Name: design of a cyclic pressure bioreactor for the ex vivo study of aortic heart valves
Uploaded: 2011-08-23T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves at JoVE.com

المؤلفون ممتنون لSchipke شاد وChesser دانيال لمساعدتهم في تصميم وتصنيع هذا النظام ومايلز Valtresa للمساعدة في إعداد مخطوطة.

1. حصاد الأنسجة والتحضير <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وينبغي جمع صمامات الأبهر من الخنازير البالغين وزنها لا يزيد عن 120 £ على الفور بعد الموت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الصمامات مرتين مع الفوسفات العقيمة مخزنة المالحة (PBS) والنقل إلى المختبر ع...

<ol>
	<li>Freeman, R. V., Otto, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectrum+of+calcific+aortic+valve+disease:+pathogenesis,+disease+progression,+and+treatment+strategies.">Spectrum of calcific aortic valve disease: pathogenesis, disease progression, and treatment strategies.</a> Circulation. 111, 3316-3326 (2005).</li><li>Robicsek, F., Thubrikar, M. J., Fokin, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cause+of+degenerative+disease+of+the+trileaflet+aortic+valve:+review+of+subject+and+presentation+of+a+new+theory.">Cause of degenerative disease of the trileaflet aortic valve: review of subject and presentation of a new theory.</a> Ann Thorac Surg. 73, 1346-1354 (2002).</li><li>Thubrikar, M. J., Aouad, J., Nolan, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+calcific+deposits+in+operatively+excised+stenotic+or+purely+regurgitant+aortic+valves+and+their+relation+to+mechanical+stress.">Patterns of calcific deposits in operatively excised stenotic or purely regurgitant aortic valves and their relation to mechanical stress.</a> Am J Cardiol. 58, 304-308 (1986).</li><li>Agno, F. S., Chinali, M., Bella, J. N., Liu, J. E., Arnett, D. K., Kitzman, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+valve+sclerosis+is+associated+with+preclinical+cardiovascular+disease+in+hypertensive+adults:+the+Hypertension+Genetic+Epidemiology+Network+study.">Aortic valve sclerosis is associated with preclinical cardiovascular disease in hypertensive adults: the Hypertension Genetic Epidemiology Network study.</a> J Hypertens. 23, 867-8673 (2005).</li><li>Cawley, P. J., Otto, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevention+of+calcific+aortic+valve+stenosis+-+fact+or+fiction.">Prevention of calcific aortic valve stenosis - fact or fiction.</a> Annals of Medicine. 41, 100-108 (2009).</li><li>Durst, C. A., Grande-Allen, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+physical+characterization+of+a+synchronous+multivalve+aortic+valve+culture+system.">Design and physical characterization of a synchronous multivalve aortic valve culture system.</a> Ann Biomed Eng. 38, 319-3125 (2010).</li><li>Engelmayr, G. C., Soletti, L., Vigmostad, S. C., Budilarto, S. G., Federspiel, W. J., Chandran, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+flex-stretch-flow+bioreactor+for+the+study+of+engineered+heart+valve+tissue+mechanobiology.">A novel flex-stretch-flow bioreactor for the study of engineered heart valve tissue mechanobiology.</a> Ann Biomed Eng. 36, 700-712 (2008).</li><li>Sucosky, P., Padala, M., Elhammali, A., Balachandran, K., Jo, H., Yoganathan, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+an+ex+vivo+culture+system+to+investigate+the+effects+of+shear+stress+on+cardiovascular+tissue.">Design of an ex vivo culture system to investigate the effects of shear stress on cardiovascular tissue.</a> J Biomech Eng. 130, 035001-03 (2008).</li><li>Syedain, Z. H., Tranquillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+cyclic+stretch+bioreactor+for+tissue-engineered+heart+valves.">Controlled cyclic stretch bioreactor for tissue-engineered heart valves.</a> Biomaterials. 30, 4078-4084 (2009).</li><li>Lagana, K., Moretti, M., Dubini, G., Raimondi, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+bioreactor+for+the+controlled+application+of+complex+mechanical+stimuli+for+cartilage+tissue+engineering.">A new bioreactor for the controlled application of complex mechanical stimuli for cartilage tissue engineering.</a> Proc Inst Mech Eng H. 222, 705-715 (2008).</li><li>Wartella, K. A., Wayne, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioreactor+for+biaxial+mechanical+stimulation+to+tissue+engineered+constructs.">Bioreactor for biaxial mechanical stimulation to tissue engineered constructs.</a> J Biomech Eng. 131, 044501-044501 (2009).</li><li>Wallis, M. C., Yeger, H., Cartwright, L., Shou, Z., Radisic, M., Haig, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feasibility+study+of+a+novel+urinary+bladder+bioreactor.">Feasibility study of a novel urinary bladder bioreactor.</a> Tissue Eng Part A. 14, 339-348 (2008).</li><li>Butcher, J. T., Nerem, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valvular+endothelial+cells+regulate+the+phenotype+of+interstitial+cells+in+co-culture:+effects+of+steady+shear+stress.">Valvular endothelial cells regulate the phenotype of interstitial cells in co-culture: effects of steady shear stress.</a> Tissue Eng. 12, 905-915 (2006).</li><li>Metzler, S. A., Pregonero, C. A., Butcher, J. T., Burgess, S. C., Warnock, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+Strain+Regulates+Pro-Inflammatory+Protein+Expression+in+Porcine+Aortic+Valve+Endothelial+Cells.">Cyclic Strain Regulates Pro-Inflammatory Protein Expression in Porcine Aortic Valve Endothelial Cells.</a> J Heart Valve Dis. 17, 571-578 (2008).</li><li>Schipke, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Design of a cyclic pressure bioreactor for the ex vivo study of aortic heart valve mechanobiology. , (2008).</li><li>Smith, K. E., Metzler, S. A., Warnock, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+strain+inhibits+acute+pro-inflammatory+gene+expression+in+aortic+valve+interstitial+cells.">Cyclic strain inhibits acute pro-inflammatory gene expression in aortic valve interstitial cells.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. , (2009).</li><li>Warnock, J. N., Burgess, S. C., Shack, A., Yoganathan, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+immediate-early+gene+responses+to+elevated+pressure+in+porcine+aortic+valve+interstitial+cells.">Differential immediate-early gene responses to elevated pressure in porcine aortic valve interstitial cells.</a> J Heart Valve Dis. 15, 34-41 (2006).</li><li>Brathwaite, D., Weissman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+new+onset+of+atrial+arrhythmias+following+major+noncardiothoracic+surgery+is+associated+with+increased+mortality.">The new onset of atrial arrhythmias following major noncardiothoracic surgery is associated with increased mortality.</a> Chest. 114, 462-468 (1998).</li><li>Walsh, S. R., Oates, J. E., Anderson, J. A., Blair, S. D., Makin, C. A., Walsh, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postoperative+arrhythmias+in+colorectal+surgical+patients:+incidence+and+clinical+correlates.">Postoperative arrhythmias in colorectal surgical patients: incidence and clinical correlates.</a> Colorectal Dis. 8, 212-216 (2006).</li><li>Walsh, S. R., Tang, T., Gaunt, M. E., Schneider, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+arrhythmias+after+non-cardiothoracic+surgery.">New arrhythmias after non-cardiothoracic surgery.</a> BMJ. 7, 333-333 (2006).</li><li>Walsh, S. R., Tang, T., Wijewardena, C., Yarham, S. I., Boyle, J. R., Gaunt, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postoperative+arrhythmias+in+general+surgical+patients.">Postoperative arrhythmias in general surgical patients.</a> Ann R Coll Surg Engl. 89, 91-95 (2007).</li></ol>

ويتعرض نظام الضغط بنجاح منشورات صمام الشريان الأبهر للضغوط التي كانت ممثلة دوري للضغط الانبساطي transvalvular. ومع ذلك ، فإنه لم يكن قادرا على محاكاة الضغط الانقباضي transvalvular ، كما انخفض ضغط فقط إلى 40 مم زئبق. الضغط Transvalvular هو الفرق بين الضغط في الأبهر الصاعد والبطين الأيسر. ?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> فهرس العدد </th><th> تعليقات (اختياري) </th></tr><tr><td> DMEM </td><td> سيغما </td><td> D5671 </td><td></td></tr><tr><td> Dulbecco في برنامج تلفزيوني </td><td> سيغما </td><td> D5652 </td><td></td></tr><tr><td> Anti-mycotic/antibiotic الحل </td><td> سيغما </td><td> A5955 </td><td></td></tr><tr><td> المصل البقري الجنين </td><td> ThermoScientific </td><td> SH30070 </td><td></td></tr><tr><td> VITON الصمامات غشاء الملف اللولبي </td><td> ماكماستر كار </td><td> 4868K11 </td><td></td></tr><tr><td> محول الضغط </td><td> اوميغا الهندسية ، وشركة </td><td> PX302 - 200GV </td><td></td></tr><tr><td> تحميل خلية مكيف </td><td> الظهور الالكترونيات ، وشركة </td><td> 4025-101 </td><td></td></tr><tr><td> الحصول على البيانات (دق) وحدة </td><td> قياس الحوسبة </td><td> PMD1608 </td><td></td></tr></tbody></table>

design of a cyclic pressure bioreactor for the ex vivo study of aortic heart valves

الصمام الأبهري ، وتقع بين البطين الأيسر والشريان الأورطي ، ويسمح لتدفق الدم أحادي الاتجاه ، ومنع ارتجاعي في البطين. وتتألف منشورات صمام الشريان الأبهر من الخلايا الخلالي علقت داخل المصفوفة خارج الخلية (ECM) وتصطف مع الخلايا البطانية أحادي الطبقة. صمام يقاوم قاسية ، بيئة دينامية ويتعرض باستمرار إلى القص ، والانحناء ، والتوتر والضغط. وقد أظهرت الأبحاث الآفات كلسي في الصمامات المريضة تحدث في مناطق التوتر ميكانيكية عالية نتيجة لتعطل أو البطانية الخلالي مصفوفة الضرر 1-3. وبالتالي ، فإنه ليس من المستغرب أن الدراسات الوبائية أظهرت ارتفاع ضغط الدم ليكون عامل خطر رئيسي في ظهور مرض الصمام الأبهر 4. خيار العلاج الوحيد المتاح حاليا للمرض هو استبدال صمام جراحية لمريضة مع صمام صمام bioprosthetic أو ميكانيكية 5. وتحسين فهم البيولوجيا صمام استجابة للضغوط المادية تساعد في الكشف عن آليات المرضية صمام. في المقابل ، يمكن أن يساعد ذلك في تطوير علاجات غير الغازية مثل التدخل الصيدلانية أو الوقائية. وقد تم تطويره من قبل العديد من المفاعلات الحيوية لدراسة mechanobiology من صمامات القلب الأصلي أو هندسيا 6-9. كما تم تطوير المفاعلات الحيوية نابض لدراسة مجموعة من الأنسجة بما في ذلك الغضروف 10 ، 11 العظام والمثانة 12. كان الهدف من هذا العمل لوضع نظام دوري الضغط التي يمكن استخدامها لتوضيح الاستجابة البيولوجية منشورات صمام الشريان الأبهر للأحمال زيادة الضغط. يتألف النظام من غرفة الاكريليك التي ترغب في وضع العينات وانتاج ضغط الدوري ، والصمامات اللولبي VITON الحجاب الحاجز للسيطرة على توقيت دورة الضغط وجهاز كمبيوتر للتحكم في الأجهزة الكهربائية. تم رصد الضغط باستخدام محول الضغط ، وكانت مشروطة الإشارة باستخدام مكيفات تحميل الخلية. برنامج ابفيو (LabVIEW) ينظم الضغط باستخدام جهاز تمثيلي على ضخ الهواء المضغوط في النظام بسعر مناسب. تحاكي النظام الحيوي مستويات ضغط transvalvular المرتبطة صمام الشريان الأبهر ، وشهدت موجة الأسنان تنتج زيادة تدريجية في الضغط ، نموذجية من التدرج الضغط transvalvular التي موجود في جميع أنحاء صمام أثناء انبساط ، تليها انخفاض ضغط حاد في تصور فتح صمام انقباضة. يسمح البرنامج للمستخدمين ابفيو (LabVIEW) للتحكم في حجم وتواتر الضغط بصفة دورية. كان النظام قادرا على إخضاع عينات الأنسجة لظروف الضغط والفيزيولوجية المرضية. ويمكن استخدام هذا الجهاز لزيادة فهمنا لكيفية صمامات القلب الاستجابة للتغيرات في البيئة المحلية الميكانيكية.

Watch this Scientific Journal Video about Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves at JoVE.com

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

وقد تم تصميم مفاعل حيوي قادر على الضغط دوري تعريض أنسجة القلب صمام ضغط الظروف الفسيولوجية والمرضية. برنامج يتيح للمستخدمين ابفيو (LabVIEW) للسيطرة على ضغط حجم والسعة والتردد. ويمكن استخدام هذا الجهاز لدراسة mechanobiology من نسيج صمام القلب او خلايا معزولة.

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

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

Sources of Magnetic Fields

SCIENTISTS IN ACTION

Patient-specific Modeling of the Heart: Estimation of Ventricular Fiber Orientations

المريض محددة النمذجة من القلب: تقدير توجهات الألياف البطيني

Patient-specific  simulations of heart (dys)function aimed at personalizing cardiac therapy are hampered  by the absence of in vivo imaging technology for ...

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

تصميم مفاعل حيوي ذو محورين الميكانيكية جار للهندسة الأنسجة

We  designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial  mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for  ...

Operation of a Benchtop Bioreactor

تشغيل الفوق تفاعلات الاحيائية

Fermentation systems are used to provide an optimal growth environment for many different types of cell cultures. The ability afforded by fermentors to ...

Characterization of Complex Systems Using the Design of Experiments Approach: Transient Protein Expression in Tobacco as a Case Study

توصيف النظم المعقدة باستخدام تصميم التجارب النهج: عابر التعبير البروتين في التبغ كدراسة حالة

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the ...

Anatomically Realistic Neonatal Heart Model for Use in Neonatal Patient Simulators

نموذج القلب الولدان تشريحيا واقعية لاستخدامها في أجهزة محاكاة المرضى حديثي الولادة

Neonatal patient simulators (NPS) are artificial patient surrogates used in the context of medical simulation training. Neonatologists and nursing staff ...

Light-sheet Fluorescence Microscopy for the Study of the Murine Heart

ورقة الضوء الفلورية الفحص المجهري لدراسة قلب مورين

Light-sheet fluorescence microscopy has been widely used for rapid image acquisition with a high axial resolution from micrometer to millimeter scale. ...

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

نموذج السابقين فيفو جديد لتقييم أداء مواد الحقن بالمنظار سوبموكوسال

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential ...

Biaxial Mechanical Characterizations of Atrioventricular Heart Valves

بياكسيال الخصائص الميكانيكية لصمامات القلب بي

Extensive biaxial mechanical testing of the atrioventricular heart valve leaflets can be utilized to derive&#160;optimal parameters used in constitutive ...

A Friction Testing-Bioreactor Device for Study of Synovial Joint Biomechanics, Mechanobiology, and Physical Regulation

جهاز اختبار الاحتكاك - المفاعل الحيوي لدراسة الميكانيكا الحيوية للمفصل الزليلي ، وعلم الأحياء الميكانيكي ، والتنظيم الفيزيائي

In primary osteoarthritis (OA), normal 'wear and tear' associated with aging inhibits the ability of cartilage to sustain its load-bearing and lubrication ...

Procurement and Decellularization of Rat Hindlimbs Using an Ex Vivo Perfusion-Based Bioreactor for Vascularized Composite Allotransplantation

Procurement and Decellularization of Rat Hindlimbs Using an Ex Vivo Perfusion-Based Bioreactor for Vascularized Composite Allotransplantation

شراء وإزالة الخلايا من الأطراف الخلفية للفئران باستخدام مفاعل حيوي قائم على التروية خارج الجسم الحي لزراعة الخيول المركبة الوعائية

Patients with severe traumatic injuries and tissue loss require complex surgical reconstruction. Vascularized composite allotransplantation (VCA) is an ...