kurutma işlemi başlatmak için iyice çözümler karıştırın. </li><li> Bir döküm çanak içinde yer silikon yüzey. </li><li> Silikon üzerine PDMS çözelti 4.5 g dışarı tartılır. </li><li> Yayılma PDMS çözüm gofret yüzeyinin 100 mm çaplı alanı kapsayacak. </li><li> Eşit PDMS çözüm yaymak için gofret eğin. </li><li> 100 mm çapındaki petri kapaklı gofret örtün. </li><li> Yer kür düz bir yüzey üzerinde gerçekleşmekte olduğu belli şekilde, 60 gece boyunca ° C fırın içine kurulum döküm. </li><li> Yeri% 70 etanol içine PDMS / silikon tedavikaldırılmadan önce banyo. </li><li> İlk kenarı (tüm çevresi) kaldırmak için jilet kullanarak gofret gelen PDMS kaldırarak başlayın. </li><li> Yavaşça silikon kauçuk döküm gözyaşı özen% 70 etanol banyosu içinde forseps kullanarak kapalı PDMS çekin. </li><li> 14 mm delik delme kullanarak bireysel PDMS kalıplar Punch. Bu çap 24-iyi plaka kurulum içine sığacak şekilde tasarlanmıştır. </li></ol> 2. İpek Çözüm Üretimi <ol><li> Bir cam beher 7 içinde bir raddeye distile su (dH 2 O) 2 L getirin. </li><li> Üçe Bombyx mori ipekböceği kozası 5 g kesin. </li><li> Aşırı böcek partikül kaplama iç koza yüzey tarafından belirtildiği gibi yoğun kirli koza atın. </li><li> Sodyum karbonat, 4.24 g ölçün. </li><li> Su üzerine kaynar önlemek için dH 2 O hacmi kaynatarak yavaş yavaş sodyum karbonat ekleyin ve devam etmeden önce tam çözünmesini sağlar. </li><li> Kaynar dH koza parçaları ekle <sub&gt; 2 40 dk., ve kaynama işlemi sırasında kozalar karıştırmak için bir Teflon kaplı karıştırma çubuğu kullanın Ç. </li><li> Kaynar sonra, dikkatlice fazla suyu çıkarmak için elle ipek özü dışarı lavabo ve halka içine dH 2 O süzün. </li><li> Ipek 20 dakika boyunca üç kez yıkayıp ayıklayın. bir laboratuar beherdeki dH 2 O 1 L her ve beher içinde hacim dolaşmaya Bir karıştırma çubuğu kullanın. </li><li> Kimyasal bir kaput içinde el ve yer ipek lif özü tarafından ipek özü çıkışı, halka yıkadıktan sonra bir 12 saat süreyle kurutulması için izin vermek. dönemi. </li><li> Ertesi gün, genelde ~ 3.5 g kurutulmuş ipek lifleri, ağırlığında: ___________-g </li><li> Ipek,% 20 w / v solüsyonu 9.3 M LiBr çözeltisi hazırlayın. Gerekli ağırlık ve hacimleri hesaplamak için aşağıdaki denklemleri yararlanın: <ol class="lalpha"><li> (Adım 10 İpek ekstresi ağırlığı) x (4) = toplam 9.3 M LiBr çözüm ___________-ml </li><li> [(807,705) x (parçası 11.a gelen LiBr hacmi)] / 1000 = LiBr ___________ g dH 2 O eklemek </li></ol> &lt;/ Li&gt; <li> Aşağıdaki dH 2 O hacmi bir bardak behere ölçülen LiBr ağırlık ekleyin: <ol class="lalpha"><li> (0.8) x (11.a adım hesaplanan hacim) = ___________ dH 2 mL O </li></ol></li><li> Dereceli silindir uygun büyüklükte içine bu sıvıyı dökün ve yarı Madde 11.A. hesaplanan son hacmi çözüm getirmek </li><li> Behere ipek özü yerleştirin ve ipek lifleri bir laboratuar spatula ile LiBr çözümü içinde batırılır emin ipek lifleri üzerinde LiBr çözüm dökün. </li><li> 60 içine yerleştirin çözünmüş ipek ° 4 saat süreyle C fırın: Başlama saati: ___________ Zaman End: ___________ </li><li> Uygun büyüklükte şırınga kullanarak ipek çözüm 12 ml kadar çizin. Şırınga sonunda bir 18G iğne yerleştirin ve sonra bir diyaliz kaset (3.500 MW coutoff, Slide-A-Lyzer, Thermo Scientific) içine enjekte çözüm. Kaset doldurduktan sonra, boşaltılmış şırınga ile kaset dışında kalan hava çizin. </li><li> Yeri fidH 2 O 1 L içinde lled diyaliz kaset </li><li> 1 saat, 4 saat, 8 saat ve daha sonra 6 değişikliklerin toplam 3x her 12 saat sonra dH 2 O hacmi değiştirin: <ol class="lalpha"><li> Başlangıç: ___________ </li><li> 1hr: ___________ </li><li> 4saat: ___________ </li><li> 8 saat: ___________ </li><li> 12 saat: ___________ </li><li> 12 saat: ___________ </li><li> 12 saat: ___________ </li><li> End: ___________ </li></ol></li><li> Diyaliz sonrası yavaş yavaş şırınga ile kasetlerden ipek çözüm toplamak. 10.000 gr anma santrifüj tüplerine Yeri çözüm. </li><li> 20 dakika her biri için 4 ° C&#39;de 10,000 g&#39;de santrifüje çözeltisi iki kez. Yeni bir tüp içine her santrifüj yer süpernatant sonra. </li><li> 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın thr ipek çözüm. </li><li> Küçük tartmak çanak ve yerine 0.5 mL ipek solüsyonu 2 örneklerin içindeki yemekler tartmak 60 ° 12 saat veya ipek çözüm kuruyuncaya kadar C kuru fırın. </li><li> Bot geri kalan katı ipek filmi tartılırh örnekleri hacmi protein konsantrasyonu için ipek çözüm yüzde ağırlığı ölçmek için: <ol class="lalpha"><li> ___________ Mg kombine 2 ipek film numunelerinin Ağırlığı </li><li> (23.a arası ağırlık) x (100) = ___________% ipek </li></ol></li></ol> 3. İpek Film ve Kültür Sistem Kurulumu Hazırlama <ol><li> Toz kaldırmak için net bant ile temizleyerek PDMS döküm yüzeyleri hazırlayın. </li><li> Temiz PDMS% 70 EtOH suda bekletip yüzeyleri ve dH 2 O ile üç kez yıkayın </li><li> Tipik bir 24 de plaka kapağı tutucu plakası, üzerine Yeri 14 mm PDMS kalıplar. </li><li> 50 mikron kalınlığında film üretmek için, genellikle 1 ml şırınga ucu 2 olan bir sıvı yayma aracı kullanarak PDMS kalıplar üzerine% 8 ipek çözüm 70 μls yayıldı. </li><li> 90 dakika süreyle ya da filmler kadar 150 Pa bir hava akımı basınç çalışan temiz bir bankta ortaya kurumaya ipek filmler İzin kuru vardır. </li><li> Bir kere film kuru bir yerde PDMS m dahil olmak üzere film seti, tüm vardıryaş, suda çözünmeyen bir film üretmek üzere&gt; 4 saat için bir su-tavlama haznesine. Bu, tipik olarak 25 kPa vakum 15 az çekilmiş lavabo alt su ile boş bir kurutucuda bölmedir. </li><li> Ipek filmleri temiz bir tezgah üzerine su tavlama odası ve yerden çıkarın. </li><li> Sterilize etmek için en az 10 dakika kuyu içinde% 70, bir 35 mm petri içinde EtOH banyo ve yer kontrol yüzeylerde (yani cam veya plastik yüzeyler) ve paslanmaz çelik halkalar hazırlayın. </li><li> Forseps kullanarak PDMS kalıplar ipek filmleri çıkarın,% 70 EtOH içine daldırın, ve emin desenli tarafı yapma% 70 EtOH 1 mL ile doldurulmuş 24-iyi plakasına yerde örnek hücre yapışması için izin verecek şekilde karşı karşıya. </li><li> Üstüne gelen iyi yerde paslanmaz çelik halka ağırlıkları (11.65 mm iç çapı 15.45 mm dış çaplı ve 1.18 mm kalınlığında) içine her ipek filmi örnek yerleştirdikten sonra. </li><li> Halkalı örnekleri steril sağlamak için 10 dakika inkübe izin verin. </li><li> RemoEtOH ettik ve 1 mL PBS ile 3x her numune yıkayın. Her yıkamadan tam difüzyon sağlamak için 5 dakika bekletin. </li><li> Ipek film numunelerinin altında baloncuklar çoğunluğu kaldırmak için emin yaparken, aspire cam pipet kullanarak PBS çıkarın. </li><li> Ekimi için hücre hattı hazırlayın. Bir örnek olarak, 7-dakika için% 0.25 tripsin ve etilendiamintetraasetik asit (EDTA) çözeltisi ile insan korneal epitelyal-limbal (HCLE) hücre hattı trypsinize. Tripsin% 10 FBS ile Dulbecco&#39;nun değiştirilmiş Eagle ortamı (DMEM) geçişi ortam 01:01 hacmi ile deaktive eklendi. Tripsinize HCLE hücreler santrifüj, hücre pelletini için keratinosit-serum serbest medya 8 mL (K-SFM) ekleyip hafifçe HCLEs dağıtmak için ajitasyon ve hücre sayımı oluşturmak. </li><li> De tipik olarak 10.000 hücre / cm 2 yoğunluk başına HCLE süspansiyon Örnek 500 uL. </li><li> 37 kuvöz içinde yer kültürler ° C ve% 5 CO 2 ve istenen deney protokolünde çalıştırın. </li></ol> 4. Temsilcisi Sonuçlar &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig1.jpg" /> Ipek film yapım ve kültür sistemi hazırlık özet gösteren Şekil 1. Akış şeması 10 adımlık süreç. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig2.jpg" /> Şekil 2. Standart fotolitografik ve kuru aşındırma teknikleri kullanan bir 90 mm ​​çapında silikon üzerine üretilen desenli hat yüzeylere (A) 21-boya dizi. (B) İpek filmler PDMS kalıp yüzeylerinde attıktan sonra orijinal paralel çizgi desenli özelliklerini korurlar. (C) şematik gösterilmesi özelliği boyutlu tasarım hücresel uyumu teşvik etmek için seçilmiştir. Muhafaza paralel dizilmiş desenli yüzey gösteren ipek film (D) Kesit. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig3.jpg" /> Şekil 3. (A) desenli yapışmış HCLE hücre hattı elektron mikroskop fotoğrafları Taramave (B) kültüründe günde 2 düz ipek filmler. HCLE kültürleri kültür günde 8 ile (C) desenli ve (D) düz yüzeyler üzerinde birleştiği yayılmaya devam etmektedir. <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig4.jpg" /> Şekil 4. (A, D, G) Desenli ve (AC) 1. gün, (DF) 4. günde karşılaştırmalı (B, E, H) düz ipek film kültürü HCLE hücreleri (C, F, I) cam kontrolü yüzeylerde, kültür ve (Gİ) 8. günde. (J) CyQuant nükleik asit içeriği ve (K) (3 - desenli ve düz yüzeyler ipek filmin her iki HCLE canlılığını gösteren (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolium bromid (MTT) metabolik aktivite tayini verileri zamanla cam kontrol yüzeyleri (ölçek bar = 100 mikron) göre. Video 1. Bir 18 saat boyunca desenli ipek filmi yüzey üzerinde göç HCLE hücrelerinin Zaman gecikmeli faz-kontrast görüntüleme. süre. Hücreler 10k/cm 2 yoğunlukta ekildi ve 2 saat boyunca kültüre edildi. görüntüleme önce. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3646/3646movie1.MOV" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın</a> . Video 2. Bir 18 saat boyunca düz bir TCP kontrol yüzeyi üzerinde göç HCLE hücrelerinin Zaman gecikmeli faz-kontrast görüntüleme. süre. Hücreler 10k/cm 2 yoğunlukta ekildi ve 2 saat kültüre edildi. görüntüleme önce. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3646/3646movie2.MOV" target="_blank">filmi görmek için buraya tıklayın</a> .

<ol>
	<li>Rockwood, D., Preda, R. C., Yucel, T., Wang, X., Lovett, M. L., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+Fabrication+from+Bombyx+mori+Silk+Fibroin.">Materials Fabrication from Bombyx mori Silk Fibroin.</a> Nature protocols. , (2011).</li><li>Lawrence, B., Omenetto, F., Chui, K., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+methods+to+control+silk+fibroin+film+biomaterial+features.">Processing methods to control silk fibroin film biomaterial features.</a> Journal of materials science. 43, 6967-6985 (2008).</li><li>Altman, G., Diaz, F., Jakuba, C., Calabro, T., Horan, R., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk-based+biomaterials.">Silk-based biomaterials.</a> Biomaterials. 24, 401-416 (2003).</li><li>Hofmann, S., Wong, P. o., Foo, C., Rossetti, F., Textor, M., Vunjak-Novakovic, G., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+fibroin+as+an+organic+polymer+for+controlled+drug+delivery.">Silk fibroin as an organic polymer for controlled drug delivery.</a> Journal of Controlled Release. 111, 219-227 (2006).</li><li>Demura, M., Asakura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immobilization+of+glucose+oxidase+with+Bombyx+mori+silk+fibroin+by+only+stretching+treatment+and+its+application+to+glucose+sensor.">Immobilization of glucose oxidase with Bombyx mori silk fibroin by only stretching treatment and its application to glucose sensor.</a> Biotechnology and bioengineering. 33, 598-603 (1989).</li><li>Cebe, P., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+enzymatic+degradation+of+beta-sheet+crystals.">Mechanism of enzymatic degradation of beta-sheet crystals.</a> Biomaterials. , (2010).</li><li>Lawrence, B., Cronin-Golomb, M., Georgakoudi, I., Kaplan, D., Omenetto, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioactive+silk+protein+biomaterial+systems+for+optical+devices.">Bioactive silk protein biomaterial systems for optical devices.</a> Biomacromolecules. 9, 1214-1220 (2008).</li><li>Meinel, L., Hofmann, S., Karageorgiou, V., Kirker-Head, C., McCool, J., Gronowicz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inflammatory+responses+to+silk+films+in+vitro+and+in+vivo.">The inflammatory responses to silk films in vitro and in vivo.</a> Biomaterials. 26, 147-155 (2005).</li><li>Vepari, C., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+as+a+biomaterial.">Silk as a biomaterial.</a> Progress in Polymer Science. 32, 8-9 (2007).</li><li>Li, M., Ogiso, M., Minoura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+degradation+behavior+of+porous+silk+fibroin+sheets.">Enzymatic degradation behavior of porous silk fibroin sheets.</a> Biomaterials. 24, 357-365 (2003).</li><li>Arai, T., Freddi, G., Innocenti, R., Tsukada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradation+of+Bombyx+mori+silk+fibroin+fibers+and+films.">Biodegradation of Bombyx mori silk fibroin fibers and films.</a> Journal of Applied Polymer Science. 91, 2383-2390 (2004).</li><li>Lawrence, B., Marchant, J., Pindrus, M., Omenetto, F., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+film+biomaterials+for+cornea+tissue+engineering.">Silk film biomaterials for cornea tissue engineering.</a> Biomaterials. 30, 1299-1308 (2009).</li><li>Ma, X., Cao, C., Zhu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biocompatibility+of+silk+fibroin+films+containing+sulfonated+silk+fibroin.">The biocompatibility of silk fibroin films containing sulfonated silk fibroin.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 78, 89-96 (2006).</li><li>Patel, A., Thakar, R., Chown, M., Ayala, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophysical+mechanisms+of+single-cell+interactions+with+microtopographical+cues.">Biophysical mechanisms of single-cell interactions with microtopographical cues.</a> Biomedical. , (2010).</li><li>Jin, H., Park, J., Karageorgiou, V., Kim, U., Valluzzi, R., Cebe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water-Stable+Silk+Films+with+Reduced+&#x03B2;-Sheet+Content.">Water-Stable Silk Films with Reduced &#x03B2;-Sheet Content.</a> Advanced Functional Materials. 15, 1241-1247 (2005).</li><li>Lawrence, B., Wharram, S., Kluge, J., Leisk, G., Omenetto, F., Rosenblatt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Hydration+on+Silk+Film+Material+Properties.">Effect of Hydration on Silk Film Material Properties.</a> Macromolecular Bioscience. 10, 393-403 (2010).</li><li>Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+silk+fibroin+as+a+support+for+enzyme+immobilization.">Natural silk fibroin as a support for enzyme immobilization.</a> Biotechnology Advances. 16, 961-971 (1998).</li><li>Cebe, P., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+enzymatic+degradation+of+beta-sheet+crystals.">Mechanism of enzymatic degradation of beta-sheet crystals.</a> Biomaterials. , (2010).</li><li>Shaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractionation+of+the+fibroin+of+Bombyx+mori+with+trypsin.">Fractionation of the fibroin of Bombyx mori with trypsin.</a> Biochemical Journal. 93, 45 (1964).</li><li>Rice, W., Firdous, S., Gupta, S., Hunter, M., Foo, C., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+characterization+of+structure+and+morphology+of+silk+fibroin+biomaterials+using+non-linear+microscopy.">Non-invasive characterization of structure and morphology of silk fibroin biomaterials using non-linear microscopy.</a> Biomaterials. 29, 2015-2024 (2008).</li><li>Chirila, T., Barnard, Z., Harkin, D., Schwab, I., Hirst, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bombyx+mori+silk+fibroin+membranes+as+potential+substrata+for+epithelial+constructs+used+in+the+management+of+ocular+surface+disorders.">Bombyx mori silk fibroin membranes as potential substrata for epithelial constructs used in the management of ocular surface disorders.</a> Tissue Engineering Part A. 14, 1203-1211 (2008).</li><li>Hu, X., Shmelev, K., Sun, L., Gil, E. -. S., Park, S. -. H., Cebe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+Silk+Material+Structure+by+Temperature-Controlled+Water+Vapor+Annealing.">Regulation of Silk Material Structure by Temperature-Controlled Water Vapor Annealing.</a> Biomacromolecules. 12, 1686-1696 (2011).</li><li>Omenetto, F., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+route+for+silk.">A new route for silk.</a> Nature Photonics. 2, 641-643 (2008).</li><li>Bray, L. J., George, K. A., Ainscough, S. L., Hutmacher, D. W., Chirila, T. V., Harkin, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+corneal+epithelial+equivalents+constructed+on+Bombyx+mori+silk+fibroin+membranes.">Human corneal epithelial equivalents constructed on Bombyx mori silk fibroin membranes.</a> Biomaterials. 32, 5086-5091 (2011).</li><li>Wang, N., Tytell, J. D., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+at+a+distance:+mechanically+coupling+the+extracellular+matrix+with+the+nucleus.">Mechanotransduction at a distance: mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 75-82 (2009).</li><li>Jaalouk, D. E., Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+gone+awry.">Mechanotransduction gone awry.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 63-73 (2009).</li></ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Hücre kültürü için bir substrat olarak rejenere ipek filmlerin kullanılması, bu proteinin malzeme özelliklerinin kapsamlı karakterizasyonu nedeniyle son yirmi yılda popülerlik kazanmış ve biyomalzeme programı 3,8 anlayışı artmıştır. Burada anlatılan kültür sistemi desenli ipek filmin biyomateryal yüzeylerde 7 hücre yüzey etkileşimlerini değerlendirmek için in vitro test sisteminde yeni bir temsil eder. Sistem kolayca yüksek verimli veri toplama için kabul edilebilir zaman içinde hücresel etkileşimlerin derinlemesine analiz sağlar. Kovalent modifikasyon veya adsorpsiyon yoluyla çeşitli yüzey kimyası, yüzey kontrolü mikro / nano-yüzey topografisi 7: ipek filmler de dahil olmak üzere doğrudan hücre fonksiyonu 8,9,12 etkileyen değiştirilebilir ayarlanabilir biyomalzeme birtakım özelliklerini, sahip, çünkü bu büyük ölçüde etkin sağlam mech; biyolojik olarak aktif moleküllerin 13anical özellikleri 15,16; malzeme hidrofiliklik / hidrofobikliğinin 16 kontrolü; sürümü 4,8,17 için biyolojik bileşiklerin toplu yükleme ve ikincil yapı kontrolü ile kontrollü çözülme / enzimatik bozunma oranları (beta sayfalık içeriği) 11,18,19 . Ipek filmlerin asetat su buharı 7,15 varlığında vakum altında bir süre için film tavlama ile elde edilir. Bu yaklaşım, işlem ışığı 15 minimum kırınımı izin verirken suda çözünmezlik malzemenin teşvik, β-tabaka ikincil yapı oluşmasına izin verir. Filmlerin Bu şeffaflık mikroskop sistemleri 12,20 herhangi bir sayı kullanarak görüntüleme yöntemleri (örneğin geniş alan ve floresan) bir numarası altında istihdam edilebilir doğrudan canlı hücre görüntüleme sağlayan temel unsurdur. Canlı-hücre görüntüleme ek olarak, ipek filmler kolayca th çıkarılabilire kültür sistemi ilave tespit ve analiz için izin vermek. Böylece, bu sistem üzerinde gerçekleştirilebilir doğrudan deney değerlendirmelerinin çok çeşitli teknik alanda birçok 3,8,9,12,13,21 için hücre / doku kaynakları, çok çeşitli için de geçerlidir. Time-lapse görüntüleme sonuçlarını gerçek zamanlı kültür veri toplanabilir ve bir örnek yüzey topografisi hücre ilişkileri nasıl etkilediğini göstermek için kullanılmıştır olarak gösteriyoruz. Temsilcisi sonuçları ipek filmi biyomateryaller HCLE kültür büyümeyi desteklemek için kullanılabilir göstermek ve standart hücresel proliferasyonu ve metabolik testler (Şekil 4) bir dizi iyileştirilebilir vardır. Buna ek olarak, kültür sabitlenir ve elektron görüntüleme veya diğer protokolleri (Şekil 3) taranması için işlenir. İpek Film yüzeylerde yüksek sadakat, tutarlılık ile laboratuarda üretilen ve nispeten düşük maliyetli (Şekil 1). Vardır Bu farklı sa sağlarkültür sistemi kurulumu ve deneysel sonuçlar her iki çıkarak. Bu su-tavlama işlemi çözeltisi içinde 2,15,22 proteaz konsantrasyonu bekleyen degradasyon oranı tanımlanmış bulunmaktadır kültür içinde stabil bir ipek film malzeme üretir olduğu gösterilmiştir. Sonuç olarak, bu maddeler, uzun süreli Hücre kültürü için çok uzun süre için kullanılabilir, ya da fizyolojik yerde 8 bağlı olarak ay veya yıldır implante kalır. Ayrıca, son zamanlardaki araştırmalar protein yapısı ve su-tavlanmış ipek filmlerin iki yığın malzeme özellikleri çeşitli mekanik ve biofiziksel test yöntemleri 15,16 vasıtasıyla gösterildiği gibi tekrarlanabilir kültürü sonuçlar için izin parti için tutarlı olduğunu göstermektedir. 7,23,24 SEM, atomik kuvvet micrscopy (AFM) ve hücre kültürü çalışmaları {: 2008wr, Omenetto: 2008tc, Bray 2011kq Lawrence} gösterilen Buna ek olarak, malzemenin yüzey filmi gruplar arasında büyük vefa göstermiştir. Malzeme stabilSığ ve tutarlılık hücrenin çeşitli mechanotransduction yolları aracılığıyla kültür substrat algılayan ve sonuçta istenmeyen / istenen hücresel yanıt 25,26 üretecek nasıl önemli bir faktördür. Bu tür doku kültürü tedavi plastik veya cam gibi kültür yüzeyler için tarihsel standartlara, hücre eki için yeterli ortamlar sağlarlar. Bununla birlikte, bu malzemelerin in vivo olarak daha faydalı için iyileştirilebilir değildir. Bu bir ipek filmin biyomateryal in vitro özelleştirilmiş olabilir, ve bir kez deneysel beklentiler özelleştirilmiş filmin doğrudan vivo modelde bir tercüme edilebilir ulaşıldığını da tasavvur edilebilir. Vivo ve in vitro deneylerin arasında böyle eşleştirilmiş tasarım rutin in vitro kullanılan diğer zeminler üzerine böyle bir gömülebilir ipek biyomateryaller için büyük bir avantaj sunuyor.

<table border="1"><tbody><tr><td> Malzeme Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog Numarası </td></tr><tr><td> İpek kozaları </td><td> Tajima Shoji A.Ş., LTD. </td><td> NA </td></tr><tr><td> PDMS monomer ve çapraz-bağlayıcı </td><td> Momentive </td><td> RTV615A 01P </td></tr><tr><td> Sodyum Karbonat </td><td> Sigma </td><td> S2127 </td></tr><tr><td> Lityum Bromür </td><td> Sigma </td><td> 213225 </td></tr><tr><td> Slide-A-Lyzer </td><td> Thermo Scientific </td><td> 66110 </td></tr><tr><td> 1 ml Şırınga </td><td> Becton-Dickenson </td><td> 309602 </td></tr><tr><td> Paslanmaz çelik yıkama </td><td> Üstün Yıkama </td><td> 81610 </td></tr><tr><td> 24-kuyulu plakalı </td><td> VWR </td><td> 353047 </td></tr></tbody></table>

silk film culture system for in vitro analysis and biomaterial design

İpek filmleri bir araştırma laboratuvarı ortamında 1,2 içinde yüksek sadakat ve ekonomik ile imal edilebilir protein bazlı biyomateryaller umut vericidir. Bunlar, yüksek kontrol edilebilen boyutsal ve materyal özelliklere sahip hücre adezyonu biyolojik uyumlu ve teşvik vardır, çünkü bu malzemelerin arzu edilir, topografik desen ile ya da kimyasal olarak yüzey değiştirerek modifiye edilebilir, ve ilaç verme, ilgili uygulama için biyolojik olarak etkin olan moleküller için bir depo olarak kullanılabilirler 3-8. Ayrıca, ipek filmler dakika içinde eritmek veya in vitro veya in vivo yıldır aşağılamak için tasarlanmış olabilir, özel tasarımı oldukça basit olup, doğada şeffaf ve görüntüleme uygulamaları 9 dolayısıyla çok uygun olmanın yararı ile üretmek vardır - 13. Burada sunulan kültür sistemi metodolojisi hücre ipek film yüzeyinin hızlı değerlendirmeler için ölçeklenebilir bir yaklaşımı temsiletkileşimleri. Özellikle ilgi hizalama 12,14 için hücre çoğalması ve hücrelerin yanıtları farklılıklar çalışma yüzeyine desenli ipek filmlerin kullanımıdır. Numaralı seribaşı kültürleri mikro-desenli ve düz ipek filmi yüzeylerde hem kültüre ve sonra time-lapse faz-kontrast görüntüleme, taramalı elektron mikroskobu ve metabolik aktivite ve nükleik asit içeriği biyokimyasal değerlendirmesi yoluyla değerlendirildi. Özet olarak, in vitro kültür sistemde ipek filmi daha sonra in vivo modeller optimize edilmiş ve daha sonra tercüme edilebilir bir biyomateryal substrat hücre-yüzey etkileşimleri, çalışmalarına uygun özelleştirilebilir bir deney düzeneği sunmaktadır. Burada sunulan kültür sistemi kullanılarak Gözlemler henüz temel hücre etkileşimleri, tıbbi cihaz tasarımı kadar uygulamaları yardımcı olmak için kullanılan ve böylece biyomedikal alanlarında geniş bir yelpazede alakalı edilir.

Watch this Scientific Journal Video about Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design at JoVE.com

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

İpek filmler biyomedikal uygulamalar bir dizi için kolayca özelleştirilebilir biyomalzemelerin yeni bir sınıfı vardır. Sunulan ipek film kültürü sisteminin çeşitli çok iyi adapte olduğu<em&gt; In vitro</em&gt; Analizleri. Bu sistem bir biyomateryal tasarım platformu sunan temsil<em&gt; In vitro</emDoğrudan çeviri önce&gt; optimizasyonu<em&gt; In vivo</em&gt; Modelleri.

Için İpek Film Kültür Sistemi In vitro Analizi ve Tasarımı Biyomateryal

Silk films are promising protein-based biomaterials that can be fabricated with high fidelity and economically within a research laboratory environment ...

silk-film-culture-system-for-in-vitro-analysis-and-biomaterial-design

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

19.2K Görüntüleme.  Weill Cornell Medical College. İpek filmler biyomedikal uygulamalar bir dizi için kolayca özelleştirilebilir biyomalzemelerin yeni bir sınıfı vardır. Sunulan ipek film kültürü sisteminin çeşitli çok iyi adapte olduğu In vitro Analizleri. Bu sistem bir biyomateryal tasarım platformu sunan temsil In vitro optimizasyonu In vivo Modelleri.

Video: Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

A Method for Ovarian Follicle Encapsulation and Culture in a Proteolytically Degradable 3 Dimensional System

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro follicle techniques provide a tool to model follicle development in order to investigate basic biology, and are further being developed as a technique to preserve fertility in the clinic1-4. Our in vitro culture system employs hydrogels in order to mimic the native ovarian environment by maintaining the 3D follicular architecture, cell-cell interactions and paracrine signaling that direct follicle development 5. Previously, follicles were successfully cultured in alginate, an inert algae-derived polysaccharide that undergoes gelation with calcium ions6-8. Alginate hydrogels formed at a concentration of 0.25% w/v were the most permissive for follicle culture, and retained the highest developmental competence 9. Alginate hydrogels are not degradable, thus an increase in the follicle diameter results in a compressive force on the follicle that can impact follicle growth10. We subsequently developed a culture system based on a fibrin-alginate interpenetrating network (FA-IPN), in which a mixture of fibrin and alginate are gelled simultaneously. This combination provides a dynamic mechanical environment because both components contribute to matrix rigidity initially; however, proteases secreted by the growing follicle degrade fibrin in the matrix leaving only alginate to provide support. With the IPN, the alginate content can be reduced below 0.25%, which is not possible with alginate alone 5. Thus, as the follicle expands, it will experience a reduced compressive force due to the reduced solids content. Herein, we describe an encapsulation method and an in vitro culture system for ovarian follicles within a FA-IPN. The dynamic mechanical environment mimics the natural ovarian environment in which small follicles reside in a rigid cortex and move to a more permissive medulla as they increase in size11. The degradable component may be particularly critical for clinical translation in order to support the greater than 106-fold increase in volume that human follicles normally undergo in vivo .

A new method for ovarian follicle encapsulation in a 3D fibrin-alginate interpenetrating network is described. This system combines structural support with proteolytic degradation to support the development of immature follicles to produce mature oocytes. This method may be applied to culture cell aggregates to maintain cell-cell contacts without limiting expansion.

Proteolitik Degradable 3 Boyutlu Sistem Yumurtalık Folikül Encapsulation ve Kültür Bir Yöntem

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro  follicle techniques provide ...

Biyomühendislik

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

3-Boyutlu Hücre Kültürü için Self-raporlama iskeleleri

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of interest following intravenous or intraarterial infusion. Consequently, increasing cell homing is currently studied as a strategy to improve cell therapy. Cell rolling on the vascular endothelium is an important step in the process of cell homing and can be probed in-vitro using a parallel plate flow chamber (PPFC). However, this is an extremely tedious, low throughput assay, with poorly controlled flow conditions. Instead, we used a multi-well plate microfluidic system that enables study of cellular rolling properties in a higher throughput under precisely controlled, physiologically relevant shear flow1,2. In this paper, we show how the rolling properties of HL-60 (human promyelocytic leukemia) cells on P- and E-selectin-coated surfaces as well as on cell monolayer-coated surfaces can be readily examined. To better simulate inflammatory conditions, the microfluidic channel surface was coated with endothelial cells (ECs), which were then activated with tumor necrosis factor-&#945; (TNF-&#945;), significantly increasing interactions with HL-60 cells under dynamic conditions. The enhanced throughput and integrated multi-parameter software analysis platform, that permits rapid analysis of parameters such as rolling velocities and rolling path, are important advantages for assessing cell rolling properties in-vitro. Allowing rapid and accurate analysis of engineering approaches designed to impact cell rolling and homing, this platform may help advance exogenous cell-based therapy.

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

This study used a multi-well plate microfluidic system, significantly increasing throughput of cell rolling studies under physiologically relevant shear flow. Given the importance of cell rolling in the multi-step cell homing cascade and the importance of cell homing following systemic delivery of exogenous populations of cells in patients, this system offers potential as a screening platform to improve cell-based therapy.

Sistematik Analizi<em&gt; In Vitro</emÇok-çukurlu plaka mikroakışkan Sistemi ile&gt; Hücre Rolling

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of ...

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, nanomedicine, tissue regeneration, and drug delivery. Designing materials based on the molecular-scale interactions between these proteins will help generate new multifunctional protein alloy biomaterials with tunable properties. Such alloy material systems also provide advantages in comparison to traditional synthetic polymers due to the materials biodegradability, biocompatibility, and tenability in the body. This article used the protein blends of wild tussah silk (Antheraea pernyi) and domestic mulberry silk (Bombyx mori) as an example to provide useful protocols regarding these topics, including how to predict protein-protein interactions by computational methods, how to produce protein alloy solutions, how to verify alloy systems by thermal analysis, and how to fabricate variable alloy materials including optical materials with diffraction gratings, electric materials with circuits coatings, and pharmaceutical materials for drug release and delivery. These methods can provide important information for designing the next generation multifunctional biomaterials based on different protein alloys.

Blending is an efficient approach to generate biomaterials with a broad range of properties and combined features. By predicting the molecular interactions between different natural silk proteins, new silk-silk protein alloy platforms with tunable mechanical resiliency, electrical response, optical transparency, chemical processability, biodegradability, or thermal stability can be designed.

Biyomedikal Uygulamalar için İpek-ipek Protein Alaşım Materyalleri Tasarlama

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and accurate assessment of ocular toxicity in man are needed. To address this need, we have developed an eye irritation test (EIT) which utilizes a three dimensional reconstructed human cornea-like epithelial (RhCE) tissue model that is based on normal human cells. The EIT is able to separate ocular&#160;irritants and corrosives (GHS Categories 1 and 2 combined) and those that do not require labeling (GHS No Category). The test utilizes two separate protocols, one designed for liquid chemicals and a second, similar protocol for solid test articles. The EIT prediction model uses a single exposure period (30 min for liquids, 6 hr for solids) and a single tissue viability cut-off (60.0% as determined by the MTT assay). Based on the results for 83 chemicals (44 liquids and 39 solids) EIT achieved 95.5/68.2/ and 81.8% sensitivity/specificity and accuracy (SS&#38;A) for liquids, 100.0/68.4/ and 84.6% SS&#38;A for solids, and 97.6/68.3/ and 83.1% for overall SS&#38;A. The EIT will contribute significantly to classifying the ocular irritation potential of a wide range of liquid and solid chemicals without the use of animals to meet regulatory testing requirements. The EpiOcular EIT method was implemented in 2015 into the OECD Test Guidelines as TG 492.

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

We have developed an eye irritation test which utilizes a three dimensional reconstructed human cornea-like epithelial (RhCE) tissue model. The test is able to discriminate between ocular irritant and corrosive materials (GHS Categories 1 and 2 combined) and those that do not require labeling (GHS No Category).

Yeniden İnşa İnsan Kornea gibi Epitelyal (RHCE) Doku Modeli kullanılarak Göz tahriş Kimyasalların Tehlike Tanımlaması Göz tahrişi Testi (EIT)

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; represented by &#34;devices&#34; created as combinations of individual genetic components. However, manual assembly of such large numbers of devices is time-intensive, error-prone, and costly. The increasing sophistication and scale of synthetic biology research necessitates an efficient, reproducible way to accommodate large-scale, complex, and high throughput device construction.
Here, a DNA assembly protocol using the Type-IIS restriction endonuclease based Modular Cloning (MoClo) technique is automated on two liquid-handling robotic platforms. Automated liquid-handling robots require careful, often times tedious optimization of pipetting parameters for liquids of different viscosities (e.g. enzymes, DNA, water, buffers), as well as explicit programming to ensure correct aspiration and dispensing of DNA parts and reagents. This makes manual script writing for complex assemblies just as problematic as manual DNA assembly, and necessitates a software tool that can automate script generation. To this end, we have developed a web-based software tool, http://mocloassembly.com, for generating combinatorial DNA device libraries from basic DNA parts uploaded as Genbank files. We provide access to the tool, and an export file from our liquid handler software which includes optimized liquid classes, labware parameters, and deck layout. All DNA parts used are available through Addgene, and their digital maps can be accessed via the Boston University BDC ICE Registry. Together, these elements provide a foundation for other organizations to automate modular cloning experiments and similar protocols.
The automated DNA assembly workflow presented here enables the repeatable, automated, high-throughput production of DNA devices, and reduces the risk of human error arising from repetitive manual pipetting. Sequencing data show the automated DNA assembly reactions generated from this workflow are ~95% correct and require as little as 4% as much hands-on time, compared to manual reaction preparation.

Here, an automated workflow to perform modular DNA &#34;device&#34; assembly using a modular cloning DNA assembly method on liquid-handling robots is presented. The protocol uses an intuitive software tool for generating liquid handler picklists for combinatorial DNA device library generation, which we demonstrate using two liquid handling platforms.

Robot sıvı işleme derleme modüler DNA cihazların otomatik

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and dampen loads in the spine. The IVD consists of a proteoglycan-rich nucleus pulposus (NP) and a collagen-rich annulus fibrosis (AF) sandwiched by cartilaginous end-plates. Together with the adjacent vertebrae, the vertebrae-IVD structure forms a functional spine unit (FSU). These microstructures contain unique cell types as well as unique extracellular matrices. Whole organ culture of the FSU preserves the native extracellular matrix, cell differentiation phenotypes, and cellular-matrix interactions. Thus, organ culture techniques are particularly useful for investigating the complex biological mechanisms of the IVD. Here, we describe a high-throughput approach for culturing whole lumbar mouse FSUs that provides an ideal platform for studying disease mechanisms and therapies for the IVD. Furthermore, we describe several applications that utilize this organ culture method to conduct further studies including contrast-enhanced microCT imaging and three-dimensional high-resolution finite element modeling of the IVD.

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

Whole organ culture of the intervertebral disc (IVD) preserves the native extracellular matrix, cell phenotypes, and cellular-matrix interactions. Here we describe an IVD culture system using mouse lumbar and caudal IVDs in their functional spinal units and several applications utilizing this system.

bir<em&gt; İn Vitro</emKemirgen İntervertebral Disk&gt; Organ Kültürü Modeli

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

Biomaterial-associated infection (BAI) is a major cause of the failure of biomaterials/medical devices. Staphylococcus aureus is one of the major pathogens in BAI. Current experimental BAI mammalian animal models such as mouse models are costly and time-consuming, and therefore not suitable for high throughput analysis. Thus, novel animal models as complementary systems for investigating BAI in vivo are desired. In the present study, we aimed to develop a zebrafish embryo model for in vivo visualization and intravital analysis of bacterial infection in the presence of biomaterials based on fluorescence microscopy. In addition, the provoked macrophage response was studied. To this end, we used fluorescent protein-expressing S. aureus and transgenic zebrafish embryos expressing fluorescent proteins in their macrophages and developed a procedure to inject bacteria alone or together with microspheres into the muscle tissue of embryos. To monitor bacterial infection progression in live embryos over time, we devised a simple but reliable method of microscopic scoring of fluorescent bacteria. The results from microscopic scoring showed that all embryos with more than 20 colony-forming units (CFU) of bacteria yielded a positive fluorescent signal of bacteria. To study the potential effects of biomaterials on infection, we determined the CFU numbers of S. aureus with and without 10 &#181;m polystyrene microspheres (PS10) as model biomaterials in the embryos. Moreover, we used the ObjectJ project file &#34;Zebrafish-Immunotest&#34; operating in ImageJ to quantify the fluorescence intensity of S. aureus infection with and without PS10 over time. Results from both methods showed higher numbers of S. aureus in infected embryos with microspheres than in embryos without microspheres, indicating an increased infection susceptibility in the presence of the biomaterial. Thus, the present study shows the potential of the zebrafish embryo model to study BAI with the methods developed here.

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

The present study describes a zebrafish embryo model for in vivo visualization and intravital analysis of biomaterial-associated infection over time based on fluorescence microscopy. This model is a promising system complementing mammalian animal models such as mouse models for studying biomaterial-associated infections in vivo.

Bir zebra balığı embriyo Model In Vivo görselleştirme ve Staphylococcus aureus Intravital analiz Biomaterial ilişkili enfeksiyon

Biomaterial-associated infection (BAI) is a major cause of the failure of biomaterials/medical devices. Staphylococcus aureus is one of the major ...

Design and Analysis for Fall Detection System Simplification

This paper presents a methodology based on multimodal sensors to configure a simple, comfortable and fast fall detection and human activity recognition system that can be easily implemented and adopted. The methodology is based on the configuration of specific types of sensors, machine-learning methods and procedures. The protocol is divided into four phases: (1) database creation (2) data analysis (3) system simplification and (4) evaluation. Using this methodology, we created a multimodal database for fall detection and human activity recognition, namely UP-Fall Detection. It comprises data samples from 17 subjects that perform 5 types of falls and 6 different simple activities, during 3 trials. All information was gathered using 5 wearable sensors (tri-axis accelerometer, gyroscope and light intensity), 1 electroencephalograph helmet, 6 infrared sensors as ambient sensors, and 2 cameras in lateral and front viewpoints. The proposed novel methodology adds some important stages to perform a deep analysis of the following design issues in order to simplify a fall detection system: a) select which sensors or combination of sensors are to be used in a simple fall detection system, b) determine the best placement of the sources of information, and c) select the most suitable machine learning classification method for fall and human activity detection and recognition. Even though some multimodal approaches reported in literature only focus on one or two of the above-mentioned issues, our methodology allows simultaneously solving these three design problems related to a human fall and activity detection and recognition system.

We present a methodology based on multimodal sensors to configure a simple, comfortable and fast fall detection and human activity recognition system. The goal is to build a system for accurate fall detection that can be easily implemented and adopted.

Sonbahar Algılama Sistemi Basitleştirme için Tasarım ve Analiz

This paper presents a methodology based on multimodal sensors to configure a simple, comfortable and fast fall detection and human activity recognition ...

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of cellular function. The ECM plays a particularly important role in adipose tissue function in obesity, and alterations in adipose tissue ECM deposition and composition are associated with metabolic disease in mice and humans. Tractable in vitro models that permit dissection of the roles of the ECM and cells in contributing to global tissue phenotype are sparse. We describe a novel 3D in vitro model of human ECM-adipocyte culture that permits study of the specific roles of the ECM and adipocytes in regulating adipose tissue metabolic phenotype. Human adipose tissue is decellularized to isolate ECM, which is subsequently repopulated with preadipocytes that are then differentiated within the ECM into mature adipocytes. This method creates ECM-adipocyte constructs that are metabolically active and retain characteristics of the tissues and patients from which they are derived. We have used this system to demonstrate disease-specific ECM-adipocyte crosstalk in human adipose tissue. This culture model provides a tool for dissecting the roles of the ECM and adipocytes in contributing to global adipose tissue metabolic phenotype and permits study of the role of the ECM in regulating adipose tissue homeostasis.

We describe a 3D human extracellular matrix-adipocyte in vitro culture system that permits dissection of the roles of the matrix and adipocytes in contributing to adipose tissue metabolic phenotype.

Bir İnsan 3D Ekstrasellüler Matrix-Adiposit Kültür Modeli Matrix-Hücre Metabolik Crosstalk Çalışma için

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...