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

Denna forskning stöds delvis av NIH RO3-EB007299-02 och NSF EPSCoR First Award.

1. Tissue Construct Preparation Vävnaden bygger beredningsprocessen består av tre steg: expansion av cellpopulation, sådd av celler på ett biomaterial ställning och differentiering genom användning av kemiska signalmolekyler. Förfarandet för konstruktionen beredning bygger på metoder som utförs av Dennis et al. Hong et al. Och Marion och Mao 8,9,10. <ol><li> Efter odling och expansion av cellinjen, frö de humana mesenkymala stamceller (MSCs h)</e...

<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>

Vid detta förfarande är förfarandet enligt MRE för vävnadsutvecklade konstruktioner demonstrerats från cellberedning till genereringen av en elastogram. Genom att tillämpa en icke-förstörande mekanisk bedömning metod till tissue engineering rörledningen är det nu möjligt att utvärdera förändringar i modifierade konstruktioner under flera stadier av utveckling. Dessutom kompletterar MRE andra MR-metoder för övervakning vävnadsteknisk konstruerar som diffusion, magnetisering överföring, och kemisk ski...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialet Namn </td><td> Typ </td><td> Företaget </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> Lagra vid 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> Lagra vid -20 ° C </td></tr><tr><td> Dexametason </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D2915 </td><td></td></tr><tr><td> 3-isobutyl-1-metylxantin </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I5879 </td><td> Lagra vid -20 ° C </td></tr><tr><td> Insulin-bovin pankreas </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I6634 </td><td> Lagra vid -20 ° C </td></tr><tr><td> Indometacin </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> I7378 </td><td></td></tr><tr><td> Β-glycerofosfat </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G9891 </td><td></td></tr><tr><td> L-askorbinsyra-2-fosfat </td><td> Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A8960 </td><td></td></tr><tr><td> Gelfoam </td><td> Scaffold </td><td> Pharmacia &amp; Upjohn Co </td><td> 09-0315-08 </td><td></td></tr><tr><td> Humana mesenkyma stamceller </td><td> Cellinje </td><td> Lonza </td><td> PT-2501 </td><td></td></tr><tr><td> 9.4T MR skanner </td><td> Utrustning </td><td> Agilent </td><td></td><td> 400MHz WB </td></tr><tr><td> 10 mm Litz Spole </td><td> Utrustning </td><td> Doty Scientific </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Laser Doppler Vibrometerprobe </td><td> Utrustning </td><td> Polytec </td><td> PDV-100 </td><td></td></tr><tr><td> Vibrosoft (20) </td><td> Mjukvara </td><td> Polytec </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Funktionsgenerator </td><td> Utrustning </td><td> Agilent </td><td> AFG 3022B </td><td></td></tr><tr><td> Förstärkaren </td><td> Utrustning </td><td> Piezo Inc </td><td> EPA-104-115 </td><td></td></tr><tr><td> Piezo Bockning motor </td><td> Utrustning </td><td> Piezo inkl. </td><td> T234-A4Cl-203X </td><td></td></tr><tr><td> Dator-Linux </td><td> Utrustning </td><td> Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Minne: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Computer-Windows </td><td> Utrustning </td><td> Processor: Intel Core 2 Duo E8400 Minne: 2G </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MATLAB </td><td> Mjukvara </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

Traditionella mekaniska tester resulterar ofta i förstörelsen av provet, och i fallet av långsiktiga vävnadstekniska uppföra studier är användningen av destruktiva bedömning inte acceptabelt. En föreslagen alternativ är användningen av ett bildgivande förfarande kallas magnetisk resonans elastografi. Elastografi är en icke-förstörande metod för att bestämma konstruerade resultatet genom att mäta lokala mekaniska fastighetsvärden (dvs. komplex skjuvmodul), vilka är viktiga markörer för att identifiera struktur och funktionalitet av en vävnad. Som en icke-invasiv medel för utvärdering, har övervakningen av tekniska konstruktioner med avbildningsmetoder såsom magnetisk resonanstomografi (MRT) ses allt större intresse under det senaste decenniet 1. Till exempel har de magnetiska resonans (MR) tekniker för diffusion och relaxometry kunnat karakterisera de förändringar i kemiska och fysikaliska egenskaper under manipulerade vävnaden utveckling 2. Den metod som föreslås iFöljande protokoll använder mikroskopisk resonans elastografi (μMRE) som en icke invasiv MR baserad teknik för att mäta de mekaniska egenskaperna hos små mjuka vävnader 3. MRE uppnås genom koppling av en sonisk mekaniskt manövreringsorgan med vävnaden av intresse och registrering av den skjuvningsvåg förökning med en MR skanner 4. Nyligen har μMRE använts i tissue engineering förvärva grundläggande tillväxt information som traditionellt mäts med hjälp av destruktiva mekaniska makroskopiska tekniker 5. I det följande förfarandet är elastografi uppnås genom avbildning av konstruerade konstruktioner med en modifierad Hahn spinn-eko-sekvensen kopplad till en mekaniskt manövreringsorgan. Såsom visas i figur 1, synkroniserar den modifierade sekvensen bildförvärv med överföring av externa skjuvningsvågor, därefter är rörelsen sensibiliseras genom användning av oscillerande bipolära par. Efter samling bilder med positiva och negativa rörelser sensibiliseringning, komplex division av de data som producerar en skjuvningsvåg bild. Därefter bilden utvärderas med användning av en inversion algoritm för att generera en skjuvstyvhet karta 6. De resulterande mätningar vid varje voxel har visats korrelera starkt (R 2&gt; 0,9914) med data som insamlas med användning av dynamisk mekanisk analys 7. I denna studie är elastografi integreras i vävnaden utvecklingsprocessen för övervakning av mänskliga mesenkymala stamceller (h MSC) differentiering till adipogena och osteogen konstruktioner som visas 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

Förfarandet visar metodiken för magnetisk resonans elastografi för övervakning av manipulerade resultatet av fett-och osteogena vävnadstekniska konstruktioner genom icke-invasiv lokal bedömning av de mekaniska egenskaper med hjälp av mikroskopiska magnetkamera elastografi (μMRE).

Magnetic Resonance elastografi Metodik för utvärdering vävnadstekniska Construct tillväxt

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

Bioluminescence Imaging för bedömning av immunsvaret efter implantationen av Engineered hjärtvävnad (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 för relativ Hydrodynamisk Bedömning av Tri-broschyr 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 teknik för implantation av vävnadstekniska kärlimplantat och efterföljande<em&gt; In Vivo</em&gt; Övervakning

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

Athymiska Rat modell för utvärdering av Engineered främre korsband 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

Polyelektrolytkomplex för Heparin Binding Domain osteogent Growth Factor Leverans

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

Automatiserad Contraction analys av Human Engineered hjärtvävnad för 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

Metabolt stöd av censurerade, levande hjärnans vävnader under magnetresonans mikroskopi förvärvet

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

Specialkonstruerade vävnadsodling formar från lasergraverade 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

Lokalt av primära nedsatt vävnad segment och inkorporering med romanen byggnadsställning-fri konstruktion teknik

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

Tillverkning av bukaorta Hydrogel vävnad-härma fantomer för ultraljud elastografi validering

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