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

Esta investigación fue financiada en parte por el NIH-SR3 EB007299-02 y NSF Premio EPSCoR Primera.

1. Preparación de tejidos Construct El tejido de la construcción de proceso de preparación consta de tres etapas principales: la expansión de la población de células, la siembra de células en un andamio biomaterial, y la diferenciación a través del uso de químicos moléculas de señalización. El procedimiento para la preparación de constructo se basa en métodos realizados por Dennis et al., Hong et al., Y Marion y Mao 8,9,10. <ol><li> Después de l...

<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>

En este procedimiento, el proceso de ERM para construcciones de ingeniería tisular se demuestra de preparación de células para la generación de una elastograma. Mediante la aplicación de un método no destructivo evaluación mecánica a la tubería ingeniería de tejidos, ahora es posible evaluar los cambios en las construcciones de ingeniería a lo largo de múltiples etapas de desarrollo. Además, ERM complementa otros métodos de resonancia magnética para el tejido de vigilancia construcciones de ingeniería ta...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del Material </td><td> Tipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> MSCGM Bullet-Kit </td><td> Reactivo </td><td> Lonza </td><td> PT-3001 </td><td> Almacenar a 4 ° C </td></tr><tr><td> 1X DPBS </td><td> Reactivo </td><td> Invitrogen </td><td> 21600-010 </td><td></td></tr><tr><td> 0,05% de tripsina-EDTA </td><td> Reactivo </td><td> Gibco, Invitrogen </td><td> 25300-054 </td><td> Almacenar a -20 ° C </td></tr><tr><td> La dexametasona </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D2915 </td><td></td></tr><tr><td> 3-isobutil-1-metilxantina </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I5879 </td><td> Almacenar a -20 ° C </td></tr><tr><td> La insulina bovina páncreas </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I6634 </td><td> Almacenar a -20 ° C </td></tr><tr><td> La indometacina </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I7378 </td><td></td></tr><tr><td> Β-glicerofosfato </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G9891 </td><td></td></tr><tr><td> Ácido L-ascórbico 2-fosfato </td><td> Reactivo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A8960 </td><td></td></tr><tr><td> Gelfoam </td><td> Andamio </td><td> Pharmacia &amp; Upjohn Co. </td><td> 09-0315-08 </td><td></td></tr><tr><td> Las células madre mesenquimales </td><td> Línea Celular </td><td> Lonza </td><td> PT-2501 </td><td></td></tr><tr><td> 9.4T MR escáner </td><td> Equipo </td><td> Agilent </td><td></td><td> 400MHz BM </td></tr><tr><td> 10 mm bobina Litz </td><td> Equipo </td><td> Doty Científico </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Vibrómetro láser Doppler </td><td> Equipo </td><td> Polytec </td><td> PDV-100 </td><td></td></tr><tr><td> Vibrosoft (20) </td><td> Software </td><td> Polytec </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Generador de funciones </td><td> Equipo </td><td> Agilent </td><td> AFG 3022B </td><td></td></tr><tr><td> Amplificador </td><td> Equipo </td><td> Piezo inc </td><td> EPA-104-115 </td><td></td></tr><tr><td> Piezo flexión del motor </td><td> Equipo </td><td> Piezo inc. </td><td> T234-A4Cl-203X </td><td></td></tr><tr><td> PC-Linux </td><td> Equipo </td><td> Procesador: Intel Core 2 Duo E8400 Memoria: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PC-Windows </td><td> Equipo </td><td> Procesador: Intel Core 2 Duo E8400 Memoria: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MATLAB </td><td> Software </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

Ensayos mecánicos tradicionales a menudo da como resultado la destrucción de la muestra, y en el caso de los tejidos a largo plazo diseñado construir estudios, el uso de la evaluación destructiva no es aceptable. Una alternativa propuesta es el uso de un proceso de imagen llamado elastografía por resonancia magnética. La elastografía es un método no destructivo para determinar el resultado de ingeniería mediante la medición de los valores locales de propiedad mecánica (es decir, complejo módulo de corte), que son esenciales para la identificación de marcadores de la estructura y funcionalidad de un tejido. Como un medio no invasivo para la evaluación, el seguimiento de las construcciones de ingeniería con técnicas de imagen como la resonancia magnética (RM) se ha visto un creciente interés en la última década 1. Por ejemplo, los de resonancia magnética (RM) las técnicas de difusión y relaxometría han sido capaces de caracterizar los cambios en las propiedades químicas y físicas durante el desarrollo de ingeniería tisular 2. El método propuesto enel protocolo siguiente, se utiliza elastografía microscópico resonancia magnética (μMRE) como una técnica no invasiva MR basado para medir las propiedades mecánicas de los tejidos blandos pequeñas 3. MRE se consigue mediante el acoplamiento de un actuador mecánico sónica con el tejido de interés y el registro de la propagación de la onda de cizallamiento con un escáner de RM 4. Recientemente, μMRE ha sido aplicada en la ingeniería de tejidos para adquirir información de crecimiento esencial que tradicionalmente se midió utilizando técnicas mecánicas destructivas macroscópicas 5. En el procedimiento siguiente, elastografía se logra mediante la formación de imágenes de construcciones de ingeniería con una modificación Hahn spin-eco secuencia junto con un actuador mecánico. Como se muestra en la Figura 1, la secuencia modificada de adquisición de imágenes se sincroniza con la transmisión de ondas de corte exteriores; posteriormente, el movimiento es sensibilizado a través del uso de la oscilación de los pares bipolares. Tras la recogida de las imágenes con movimiento positivo y negativo sensibilización, compleja división de los datos se encuentra una imagen de onda de corte. Entonces, la imagen se evaluó utilizando un algoritmo de inversión para generar un mapa rigidez cortante 6. Las mediciones resultantes en cada voxel se ha demostrado una correlación significativa (R 2&gt; 0,9914) con los datos recolectados a través de un análisis mecánico dinámico 7. En este estudio, la elastografía se integra en el proceso de desarrollo de los tejidos para el control de células madre mesenquimales humanas (h MSC) la diferenciación en las construcciones y adipogenic osteogénico, como se muestra en la Figura 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

El procedimiento muestra la metodología de la elastografía por resonancia magnética para supervisar el desenlace de ingeniería de tejido adiposo y las construcciones de ingeniería tisular a través de osteogénicas evaluación no invasiva local de las propiedades mecánicas mediante la elastografía por resonancia magnética microscópica (μMRE).

Metodología elastografía por resonancia magnética para la Evaluación de los tejidos Diseñado crecimiento Construct

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

Bioluminiscencia de imágenes para la evaluación de la respuesta inmune después de la implantación de tejido cardiaco de Ingeniería (EHT)

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

Investigación

Bioingeniería

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Protocolo para la evaluación relativa hidrodinámico de Tri-lámina polimérica Válvulas

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

Técnica quirúrgica para la implantación de la ingeniería tisular injertos vasculares y posterior<em&gt; En Vivo</em&gt; Monitoreo

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

Atímicos Rata Modelo de Evaluación de Ingeniería de ligamento cruzado anterior injertos

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

Complejo de polielectrolito para la unión a heparina de entrega osteogénico Factor de Crecimiento de dominio

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

Análisis automatizado contracción de ingeniería tisular para la Detección del Corazón Humano cardíaca Drug Safety

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

Apoyo metabólico de suprimidos, los tejidos de cerebro vivos durante la adquisición de la microscopía de resonancia magnética

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

Custom diseñado moldes de cultivo de tejidos de maestros grabado a láser

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

Microdisección de segmentos de tejido Renal primaria y la incorporación con la tecnología de construcción de andamio-libre nuevo

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

Fabricación de Aorta Abdominal hidrogel de tejido imitando fantasmas para la validación de la elastografía de ultrasonido

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