Name: design of a cyclic pressure bioreactor for the ex vivo study of aortic heart valves
Uploaded: 2011-08-23T13:00:00
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Les auteurs sont reconnaissants à Shad Schipke et Daniel Chesser pour leur aide à la conception et la fabrication du système et Myles Valtresa de l&#39;aide pour la préparation du manuscrit.

1. Récolte et préparation des tissus <ol><li> Valves aortiques doivent être prélevés sur des porcs adultes pesant pas plus de £ 120 immédiatement après la mort. </li><li> Lavez les vannes à deux reprises avec une solution saline tamponnée phosphate stérile (PBS) et le transport au laboratoire sur la glace. </li><li> Toutes les étapes suivantes devraient être effectuées dans des conditions stériles. </li><li> Assurez-vous que des tracts ne montrent aucun signe de dégénérescence, déchirure ou de calci...

<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. 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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. 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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>

Le système de pression avec succès exposés tracts valve aortique à des pressions cycliques qui sont représentatifs de la pression diastolique transvalvulaire. Toutefois, il n&#39;a pas été capable d&#39;imiter la pression systolique transvalvulaire, comme la seule pression a chuté à 40 mmHg. Pression transvalvulaire est la différence entre la pression dans l&#39;aorte ascendante et le ventricule gauche. Pendant la diastole, lorsque le clapet est fermé, la différence de pression est 80mmHg dans des conditions...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom du réactif </th><th> Société </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires (optionnel) </th></tr><tr><td> DMEM </td><td> Sigma </td><td> D5671 </td><td></td></tr><tr><td> PBS Dulbecco </td><td> Sigma </td><td> D5652 </td><td></td></tr><tr><td> Solution Anti-mycotic/antibiotic </td><td> Sigma </td><td> A5955 </td><td></td></tr><tr><td> Sérum de veau fœtal </td><td> ThermoScientific </td><td> SH30070 </td><td></td></tr><tr><td> Vannes à membrane Viton électrovanne </td><td> McMaster Carr </td><td> 4868K11 </td><td></td></tr><tr><td> Capteur de pression </td><td> Omega Engineering, Inc </td><td> PX302-200GV </td><td></td></tr><tr><td> Conditionneur de cellule de charge </td><td> Encore Electronics, Inc </td><td> 4025-101 </td><td></td></tr><tr><td> Acquisition de données (DAQ) Module </td><td> Measurement Computing </td><td> PMD1608 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

La valve aortique, situé entre le ventricule gauche et l&#39;aorte, permet la circulation sanguine unidirectionnelle, en prévenant le refoulement dans le ventricule. Des tracts de la valve aortique sont composés de cellules interstitielles en suspension dans une matrice extracellulaire (MEC) et sont bordées d&#39;une monocouche de cellules endothéliales. La vanne résiste à un environnement difficile et dynamique et est constamment exposée à de cisaillement, de flexion, la tension et de compression. La recherche a montré des lésions calcifiées dans les valves malades se produisent dans les zones de fortes contraintes mécaniques en raison de perturbations ou dommages endothéliales matrice interstitielle 1-3. Par conséquent, il n&#39;est pas surprenant que les études épidémiologiques ont montré une pression artérielle élevée est un facteur de risque important dans l&#39;apparition de la maladie de valve aortique 4. La seule option de traitement actuellement disponibles pour la maladie de valve est le remplacement chirurgical de la valve malade par une valve mécanique ou bioprothèse 5. Une meilleure compréhension de la biologie de soupape en réponse à des stress physiques aiderait élucider les mécanismes de la pathogenèse de la vanne. En retour, cela pourrait aider dans le développement de thérapies non invasives telles que l&#39;intervention pharmaceutique ou de prévention. Bioréacteurs Plusieurs ont déjà été développés pour étudier la mécanobiologie des valves cardiaques natives ou conçu 6-9. Bioréacteurs pulsatile ont également été développées pour étudier une gamme de tissus, y compris le cartilage 10, 11 os et de la vessie 12. Le but de ce travail était de développer un système de pression cyclique qui pourrait être utilisée pour élucider la réponse biologique de tracts de la valve aortique à des charges de pression accrue. Le système se composait d&#39;une chambre d&#39;acrylique dans lequel placer des échantillons et de produire une pression cyclique, vannes à membrane viton électrovannes pour contrôler la synchronisation du cycle de pression, et un ordinateur pour contrôler des appareils électriques. La pression a été contrôlée à l&#39;aide d&#39;un transducteur de pression, et le signal a été conditionné à l&#39;aide d&#39;un conditionneur cellule de charge. Un programme LabVIEW réglementées utilisant la pression d&#39;un périphérique analogique à la pompe à air comprimé dans le système au taux approprié. Le système a imité les niveaux dynamiques de pression transvalvulaire associés à la valve aortique, une vague en dents de scie produit une augmentation progressive de la pression, typique du gradient de pression transvalvulaire qui est présent à travers la vanne pendant la diastole, suivie d&#39;une forte chute de pression représentant ouverture de la vanne de systole. Le programme LabVIEW permet aux utilisateurs de contrôler l&#39;ampleur et la fréquence de la pression cyclique. Le système a été en mesure de soumettre des échantillons de tissus à des conditions de pression physiologique et pathologique. Ce dispositif peut être utilisé pour accroître notre compréhension de la façon dont les valves cardiaques de réagir aux changements dans l&#39;environnement local mécanique.

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

Un bioréacteur pression cyclique capable de soumettre des tissus de valves cardiaques à des conditions de pression physiologique et pathologique a été conçu. Un programme LabVIEW permet aux utilisateurs de contrôler l&#39;ampleur de pression, l&#39;amplitude et la fréquence. Ce dispositif peut être utilisé pour étudier la mécanobiologie des tissus de valves cardiaques ou des cellules isolées.

Conception d&#39;un bioréacteur pour la pression cyclique Ex Vivo Étude des valves cardiaques aortiques

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

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