Yazarlar bu model için ilham için Reiner Schultheiss ve Wolfgang Schaden teşekkür ederim. Biz aynı zamanda araştırma desteklemek için onun her zaman muazzam çabaları için Hıristiyan Dorfmüller teşekkür ederim. Bizim fikirlerin dikkatli bir teknik gerçekleşmesi için Robert GÖSCHL ve Hans Hohenegger için çok teşekkürler!

Etik izni Hastaların Yazılı bilgilendirilmiş izinleri alındıktan sonra, göbek kordonu, insan göbek damarı endotelial hücrelerde (HUVECler) izolasyonu için Kadın Hastalıkları Bölümü&#39;nde sezeryan elde edilmiştir. İzin Innsbruck Tıp Üniversitesi (no. UN4435) etik komitesinden verildi. 1.. IVSWT Su banyosu hazırlayın <ol><li> Uygun bir tankta musluk suyu 3,5 L hazırlayın. Su (Protokolü: 6), 37 ° C&#39;ye kadar ısıtılması gerekir. </li><li> Su seviyesi yaklaşık 3 cm kenarının altına kadar su banyosu içine su doldurun. Tamamen su ile membran kapak Zihin. Bu, yaklaşık olarak hazırlanmış 3.5 L. gerektirir </li><li> Güç kaynağına sıcaklık sensörü bağlayın. </li><li> Su banyosunun arka duvarında amaçlanan montaj içine sensörünü koyun. </li><li> Sıcaklık sensörünün güç kaynağına ısıtma bağlayın. Olmadan bunu yapmayınısıtıcı olarak su banyosunda Pleksiglas eritmek olacaktır. </li><li> Su 37 ° C arasında sabit bir sıcaklığa ulaşana kadar bekleyin Su banyosu boyunca sabit sıcaklık garanti sopa çeşit düzenli su karıştırın. </li></ol> 2.. Hücreler ve Kültür şişeler hazırlayın <ol><li> Bunlar istenen kaynaşmaya kadar ulaştığı, doğrudan T25 kültür şişelerinde ya da kültür şişelerinde hücreler istenilen yoğunlukta gece boyunca tohum hücreleri. </li><li> Deneyden önce, dikey olarak şişeler hizalayın. </li><li> Sağ onların boyunlarına altına kadar kültür ortamı ile kültür şişeler doldurun. Kontamine alacağı boyun veya kapanış kapağa temas ortamı olarak şişeler içine çok fazla orta doldurmayın. </li><li> Su kirliliği önlemek için filtre olmadan katı kapaklar şişeler vida. Banyoda su ve banyo kendisi steril olmadığını akla. </li><li> Su banyosu içine sokulmadan önce Parafilm ile kapaklarını sıkıca kapatın. </li> &lt;li&gt; sağlanan standında mühürlü kültür şişeleri Fix. </li><li> Su banyosunun içine sabit şişesi yerleştirin. Hücre kültür şişesi orta şok dalgası aplikatör membranın merkezi olarak aynı yükseklikte olduğu dikkat edin. Banyo tarafında bir çizgi sizi yönlendirir. </li></ol> 3.. Tedavi Parametreler tanımlayın <ol><li> Şok dalgası kaynağı ve örnek arasındaki mesafe tanımlayın. Şekil 6&#39;da tarif edildiği gibi parametre bulgu Pilot deney ile mükemmel bir tedavi parametrelerini belirlemek. </li><li> Şok dalgası aygıtta doğru tedavi parametreleri (enerji akı yoğunluğu, sıklığı) seçin. Yine, Şekil 6&#39;ya bakınız. </li></ol> 4. Şok Dalga Uygulama <ol><li> Şok dalgası uygulayıcı yanı sıra, su banyosunun zarı üzerinde ticari olarak temin edilebilen ultrasonik iletim jel bol miktarda koyun. Bu kavrama temin etmektir. Resim hava ya da hava kabarcıkları gibi aplikatör ile membran arasında olmalıdırBu şok dalgaları absorbe eder. </li><li> Zara aplikatör bağlayın ve zarın merkezinde sabit tutun. Yatay hizalanmış olduğunu dikkat edin. </li><li> Su banyosu içine prob doğru dikey konumu gösterilen banyo kenarındaki işaretleme paralel olduğundan emin olun. </li><li> Yatay bir çizgi olarak uygulayıcının ve şişe istikrarlı merkezleri tutun. </li><li> Şok dalgası cihazı etkinleştirme ve bütün işlem sırasında sabit bir pozisyonda kültür şişesi gibi aplikatör tutarken darbeleri uygulanır. </li></ol> 5.. Sonra Tedavi <ol><li> Su banyosundan kültür şişesi al. </li><li> Ortak kağıt havlu ile kurulayın. </li><li> Dezenfekte edici ajanlar ile doğru şişeyi silin. </li><li> Parafilm sızdırmazlık ve kapağını çıkarın. </li><li> Santrifüj tüplerine matara içinde Orta Pipet. </li><li> Uygun santrifüj. Santrifüj parametreleri kullanılan hücre türüne bağlıdır, <em&gt; Örneğin. HUVECler için, oda sıcaklığında, 290 g kullanın. </li><li> Şişeye hücre kültür ortamının 5ml ekleyin. Hücre kültürü ortamı ile 2 ml santrifüjlenmiş hücre pelletini. Şişeye süspansiyonu pipetle. Böylece, tedavi sırasında müstakil olabilir hücre fragmanları ya da hücrelerin kaybolmak yok. </li></ol> Tuzaklar <ol><li> Preparasyon hem de muamele hücre kültürü kirlenmesini önlemek için laminar akış içinde steril koşullar altında gerçekleştirilmelidir. </li><li> İyi hücre kültürü uygulamaları prob kirlenmesini önlemek için tavsiye edilir. Özel olarak, şişe dış dezenfeksiyonu güçlü geri inkübatör yerleştirmeden önce önerilir. Su banyosu, hem de su içinde, steril değil! </li><li> Su banyosu banyo inşa pleksiglas zarar görmesini önlemek için su ile doldurulur sürece güç kaynağına ısıtıcı takmayın. </li><li> Şok dalgası İçi üzerinde ultrason jeli bol miktarda kullanınicator banyoya doğru kavrama ve dalga yayılımı garanti. Hava ve hatta küçük hava kabarcıkları şok dalgaları absorbe yapın! </li><li> Tüm büyüme alanı tedavisini sağlamak için bir aplikatör ile ilgili olarak su banyosu içindeki sondaların konumunu kontrol edin. </li><li> Kontaminasyonu önlemek için çok derin suya sondaları dunk etmeyin. </li></ol>

<ol>
	<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>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

In vitro şok dalgası tedavisi için önerilen modelin önemi dalgaları mevcut modelleri aksine, hücre kültürü geçtikten sonra, yayılan bir gerçektir. Böylece, gerilme kuvvetleri gibi rahatsız edici bir fiziksel etkileri önlenebilir. Bu model daha yakından diğerleri doğrudan hücre kültürü şişelerine dalgaları uygulayarak daha vivo koşullarda benzer. Diğer bir avantaj şok dalgası kaynağı ve hücreler arasındaki mesafe değişen olasılığıdır....

Şok dalgaları enerji, örneğin ani bir sürümü kaynaklanan ses basınç dalgaları vardır. Gök gürültüsü gibi şimşek. Tıpta şok dalgaları böbrek taşlarının dağılması için Böbrek Taşı Kırma 30 yıldır kullanılmaktadır. 1980&#39;lerin başında Lithotripsy hastalarda iliyak kemik kalınlaşması rastlantısal yana, ilk çalışmalar 1 şifa kemik üzerinde şok dalga tedavisi (cc) etkisini değerlendirmek için yapılmıştır. Uzun kemik kaynamamalarının geliştirilmiş şifa etkileyici sonuçları 2 gözlenebilir. Daha sonra, endikasyonları yumuşak doku yaraları 3 genişletildi. Temel araştırma sonuçları şok dalgaları sonraki herhangi bir zarar vermeden, hedef dokuya biyolojik bir uyarıcı neden yok olduğunu gösterdi. Anjiyojenik büyüme faktörleri (örneğin, VEGF, PIGF, FGF) serbest kalır önemli anjiyogenez tarafından takip edilir. Bu işemik patolojiler yönelik endikasyonlar bir başka genişlemesine yol açtı. Bizim grup ve diğerleri pozitif eff gösterdivb hayvan modellerinde, iskemik kalp hastalığı ile ilgili SWT hem de klinik çalışmalarda 4-6. Ancak, SWT fiziksel uyaran bir biyolojik sinyali (mechanotransduction) çevrilir nasıl tam mekanizması büyük ölçüde bilinmemektedir. Sürekli tıp artar çeşitli alanlardan SWT faiz olarak, mekanizması için arayışı daha fazla ve daha yoğun oluyor. Bu nedenle, in vitro şok dalgası deneyler önem kazanmaktadır. Hayvan deneyleri ve maliyet-etkililik azaltmanın yanında, in vitro şok dalga tedavisi (IVSWT) en büyük avantajı belirli bir hücre tipi belirli davranış okuyan olasılık olabilir. Şok dalgası aracılı doku rejenerasyonu olarak en olası tedavi edilen doku tüm hücreler dahil, hatta sistemik etkileri tartışılmıştır. Bununla birlikte, her bir hücre tipi özel bir rol oynar ve kendi iç işlevi vardır. IVSWT Bu özel fonksiyon a algılamak için bize sağlarnd böylece bize karmaşık yatan süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlar. Hücre kültürleri üzerinde şok dalgasının etkileri hakkında Bugünün bilgi çoğalması artış, hücre zarı reseptörlerinin değişiklik, artış ve hücre farklılaşmasının hızlanması, büyüme faktörleri ve kemo-cezbedici salınımını yanı sıra artmış hücre göçü 7-9 içerir. İn vitro model Hücre kültürleri üzerinde şok dalgaları uygulanması çeşitli yöntemler çoğu dikkat dağıtıcı fiziksel etkileri tarif edilmiştir. Bu durum, hücre uyarımı fiziksel koşullar, bu modeller arasında oldukça farklıdır gibi, sonuçları karşılaştırmak için son derece zordur soruna yol açar. Genel olarak, mevcut tüm modelleri en iyi hücreleri üzerine şok dalgaları uygulamak için nasıl odaklanmak. Ancak, bu bir soru kalır: Ne hücre kültürü geçtikten sonra dalgalar olur? Asıl sorun olduğunu akustik farkıHücre kültür ortamı ve ortam havasının empedans şok dalgalarının fazla% 99 Şekil 1 yansıyan olsun, bu yüksektir. Nedeniyle iki ortam akustik empedans farkından dolayı dalgalar yansıtılır değil, aynı hücreler, Şekil 2, 180 ° &#39;lik bir faz kayması güçlü gerilme kuvvetleri ile sonuçlanan oluşur. Akustik empedansı, bir malzemenin yoğunluğunun ürünü ve ses hızı Z = ρ x c olarak tanımlanır. Su için akustik empedans hava için sadece 420 Ns / m 3, ZWater = 1440000 Ns / m 3 &#39;tür. Bu iki değer arasında büyük bir fark şok dalgaların yansıma ve faz kayması ile sonuçlanır. Faz kayması bir gerilme dalgası içine bir pozitif basınç darbe döner. Bu germe gücü, hücre için zararlı değildir bile, in vitro, in vivo şok dalga etkileri taklit fikri ile müdahale. In vivo bugerilme kuvvetleri neredeyse nedeniyle büyük beden yapıları ortaya çıkar. Ayrıca, dalgalar çalıştıran bile geri gelen olanları rahatsız edebilir. Bu girişime neden olabilir. Girişim iki tip bilinmektedir. Yapıcı girişim hem dalgalar böylece ikiye genlik Şekil 3 neden eklenir demektir. Dalgalar zıt karşılamak durumunda yıkıcı girişim olur. Bu dalgaların kaldırılması (Şekil 3) neden olur. Bu nedenle, IVSWT hücre kültürü geçtikten sonra yaymak için şok dalgaları sağlayan bir model ihtiyacı vardır. IVSWT su banyosu Yukarıda belirtilen sorunlardan aşağıdaki noktalara dikkat anlatılan sorunlar Temel olarak, bu şok dalgası uygulayıcının her türlü bağlamak için bir zar ile inşa edilmiş bir pleksiglas bir kap oluşur. Şekil 4 önlemek için bir su banyosu tasarımı götürmektedir. Bu membran ve aplikatör ultrason iletim ge arasında bağlantı içinl kullanılmak zorundadır. Su banyosu gazı su içinde çözülerek ise ortaya çıkabilecek kavitasyon önlemek için gazı giderilmiş su ile doldurulur. Bir kontrol birimine bağlı olan bir sıcaklık sensörü ile altta bir ısıtıcı in vivo koşulları taklit için sıcaklığını düzenlemek için ve işlem sırasında soğutmak için hücre kültürlerinin önlemek sağlar. Bir kuluçka makinesi içinde yapıldığı gibi sıcaklık santigrat 37 derece stabil yapılabilir. Hücre numuneleri için bir tutucu kültür şişesi veya tüp herhangi bir çeker sağlar. Böylece, örnek kabının hava kabarcıkları şok dalgaları engellemek gibi tamamen kültür ortamı ile doldurulması gerekir! Hamamın arka duvarında bir kama şeklindeki susturucu amacıyla yansıyan ve girişimi önlemek için geri çalıştırmak almak için değil dalgalar ortadan kaldırmış. Diğer IVSWT modellere bir başka avantajı, aplikatör ile kültür şişelerine arasındaki mesafenin farklılaşması olasılığıdır. Bu modeli açıkça s kullanmak Grubumuzun Bulgular ve diğerleriHer hücre tipi farklı tedavi parametrelere çok özel nasıl tepki vereceğini söyledi. Bu şok dalgası uygulayıcının odak ile ilgili olarak belirli bir konumda olmak üzere kontrol hücreleri ile bize sağlar Dahası, dalgaları kaynağı ile örnek arasındaki mesafeyi tanımlayan çok önemlidir.

<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

Şok dalgaları günümüzde de kendi rejeneratif etkileri bilinmektedir. Temel araştırma bulguları şok dalgaları sonraki herhangi bir zarar vermeden hücreleri ya da hedef dokuya biyolojik bir uyarıcı neden yok olduğunu gösterdi. Bu nedenle, in vitro deneyler, giderek artan ilgi çekmektedir. Hücre kültürleri üzerinde şok dalgaları uygulanması için çeşitli yöntemler tarif edilmiştir. Genel olarak, mevcut tüm modelleri en iyi hücreleri üzerine şok dalgaları uygulamak için nasıl odaklanmak. Ancak, bu bir soru kalır: Ne hücre kültürü geçtikten sonra dalgalar olur? Hücre kültür ortamının akustik empedans ve ortam havasının fark şok dalgalarının fazla% 99 yansıyan olsun, yüksek! Bu nedenle esas olarak dalgalar hücre kültürünün geçtikten sonra su içinde yayılmasına izin veren bir pleksiglas dahili kabın oluşan bir model geliştirmiştir. Bu kavitasyon etkileri yanı sıra aksi yaklaşan olanları rahatsız olur dalgaların yansımasını önler. WiBu modelde inci biz vivo koşulları taklit ve böylece şok dalgalarının fiziksel uyaran bir biyolojik hücre sinyalinin (&quot;mechanotransduction&quot;) tercüme alır nasıl hakkında daha fazla bilgi elde edebiliyoruz.

Kordon Biz önceden izole edilmiş, insan göbek bağı damarı endotel hücrelerine şok dalgaları uygulanan tarif edilen yöntem (HUVECler) kullanılması. Göbek kordonları elektif sezaryen bölümlerden elde edildi. HUVEC&#39;ler bir elektrohidrolik şok dalga tedavisi sistemi ile bir T25 hücre kültürü şişesi içinde% 90 bir izdiham tedavi edildi. Tedavi parametreleri 0.1 mJ / mm 2 ve 5 Hz&#39;lik bir frekansta bir enerji akı yoğunluğu idi. 300 darbeleri şok dalgas...

Watch this Scientific Journal Video about Shock Wave Application to Cell Cultures at JoVE.com

Shock Wave Application to Cell Cultures

Şok dalgaları günümüzde de kendi rejeneratif etkileri bilinmektedir. Bu nedenle in vitro deneyler, giderek artan ilgi çekmektedir. Bu nedenle, böylece rahatsız edici fiziksel etkilerini önlemek vivo koşullarda taklit bize sağlayan in vitro şok dalgası çalışmalarda (IVSWT) için bir model geliştirmiştir.

Kültürler Hücre Şok Dalga Uygulama

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

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Bioengineering

Unit 1

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

12.6K Görüntüleme.  Innsbruck Medical University.  Şok dalgaları günümüzde de kendi rejeneratif etkileri bilinmektedir. Bu nedenle in vitro deneyler, giderek artan ilgi çekmektedir. Bu nedenle, böylece rahatsız edici fiziksel etkilerini önlemek vivo koşullarda taklit bize sağlayan in vitro şok dalgası çalışmalarda (IVSWT) için bir model geliştirmiştir. 

Video: Shock Wave Application to Cell Cultures

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.

Devirli Basınç Biyoreaktör Tasarım Ex vivo</emAort Kalp Vanalar> Eğitim

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

Biyomühendislik

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.

Mühendislik Fibrin tabanlı Doku miyofibroblastlar ve Kısıtlar Uygulamasından Yapıları ve Hücre ve Kollajen (Re) Organizasyon tetikleyebilecek süzün

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.

Kanser Hücre Invasion Uygulama ile Tümör Stromal mikroçevresinin Doku Mühendisliği

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.

Vasküler Hücre Remodeling Soruşturma Fizyolojik in vitro Modeli ve Uygulaması ile Patolojik Kan Akış

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 Mekansal Hücre Kültürleri için hücre yapı iskeleleri olarak biyo-uyumlu sıvı kristal Elastomer Köpüklerin sentezi

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.

Otomatik hizalama ve substrat imalat hücre kültür araştırmaları için uygulama tarafından kolaylaştırdı geniş alan tarama prob Nanolithography

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.

Mikroakışkan Çiple Deterministik Bir Şekilde Tek Hücreli Ortak Kültürlerin Oluşturulması

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.

Biyolojik Olarak Aktif Mercan Matrisi Kullanılarak Ayrışmış Nöral Hücre Kültürlerinin Dayanıklılığının Arttırılması

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.

Kanser Hücre Kültürlerinden Toplanan Ortamda Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi ile Analiz Edilen Seçilmiş Kynureninlerin Eşzamanlı Nicelemesi

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).

Erken Osteoartrit tespit etmek için Atomik Kuvvet Mikroskobu Uygulaması

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