Name: a 3d system for culturing human articular chondrocytes in synovial fluid
Uploaded: 2012-01-31T13:00:00
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Wir möchten Robin Nye (Tufts Medical Center), Tomoya Uchimura und Dana Cairns (Tufts University) für die Bereitstellung von Hilfe bei der Gelenkflüssigkeit Lagerung und Zentrifugation danken. Diese Arbeit wurde von den NIH (1R01AR059106-01A1) für LZ finanziert

Ein 3D-System zur Kultivierung von menschlichen Chondrozyten in der Synovialflüssigkeit In dieser Arbeit haben wir die menschliche Chondrozyten in Alginatkügelchen mit einem modifizierten Herstellung-schlug Encapsulation Protokoll (Lonza, und 31) gekapselt. Mit Hilfe dieser 3D-Konstrukte, haben wir ein System zur Kultivierung von Zellen in einem Kulturmedium, das abwechslungsreiche Prozentsätze der menschlichen Synovialflüssigkeit entwickelt und bewertet diese 3D-Konstrukte f?...

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	<li>Centers for Disease Control and P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projected+state-specific+increases+in+self-reported+doctor-diagnosed+arthritis+and+arthritis-attributable+activity+limitations--United+States,+2005-2030.">Projected state-specific increases in self-reported doctor-diagnosed arthritis and arthritis-attributable activity limitations--United States, 2005-2030.</a> MMWR. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 56, 423-425 (2007).</li><li>Theis, K. A., Murphy, L., Hootman, J. M., Helmick, C. G., Yelin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+and+correlates+of+arthritis-attributable+work+limitation+in+the+US+population+among+persons+ages+18-64:+2002+National+Health+Interview+Survey+Data.">Prevalence and correlates of arthritis-attributable work limitation in the US population among persons ages 18-64: 2002 National Health Interview Survey Data.</a> Arthritis Rheum. 57, 355-363 (2007).</li><li>Chung, C., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+cartilage+tissue.">Engineering cartilage tissue.</a> Adv. Drug. Deliv. Rev. 60, 243-262 (2008).</li><li>Glowacki, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+engineering+of+cartilage.">In vitro engineering of cartilage.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 37, 171-177 (2000).</li><li>Chokalingam, K., Hunter, S. A., Gooch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-In+vitro+Effects+of+Compression+and+Time+in+Culture+on+Aggregate+Modulus+and+on+Gene+Expression+and+Protein+content+of+Collagen+Type+II+in+Murine+Chondrocytes.">3D-In vitro Effects of Compression and Time in Culture on Aggregate Modulus and on Gene Expression and Protein content of Collagen Type II in Murine Chondrocytes.</a> Tissue Eng. Part A. , (2009).</li><li>Butler, D. L., Goldstein, S. A., Guilak, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+tissue+engineering:+the+role+of+biomechanics.">Functional tissue engineering: the role of biomechanics.</a> J. Biomech. Eng. 122, 570-575 (2000).</li><li>Goldring, M. B., Goldring, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis.">Osteoarthritis.</a> J. Cell. Physiol. 213, 626-634 (2007).</li><li>Zvaifler, N. J., Firestein, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytokines+in+chronic+inflammatory+synovitis.">Cytokines in chronic inflammatory synovitis.</a> Scand. J. Rheumatol. Suppl. 76, 203-210 (1988).</li><li>Rhee, D. K., Marcelino, J., Baker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+secreted+glycoprotein+lubricin+protects+cartilage+surfaces+and+inhibits+synovial+cell+overgrowth.">The secreted glycoprotein lubricin protects cartilage surfaces and inhibits synovial cell overgrowth.</a> J. Clin. Invest. 115, 622-631 (2005).</li><li>Campo, G. M., Avenoso, A., Nastasi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronan+reduces+inflammation+in+experimental+arthritis+by+modulating+TLR-2+and+TLR-4+cartilage+expression.">Hyaluronan reduces inflammation in experimental arthritis by modulating TLR-2 and TLR-4 cartilage expression.</a> Biochim. Biophys. Acta. , (2011).</li><li>van de Lest, C. H., van den Hoogen, B. M., van Weeren, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loading-induced+changes+in+synovial+fluid+affect+cartilage+metabolism.">Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism.</a> Biorheology. 37, 45-55 (2000).</li><li>Saxne, T., Heinegard, D., Wollheim, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+arthritic+synovial+fluid+influences+proteoglycan+biosynthesis+and+degradation+in+organ+culture+of+bovine+nasal+cartilage.">Human arthritic synovial fluid influences proteoglycan biosynthesis and degradation in organ culture of bovine nasal cartilage.</a> Coll. Relat. Res. 8, 233-247 (1988).</li><li>Lee, D. A., Salih, V., Stockton, E. F., Stanton, J. S., Bentley, G. <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+normal+synovial+fluid+on+the+metabolism+of+articular+chondrocytes+in+vitro.">Effect of normal synovial fluid on the metabolism of articular chondrocytes in vitro.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. , 228-238 (1997).</li><li>Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrocyte+nonresponsiveness+to+insulin-like+growth+factor+1+in+experimental+arthritis.">Chondrocyte nonresponsiveness to insulin-like growth factor 1 in experimental arthritis.</a> Arthritis Rheum. 32, 894-900 (1989).</li><li>Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van Wyk, J. J., van de Putte, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin-like+growth+factor+stimulation+of+chondrocyte+proteoglycan+synthesis+by+human+synovial+fluid.">Insulin-like growth factor stimulation of chondrocyte proteoglycan synthesis by human synovial fluid.</a> Arthritis Rheum. 32, 66-71 (1989).</li><li>Joosten, L. A., Schalkwijk, J., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrocyte+unresponsiveness+to+insulin-like+growth+factor-1.+A+novel+pathogenetic+mechanisms+for+cartilage+destruction+in+experimental+arthritis.">Chondrocyte unresponsiveness to insulin-like growth factor-1. A novel pathogenetic mechanisms for cartilage destruction in experimental arthritis.</a> Agents Actions. 26, 193-195 (1989).</li><li>Schuerwegh, A. J., Dombrecht, E. J., Stevens, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synovial+fluid+and+peripheral+blood+immune+complexes+of+patients+with+rheumatoid+arthritis+induce+apoptosis+in+cytokine-activated+chondrocytes.">Synovial fluid and peripheral blood immune complexes of patients with rheumatoid arthritis induce apoptosis in cytokine-activated chondrocytes.</a> Rheumatol. Int. 27, 901-909 (2007).</li><li>Hegewald, A. A., Ringe, J., Bartel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyaluronic+acid+and+autologous+synovial+fluid+induce+chondrogenic+differentiation+of+equine+mesenchymal+stem+cells:+a+preliminary+study.">Hyaluronic acid and autologous synovial fluid induce chondrogenic differentiation of equine mesenchymal stem cells: a preliminary study.</a> Tissue Cell. 36, 431-438 (2004).</li><li>Xu, Q. R., Dong, Y. H., Chen, S. L., Bao, C. D., Du, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degeneration+of+normal+articular+cartilage+induced+by+late+phase+osteoarthritic+synovial+fluid+in+beagle+dogs.">Degeneration of normal articular cartilage induced by late phase osteoarthritic synovial fluid in beagle dogs.</a> Tissue Cell. 41, 13-22 (2009).</li><li>Kruger, J. P., Endres, M., Neumann, K., Haupl, T., Erggelet, C., Kaps, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondrogenic+differentiation+of+human+subchondral+progenitor+cells+is+impaired+by+rheumatoid+arthritis+synovial+fluid.">Chondrogenic differentiation of human subchondral progenitor cells is impaired by rheumatoid arthritis synovial fluid.</a> J. Orthop. Res. 28, 819-827 (2010).</li><li>Steinhagen, J., Bruns, J., Niggemeyer, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfusion+culture+system:+Synovial+fibroblasts+modulate+articular+chondrocyte+matrix+synthesis+in+vitro.">Perfusion culture system: Synovial fibroblasts modulate articular chondrocyte matrix synthesis in vitro.</a> Tissue Cell. 42, 151-157 (2010).</li><li>Yang, K. G., Saris, D. B., Verbout, A. J., Creemers, L. B., Dhert, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+synovial+fluid+from+injured+knee+joints+on+in+vitro+chondrogenesis.">The effect of synovial fluid from injured knee joints on in vitro chondrogenesis.</a> Tissue Eng. 12, 2957-2964 (2006).</li><li>Skoog, V., Widenfalk, B., Ohlsen, L., Wasteson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+growth+factors+and+synovial+fluid+on+chondrogenesis+in+perichondrium.">The effect of growth factors and synovial fluid on chondrogenesis in perichondrium.</a> Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. Hand. Surg.. 24, 89-95 (1990).</li><li>Nuver-Zwart, I., Schalkwijk, J., Joosten, L. A., van den Berg, W. B., van de Putte, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+synovial+fluid+and+synovial+fluid+cells+on+chondrocyte+metabolism+in+short+term+tissue+culture.">Effects of synovial fluid and synovial fluid cells on chondrocyte metabolism in short term tissue culture.</a> J. Rheumatol. 15, 210-216 (1988).</li><li>Beekhuizen, M., Bastiaansen-Jenniskens, Y. M., Koevoet, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritic+synovial+tissue+inhibits+proteoglycan+production+in+human+osteoarthritic+cartilage;+Establishment+and+characterisation+of+a+long-term+coculture.">Osteoarthritic synovial tissue inhibits proteoglycan production in human osteoarthritic cartilage; Establishment and characterisation of a long-term coculture.</a> Arthritis Rheum. , (2011).</li><li>Rodrigo, J. J., Steadman, J. R., Syftestad, G., Benton, H., Silliman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+human+knee+synovial+fluid+on+chondrogenesis+in+vitro.">Effects of human knee synovial fluid on chondrogenesis in vitro.</a> Am. J. Knee. Surg. 8, 124-129 (1995).</li><li>van den Hoogen, B. M., van de Lest, C. H., van Weeren, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loading-induced+changes+in+synovial+fluid+affect+cartilage+metabolism.">Loading-induced changes in synovial fluid affect cartilage metabolism.</a> Br. J. Rheumatol. 37, 671-676 (1998).</li><li>Webb, G. R., Westacott, C. I., Elson, 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=Osteoarthritic+synovial+fluid+and+synovium+supernatants+up-regulate+tumor+necrosis+factor+receptors+on+human+articular+chondrocytes.">Osteoarthritic synovial fluid and synovium supernatants up-regulate tumor necrosis factor receptors on human articular chondrocytes.</a> Osteoarthritis Cartilage. 6, 167-176 (1998).</li><li>Kook, S. H., Son, Y. O., Lee, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+affects+positively+the+proliferation+of+bovine+satellite+cells+and+their+myogenic+differentiation+through+up-regulation+of+MyoD.">Hypoxia affects positively the proliferation of bovine satellite cells and their myogenic differentiation through up-regulation of MyoD.</a> Cell. Biol. Int. 32, 871-878 (2008).</li><li>Knobloch, T. J., Madhavan, S., Nam, J., Agarwal, S., Agarwal, S. <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+chondrocytic+gene+expression+by+biomechanical+signals.">Regulation of chondrocytic gene expression by biomechanical signals.</a> Crit. Rev. Eukaryot. Gene. Expr. 18, 139-150 (2008).</li><li>Guo, J. F., Jourdian, G. W., MacCallum, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Culture+and+growth+characteristics+of+chondrocytes+encapsulated+in+alginate+beads.">Culture and growth characteristics of chondrocytes encapsulated in alginate beads.</a> Connect. Tissue. Res. 19, 277-297 (1989).</li><li>Toegel, S., Huang, W., Piana, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+reliable+reference+genes+for+qPCR+studies+on+chondroprotective+action.">Selection of reliable reference genes for qPCR studies on chondroprotective action.</a> BMC. Mol. Biol. 8, 13-13 (2007).</li><li>Lin, Z., Fitzgerald, J. B., Xu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+expression+profiles+of+human+chondrocytes+during+passaged+monolayer+cultivation.">Gene expression profiles of human chondrocytes during passaged monolayer cultivation.</a> J. Orthop. Res. 26, 1230-1237 (2008).</li><li>Goessler, U. R., Bieback, K., Bugert, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+chondrocytes+differentially+express+matrix+modulators+during+in+vitro+expansion+for+tissue+engineering.">Human chondrocytes differentially express matrix modulators during in vitro expansion for tissue engineering.</a> Int. J. Mol. Med. 16, 509-515 (2005).</li><li>Anat, 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> 121, 107-118 (1976).</li></ol>

In diesem Bericht haben wir eine Methode, die für die Kultivierung humaner Chondrozyten ermöglicht in einer 3D-Umgebung in Medium, das hohe Konzentrationen von menschlichen Gelenkflüssigkeit enthält. Synovialflüssigkeit ist eine der wichtigsten Komponenten, die die natürliche Umwelt darstellen in der Gelenkpfanne, wo Chondrozyten befinden. Allerdings hat die Viskosität der Gelenkflüssigkeit eine große Herausforderung für die dreidimensionale langfristige Kultivierung von Chondrozyten wurde. Zur Überwindung de...

Tabelle der spezifischen Reagenzien und Geräte: <table border="1"><tr><th> Name des Reagens </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare </th></tr><tr><td> Alginat (Alginsäure Natriumsalz) </td><td> Sigma </td><td> A2158-250G </td><td> 2,4%-Lösung bei 40 ° C gelagert </td></tr><tr><td> Calciumchlorid-Dihydrat, Granular </td><td> JT Baker </td><td> A19339 </td><td></td></tr><tr><td width="239" rowspan="2" > Chondrogene Nährmedien </td><td width="254" rowspan="2" > Lonza </td><td width="182" > CC-3156 (base Medien) </td><td width="141" rowspan="2" ></td></tr><tr><td width="182" > CC-4409 (Ergänzung) </td></tr><tr><td width="239" rowspan="2" > Chondrogene Differenzierung Medien </td><td width="254" rowspan="2" > Lonza </td><td width="182" > CC-3226 (base Medien) </td><td width="141" rowspan="2" ></td></tr><tr><td width="182" > CC-4408 (Ergänzung) </td></tr><tr><td> Menschliche Chondrozyten </td><td> Lonza </td><td > CC-2550 </td><td></td></tr><tr><td> DAPI (4 &#39;,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochlorid) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td > D9542 </td><td></td></tr><tr><td> RNeasy Mini Kit (für RNA-Extraktion) </td><td> Qiagen </td><td > 74104 </td><td></td></tr><tr><td> PCR-Reagenzien: SYBR-Grün </td><td> Quanta </td><td > 95053-500 </td><td></td></tr><tr><td> 12 ml Spritze </td><td> Tyco-Kendall-Monoject </td><td > 512852 </td><td></td></tr><tr><td> 22-Gague Injektionsnadel </td><td> Tyco-Kendall-Monoject </td><td > 8881 </td><td></td></tr><tr><td> Mikroskop </td><td> Olymp </td><td > IX71 </td><td></td></tr><tr><td> Platform Wippe </td><td> Thermoscientific Thermolyne </td><td > Vari-mix </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Primer-Sequenzen </td><td></td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Collagen IIa-forward </td><td> 5&#39;-TTC ATC CCA CCC TCT CAC AGT-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Collagen IIa-reverse </td><td> 5&#39;-CCTCTGCCTTGACCCGAA-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> MMP13-forward </td><td> 5&#39;-TGT GCC CTT CTT CAC ACA GAC ACT-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> MMP13-reverse </td><td> 5&#39;-GAG AGC AGA CTT TGA GTC ATT GCC-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Caspase 3-vorne </td><td> 5&#39;-TCA TTA TTC AGG CCT GCC GTG GTA-3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr><tr><td> Caspase 3-reverse </td><td> 5&#39;-TGG ATG AAC CAG GAG CCA TCC TTT -3 &#39; </td><td ></td><td></td></tr></table>

a 3d system for culturing human articular chondrocytes in synovial fluid

Knorpelabbau ist ein zentrales pathologisches Merkmal der Arthrose, eine führende Ursache von Behinderungen in den USA. Knorpel in den Erwachsenen nicht sehr effizient regenerieren in vivo, und als Ergebnis führt Arthrose, Knorpel Verlust irreversibel und wird von chronischen Schmerzen und Unbeweglichkeit 1,2 begleitet. Cartilage Tissue Engineering bietet vielversprechende Möglichkeiten, sich zu regenerieren und wiederherstellen Gewebe-Funktion. Diese Technologie umfasst in der Regel Aussaat Chondrozyten in natürlichen oder synthetischen Gerüsten und Kultivieren der resultierenden 3D in einem ausgewogenen Medium bauen über einen Zeitraum von Zeit, mit dem Ziel der Technik ein biochemisch und biomechanisch ausgereifte Gewebe, das in eine Fehlstelle in vivo 3-6 können transplantiert werden . Das Erreichen einer optimalen Voraussetzung für Wachstum und Chondrozyten-Matrix Ablagerung ist für den Erfolg von Knorpel Tissue Engineering unverzichtbar. In der nativen Gelenkspalt, Knorpel an der articdere Oberfläche des Knochens ist in Gelenkflüssigkeit gebadet. Diese klare und viskose Flüssigkeit liefert Nährstoffe an die avaskuläre Gelenkknorpel und enthält Wachstumsfaktoren, Zytokine und Enzyme, die wichtig sind für Chondrozytenmetabolismus 7,8. Darüber hinaus erleichtert Synovialflüssigkeit reibungsarme Bewegung zwischen knorpeligen Oberflächen hauptsächlich durch Sekretion zwei Hauptkomponenten, Hyaluronsäure und lubricin 9 10. Im Gegensatz dazu ist Gewebezüchtung Knorpel meist in künstlichen Medien kultiviert. Während dieser Medien eher in der Lage sind, mehr definierten Bedingungen für das Studium Chondrozytenmetabolismus bieten, Synovialflüssigkeit am besten reflektiert die natürliche Umwelt, von denen Chondrozyten wohnen in. In der Tat hat Synovialflüssigkeit den Vorteil, leicht zu beschaffen und zu speichern, und können oft regelmäßig durch den Körper wieder aufgefüllt werden. Mehrere Gruppen haben das Kulturmedium mit Gelenkflüssigkeit ergänzt wachsende Mensch, Rind, Kaninchen und Hund chondrocytes, aber meist nur geringe Mengen von Gelenkflüssigkeit (unter 20%) 11-25 verwendet. Während Huhn, Pferd und Mensch Chondrozyten in das Medium mit höherer Prozentsatz der Gelenkflüssigkeit gezüchtet haben, wurden diese Kultur Systemen zweidimensionalen 26-28. Hier präsentieren wir unsere Methode der Züchtung menschlichen Chondrozyten in ein 3D-System mit einem hohen Anteil von Gelenkflüssigkeit (bis zu 100%) über einen Zeitraum von 21 Tagen. Dabei überwanden wir eine große Hürde durch die hohe Viskosität der Gelenkflüssigkeit vor. Dieses System bietet die Möglichkeit des Studiums humanen Chondrozyten in Synovialflüssigkeit in einer 3D-Umgebung, die weiter mit zwei weiteren wichtigen Faktoren (Sauerstoff-Partialdruck und mechanischer Belastung) 29,30, dass die natürliche Umwelt darstellen für Knorpel, die natürliche Milieu für imitieren können kombiniert werden Knorpel Wachstum. Darüber hinaus kann dieses System auch für die Bestimmung von Gelenkflüssigkeit Aktivität auf Chondrozyten verwendet werden und bieten eine Plattform für die EntwicklungKnorpelregeneration Technologien und therapeutische Optionen für Arthritis.

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A 3D System for Culturing Human Articular Chondrocytes in Synovial Fluid

Ein 3D-System zur Kultivierung menschlichen Chondrozyten in ein hohes Maß an Gelenkflüssigkeit beschrieben. Synovialflüssigkeit spiegelt den natürlichen Mikroumgebung für Gelenkknorpel, und kann leicht erreicht werden und gespeichert werden. Dieses System kann daher für die Untersuchung Knorpelregeneration und zum Screening von Therapeutika zur Behandlung von Arthritis verwendet werden.

Ein 3D-System für Züchtung menschlichen Chondrozyten in der Synovialflüssigkeit

Cartilage destruction is a central pathological feature of osteoarthritis, a leading cause of disability in the US. Cartilage in the adult does not ...

Research

JoVE Journal

Biology

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Ein System zur Kultivierung Iris Pigmentepithelzellen nach Lens Regeneration in Newt Study

Salamanders like newt and axolotl possess the ability to regenerate many of its lost body parts such as limbs, the tail with spinal cord, eye, brain, ...

Forschung

Biologie

Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

Effiziente Ableitung von Human Cardiac Vorstufen und Kardiomyozyten aus pluripotenten humanen embryonalen Stammzellen mit Small Molecule Induction

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based ...

A System for ex vivo Culturing of Embryonic Pancreas

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Ein System für<em&gt; Ex vivo</em&gt; Kultivierung von embryonalen Pankreas

The pancreas controls vital functions of our body,  including the production of digestive enzymes and regulation of blood sugar  levels1. Although in the ...

Analysis of Gene Function and Visualization of Cilia-Generated Fluid Flow in Kupffer's Vesicle

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Culturing of Human Nasal Epithelial Cells at the Air Liquid Interface

Die Kultivierung der menschlichen Nasen Epithelzellen an der Air flüssig-Grenzfläche

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Ein Verfahren zur Kultivierung von embryonalen<em&gt; C. elegans</em&gt; Zellen

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Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

Interzelluläre Gap Junction-Kommunikation: Eine funktionelle Biomarker zur Beurteilung Unerwünschte Auswirkungen von Schadstoffen und Toxinen und gesundheitlichen Vorteile von Natural Products

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

The Assembly and Application of 'Shear Rings': A Novel Endothelial Model for Orbital, Unidirectional and Periodic Fluid Flow and Shear Stress

Die Montage und Anwendung der &quot;Shear Ringe &#39;: A Novel Endothelial Modell für Orbital, unidirektional und periodische Strömungs- und Scherspannung

Deviations from normal levels and patterns of vascular fluid shear play important roles in vascular physiology and pathophysiology by inducing adaptive as ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

Magnetische aktiviert Zelle Sortieren Strategien zu isolieren und reinigen Synovial Flüssigkeit abgeleitet mesenchymalen Stammzellen aus einem Kaninchen-Modell

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...