Name: magnetic resonance elastography methodology for the evaluation of tissue engineered construct growth
Uploaded: 2012-02-09T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth at JoVE.com

Denne forskningen ble støttes delvis av NIH RO3-EB007299-02 og NSF EPSCoR First Award.

1. Tissue Construct Forberedelse Vevet konstruere forberedelse prosessen består av tre hovedtrinn: utvidelse av celle befolkning, såing av celler inn på en biomateriale stillas, og differensiering gjennom bruk av kjemiske signalmolekyler. Prosedyren for konstruktet forberedelse er basert på metoder utført av Dennis et al., Hong et al., Og Marion og Mao 8,9,10. <ol><li> Etter kultur og utvidelse av cellelinje, frø de menneskelige stamceller (h MSC...

<ol>
	<li>Xu, H., Othman, S. F., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+tissue+engineering+using+magnetic+resonance+imaging.">Monitoring tissue engineering using magnetic resonance imaging.</a> J. Biosci. Bioeng. 106, 515-527 (2008).</li><li>Xu, H., Othman, S. F., Hong, L., Peptan, I. A., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+microscopy+for+monitoring+osteogenesis+in+tissue-engineered+construct+in+vitro.">Magnetic resonance microscopy for monitoring osteogenesis in tissue-engineered construct in vitro.</a> Phys. Med. Biol. 51, 719-732 (2006).</li><li>Othman, S. F., Xu, H., Royston, T. J., Magin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscopic+magnetic+resonance+elastography+(microMRE.">Microscopic magnetic resonance elastography (microMRE.</a> Magn. Reson. Med. 54, 605-615 (2005).</li><li>Muthupillai, R., Lomas, D. J., Rossman, P. J., Greenleaf, J. F., Manduca, A., Ehman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+elastography+by+direct+visualization+of+propagating+acoustic+strain+waves.">Magnetic resonance elastography by direct visualization of propagating acoustic strain waves.</a> Science. 269, 1854-1857 (1995).</li><li>Othman, S. F., Curtis, E. T., Plautz, S. A., Pannier, A. P., Xu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+elastography+monitoring+of+tissue+engineered+constructs.">Magnetic resonance elastography monitoring of tissue engineered constructs.</a> NMR Biomed. , (2011).</li><li>Oliphant, T. E., Manduca, A., Ehman, R. L., Greenleaf, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex-valued+stiffness+reconstruction+for+magnetic+resonance+elastography+by+algebraic+inversion+of+the+differential+equation.">Complex-valued stiffness reconstruction for magnetic resonance elastography by algebraic inversion of the differential equation.</a> Magn. Reson. Med. 45, 299-310 (2001).</li><li>Ringleb, S. I., Chen, Q., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L., An, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+shear+wave:+comparison+to+a+dynamic+shear+material+test.">Quantitative shear wave: comparison to a dynamic shear material test.</a> Magn. Reson. Med. 53, 1197-1201 (2005).</li><li>Hong, L., Peptan, I., Clark, P., Mao, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+adipose+tissue+engineering+by+human+marrow+stromal+cell+seeded+gelatin+sponge.">Ex vivo adipose tissue engineering by human marrow stromal cell seeded gelatin sponge.</a> Ann. Biomed. Eng. 33, 511-517 (2005).</li><li>Dennis, J. E., Haynesworth, S. E., Young, R. G., Caplan, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteogenesis+in+marrow-derived+mesenchymal+cell+porous+ceramic+composites+transplanted+subcutaneously:+effect+of+fibronectin+and+laminin+on+cell+retention+and+rate+of+osteogenic+expression.">Osteogenesis in marrow-derived mesenchymal cell porous ceramic composites transplanted subcutaneously: effect of fibronectin and laminin on cell retention and rate of osteogenic expression.</a> Cell Transplant. 1, 23-32 (1992).</li><li>Marion, N. W., Mao, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem+cells+and+tissue+engineering.">Mesenchymal stem cells and tissue engineering.</a> Methods Enzymol. 420, 339-361 (2006).</li><li>Rydberg, J., Grimm, R., Kruse, S., Felmlee, J., McCracken, P., Ehman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+spin-echo+magnetic+resonance+elastography+of+the+brain.">Fast spin-echo magnetic resonance elastography of the brain.</a> , 1647-1647 (2001).</li><li>Kruse, S. A., Grim, R. C., Lake, D. S., Manduca, A., Ehman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+EPI+based+3D+MR+elastography+of+the+brain.">Fast EPI based 3D MR elastography of the brain.</a> , 3385-3385 (2006).</li></ol>

I denne prosedyren, er prosessen med MRE for vev konstruert konstruerer demonstrert fra celleforberedelsen til generering av en elastogram. Ved å anvende en destruktiv mekanisk vurdering metode til tissue engineering rørledningen, er det nå mulig å vurdere endringer i konstruerte konstruerer gjennom flere stadier av utviklingen. I tillegg utfyller MRE andre MR metoder for overvåking vev konstruert konstruerer som diffusjon, magnetization overføring, og kjemisk skift analyse 1. <p class="jove_content...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialnavn </td><td> Type </td><td> Firma </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> MSCGM-Bullet Kit </td><td> Reagens </td><td> Lonza </td><td> PT-3001 </td><td> Oppbevares ved 4 ° C </td></tr><tr><td> 1X DPBS </td><td> Reagens </td><td> Invitrogen </td><td> 21600-010 </td><td></td></tr><tr><td> 0,05% Trypsin-EDTA </td><td> Reagens </td><td> Gibco, Invitrogen </td><td> 25300-054 </td><td> Lagres ved -20 ° C </td></tr><tr><td> Dexamethasone </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D2915 </td><td></td></tr><tr><td> 3-Isobutyl-1-methylxanthine </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I5879 </td><td> Lagres ved -20 ° C </td></tr><tr><td> Insulin-storfe bukspyttkjertel </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I6634 </td><td> Lagres ved -20 ° C </td></tr><tr><td> Indomethacin </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I7378 </td><td></td></tr><tr><td> Β-Glycerophosphate </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G9891 </td><td></td></tr><tr><td> L-askorbinsyre 2-fosfat </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A8960 </td><td></td></tr><tr><td> Gelfoam </td><td> Stillas </td><td> Pharmacia &amp; Upjohn Co </td><td> 09-0315-08 </td><td></td></tr><tr><td> Human stamceller </td><td> Cellelinje </td><td> Lonza </td><td> PT-2501 </td><td></td></tr><tr><td> 9.4T MR skanner </td><td> Utstyr </td><td> Agilent </td><td></td><td> 400MHz WB </td></tr><tr><td> 10mm Litz Coil </td><td> Utstyr </td><td> Doty Scientific </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Laser Doppler Vibrometer </td><td> Utstyr </td><td> Polytec </td><td> PDV-100 </td><td></td></tr><tr><td> Vibrosoft (20) </td><td> Programvare </td><td> Polytec </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Funksjon generator </td><td> Utstyr </td><td> Agilent </td><td> AFG 3022B </td><td></td></tr><tr><td> Forsterker </td><td> Utstyr </td><td> Piezo Inc </td><td> EPA-104-115 </td><td></td></tr><tr><td> Piezo Bending motor </td><td> Utstyr </td><td> Piezo inc. </td><td> T234-A4Cl-203X </td><td></td></tr><tr><td> Computer-Linux </td><td> Utstyr </td><td> Prosessor: Intel Core 2 Duo E8400 Minne: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Computer-Windows </td><td> Utstyr </td><td> Prosessor: Intel Core 2 Duo E8400 Minne: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MATLAB </td><td> Programvare </td><td> Mathworks, Inc </td><td></td><td> 2009b </td></tr></tbody></table>

magnetic resonance elastography methodology for the evaluation of tissue engineered construct growth

Tradisjonell mekanisk testing resulterer ofte i ødeleggelsen av prøven, og i tilfelle av langsiktige vev konstruert konstruere studier, er bruk av ødeleggende vurdering ikke akseptabelt. Et foreslått alternativ er bruk av en avbildning prosess som kalles magnetisk resonans elastography. Elastography er en ikke-destruktiv metode for å avgjøre hvilken konstruert utfallet ved å måle lokale mekaniske egenskapsverdier (dvs. kompleks Skjærmodul), som er essensielle markører for å identifisere strukturen og funksjonaliteten til en vev. Som en noninvasive middel for evaluering, har overvåking av konstruerte konstruksjoner med bildediagnostikk som magnetisk resonans imaging (MRI) sett en økende interesse i det siste tiåret en. For eksempel har magnetisk resonans (MR) teknikker for diffusjon og relaxometry kunnet karakterisere endringer i kjemiske og fysiske egenskaper ved konstruerte vev utvikling to. Metoden foreslått ifølgende protokollen bruker mikroskopiske magnetisk resonans elastography (μMRE) som en ikke-invasiv MR-basert teknikk for å måle de mekaniske egenskapene til små myke vev 3. MRE oppnås ved å koble en sonisk mekanisk aktuator med vev av interesse og registrere shear bølgeutbredelse med en MR skanner fire. Nylig har μMRE blitt brukt i tissue engineering å tilegne seg viktig veksten informasjon som tradisjonelt måles ved hjelp av destruktive mekaniske makroskopiske teknikker 5. I det følgende prosedyre, er elastography oppnås gjennom avbildning av konstruerte konstruksjoner med en modifisert Hahn spin-ekko sekvens kombinert med en mekanisk aktuator. Som vist i figur 1, synkroniserer endret sekvens bilde oppkjøpet med overføring av eksterne skjærbølger, senere, er det bevegelse sensibilisert gjennom bruk av oscillerende bipolare par. Etter samling av bilder med positive og negative bevegelser sensitizasjon, kompleks divisjon av data produsere et skjær bølge bilde. Deretter blir bildet vurderes ved hjelp av en inversjon algoritme for å generere et skjær stivhet kart 6. De resulterende målinger ved hver voxel har vist seg å korrelere sterkt (R 2&gt; 0,9914) med data samlet inn ved hjelp dynamisk mekanisk analyse 7. I denne studien, er elastography integrert i vev utviklingsprosessen for å overvåke menneskelig mesenchymale stamcelle (h MSC) differensiering inn adipogenic og osteogenic konstruksjoner som vist i Figur 2.

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth at JoVE.com

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Prosedyren viser metodikken av magnetisk resonans elastography for å overvåke konstruert utfallet av fettvev og osteogenic vev konstruerte konstruerer gjennom noninvasive lokal vurdering av mekaniske egenskaper ved hjelp av mikroskopiske magnetisk resonans elastography (μMRE).

Magnetic Resonance Elastography Metodikk for vurdering av Tissue Engineered Construct Vekst

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue (EHT)

Bioluminescence Imaging for Assessment of Immune Responses Following Implantation of Engineered Heart Tissue EHT

Various techniques of cardiac tissue engineering have been pursued in the past decades including scaffolding strategies using either native or ...

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Protokoll for Relativ Hydrodynamisk Vurdering av Tri-brosjyre Polymer Ventiler

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Kirurgisk teknikk for Implantasjon av Tissue Engineered vaskulære implantater og Følgende<em&gt; I Vivo</em&gt; Overvåking

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Atymiske Rat Modell for Evaluering av Engineered Fremre korsbånd Grafts

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

Polyelectrolyte Complex for Heparin Binding Domain Osteogenic Growth Factor Delivery

Polyelektrolytkompleks for Heparin Binding Domain osteogene Growth Factor Levering

During reconstructive bone surgeries, supraphysiological amounts of growth factors are empirically loaded onto scaffolds to promote successful bone ...

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Automatisert Sammentrekning Analysis of Human Engineered hjertevev for Cardiac Drug Safety Screening

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Metabolic Support of Excised, Living Brain Tissues During Magnetic Resonance Microscopy Acquisition

Metabolsk støtte forbrukeravgift, levende hjernen vev under magnetisk resonans mikroskopi oppkjøpet

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic ...

Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters

Egendefinert utviklet vev kultur former fra Laser etset Masters

As the field of tissue engineering has continued to mature, there has been increased interest in a wide range of tissue parameters, including tissue ...

Microdissection of Primary Renal Tissue Segments and Incorporation with Novel Scaffold-free Construct Technology

Microdissection av primære nyre vev segmenter og innlemmelse med romanen stillaset-fri konstruksjon teknologi

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only ...

Manufacturing Abdominal Aorta Hydrogel Tissue-Mimicking Phantoms for Ultrasound Elastography Validation

Produksjon Abdominal Aorta Hydrogel vev-Mimicking Phantoms for ultralyd Elastography validering

Ultrasound (US) elastography, or elasticity imaging, is an adjunct imaging technique that utilizes sequential US images of soft tissues to measure the ...