Name: shock wave application to cell cultures
Uploaded: 2014-04-08T18:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Shock Wave Application to Cell Cultures at JoVE.com

المؤلفين أشكر راينر Schultheiss وولفغانغ شادن لإلهامهم لهذا النموذج. كما نشكر المسيحية Dorfmüller لله كل الجهود الجبارة الوقت لدعم البحوث لدينا. شكرا جزيلا لروبرت Göschl وهانز Hohenegger لتحقيق التقنية حذرا من أفكارنا!

إذن الأخلاقية بعد الحصول على الموافقة المسبقة الخطية من المرضى، تم الحصول على الحبل السري من العملية القيصرية في قسم أمراض النساء لعزل الخلايا البطانية الوريد السري الإنسان (HUVECs). أعطيت إذن من لجنة الأخلاق في جامعة انسبروك الطبية ...

<ol>
	<li>Haupt, G., Haupt, A., Ekkernkamp, A., Gerety, B., Chvapil, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+shock+waves+on+fracture+healing.">Influence of shock waves on fracture healing.</a> Urology. 39, 529-532 (1992).</li><li>Schaden, W., Fischer, A., Sailler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+shock+wave+therapy+of+nonunion+or+delayed+osseous+union.">Extracorporeal shock wave therapy of nonunion or delayed osseous union.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 387, 90-94 (2001).</li><li>Schaden, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+wave+therapy+for+acute+and+chronic+soft+tissue+wounds:+a+feasibility+study.">Shock wave therapy for acute and chronic soft tissue wounds: a feasibility study.</a> J. Surg. Res. 143, 1-12 (2007).</li><li>Tepek&#246;yl&#252;, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+wave+treatment+induces+angiogenesis+and+mobilizes+endogenous+CD31/CD34-positive+endothelial+cells+in+a+hindlimb+ischemia+model:+Implications+for+angiogenesis+and+vasculogenesis.">Shock wave treatment induces angiogenesis and mobilizes endogenous CD31/CD34-positive endothelial cells in a hindlimb ischemia model: Implications for angiogenesis and vasculogenesis.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 146, 971-978 (2013).</li><li>Nishida, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+cardiac+shock+wave+therapy+markedly+ameliorates+ischemia-induced+myocardial+dysfunction+in+pigs+in+vivo.">Extracorporeal cardiac shock wave therapy markedly ameliorates ischemia-induced myocardial dysfunction in pigs in vivo.</a> Circulation. 110, 3055-3061 (2004).</li><li>Fukumoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+cardiac+shock+wave+therapy+ameliorates+myocardial+ischemia+in+patients+with+severe+coronary+artery+disease.">Extracorporeal cardiac shock wave therapy ameliorates myocardial ischemia in patients with severe coronary artery disease.</a> Coron. Artery Dis. 17, 63-70 (2006).</li><li>Gotte, G., Amelio, E., Russo, S., Marlinghaus, E., Musci, G., Suzuki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-time+non-enzymatic+nitric+oxide+synthesis+from+L-arginine+and+hydrogen+peroxide+induced+by+shock+waves+treatment.">Short-time non-enzymatic nitric oxide synthesis from L-arginine and hydrogen peroxide induced by shock waves treatment.</a> FEBS Lett. 520, 153-155 (2002).</li><li>Wang, F. S., Wang, C. J., Huang, H. J., Chung, H., Chen, R. F., Yang, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+shock+wave+mediates+membrane+hyperpolarization+and+Ras+activation+for+osteogenesis+in+human+bone+marrow+stromal+cells.">Physical shock wave mediates membrane hyperpolarization and Ras activation for osteogenesis in human bone marrow stromal cells.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 287, 648-655 (2001).</li><li>Mittermayr, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracorporeal+shock+wave+therapy+(ESWT)+minimizes+ischemic+tissue+necrosis+irrespective+of+application+time+and+promotes+tissue+revascularization+by+stimulating+angiogenesis.">Extracorporeal shock wave therapy (ESWT) minimizes ischemic tissue necrosis irrespective of application time and promotes tissue revascularization by stimulating angiogenesis.</a> Ann. Surg. 253, 1024-1032 (2011).</li><li>Baker, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+mouse+aortic+ring+assay+to+study+angiogenesis.">Use of the mouse aortic ring assay to study angiogenesis.</a> Nat. Protoc. 22, 89-104 (2011).</li></ol>

أهمية النموذج المقترح لفي المختبر صدمة الموجة العلاج هو حقيقة أن موجات يمكن نشر بعد اجتياز ثقافة الخلية على النقيض من النماذج الحالية. وبالتالي، والآثار المادية المزعجة مثل القوات الشد يمكن تجنبها. نموذج أكثر شبها في ظروف الجسم الحي من ذلك من قبل الآخ?...

موجات الصدمة هي موجات ضغط الصوت الناتجة عن الافراج المفاجئ للطاقة، على سبيل المثال. كما الرعد عند البرق. في الطب وقد استخدمت موجات صدمة لأكثر من 30 عاما في تفتيت الحصى لتفكك حصى الكلى. منذ الاكتشاف العرضي للالحرقفي سماكة العظام في المرضى الذين تفتيت الحصى في 1980s في وقت مبكر، وأجريت أولى الدراسات لتقييم تأثير العلاج موجة الصدمة (سبحانه وتعالى) على العظام الشفاء 1. نتائج باهرة لتحسين الشفاء من nonunions العظام الطويلة يمكن ملاحظة 2. في وقت لاحق، تم توسيع مؤشرات لجروح الأنسجة الرخوة 3. وأظهرت نتائج البحوث الأساسية التي لا تسبب موجات الصدمة حافزا البيولوجية إلى الأنسجة المستهدفة دون أي ضرر لاحق. ويتبع الافراج عن عوامل النمو عائية (مثل VEGF، PlGF، جمعية جيل المستقبل) من خلال الأوعية الدموية كبيرة. أدى هذا إلى مزيد من التوسع في المؤشرات نحو الأمراض الدماغية. أظهرت مجموعتنا وآخرون ممثل المؤسسة إيجابيةإلخ من سبحانه وتعالى على مرض القلب الإقفاري في النماذج الحيوانية، وكذلك في التجارب السريرية 4-6. ومع ذلك، لا تزال الآلية الدقيقة لكيفية ترجمة الحافز المادي للسبحانه وتعالى في إشارة البيولوجية (mechanotransduction) مجهولة إلى حد كبير. كما الاهتمام سبحانه وتعالى من عدة مجالات الطب زيادات مستمر، والسعي لآلية يتم الحصول على أكثر وأكثر كثافة. لذلك، في المختبر التجارب صدمة الموجة تكتسب أهمية. إلى جانب الحد من التجارب على الحيوانات والفعالية من حيث التكلفة، وأكبر ميزة في المختبر صدمة الموجة العلاج (IVSWT) قد تكون إمكانية دراسة سلوك معين من نوع خلية معينة. في موجة الصدمة بوساطة تجديد الأنسجة على الأرجح وتشارك جميع الخلايا من الأنسجة المعالجة، وتناقش حتى الآثار النظامية. ومع ذلك، كل نوع من الخلايا تلعب دورا محددة ولها وظيفة جوهرية خاصة بها. IVSWT تمكننا من الكشف عن هذا خاصة على وظيفةالثانية مما يعطينا فهم أفضل للعمليات الأساسية المعقدة. المعرفة اليوم حول آثار موجة صدمة على الثقافات الخلية يتضمن زيادة الانتشار، تغيير مستقبلات غشاء الخلية، وزيادة وتسريع تمايز الخلايا، وإطلاق سراح من عوامل النمو والكيماوي جاذبة فضلا عن زيادة الهجرة الخلية 7-9. وقد وصفت الآثار المادية تشتيت في معظم نماذج في المختبر طرق مختلفة لتطبيق موجات الصدمة على الثقافات الخلية. هذه الحقيقة يؤدي إلى المشكلة أنه من الصعب للغاية لمقارنة النتائج، والظروف المادية من التحفيز الخلية هي مختلفة تماما بين هذه النماذج. بشكل عام، والتركيز كل النماذج القائمة على كيفية تطبيق أفضل موجات الصدمة على الخلايا. ومع ذلك، لا يزال هذا السؤال: ماذا يحدث لموجات بعد اجتياز خلية ثقافة؟ المشكلة الرئيسية هي أن اختلاف الصوتيةمقاومة من مستنبت الخلية والهواء المحيط هو أن عالية، أن أكثر من 99٪ من موجات الصدمة ينعكس الشكل 1. بسبب الاختلاف في مقاومة الصوتية من وسائل الإعلام اثنين تنعكس ليس فقط على موجات ولكن يحدث انتهاء مرحلة التحول من 180 درجة مما أدى إلى القوات الشد القوي للخلايا الشكل 2. يتم تعريف مقاومة الصوتية بوصفها نتاجا لكثافة مادة ولها Z سرعة الصوت = ρ خ ج. للمياه مقاومة الصوتية هو ZWater = 1،440،000 نانوثانية / م 3، لأنها ليست سوى الهواء 420 نانوثانية / م 3. الفرق كبير من هذه القيمتين النتائج في التأمل ومرحلة التحول من موجات الصدمة. مرحلة التحول يتحول نبض الضغط الايجابي إلى موجة الشد. حتى لو كان هذا قوة الشد ليست ضارة للخلايا، كونها تتعارض مع فكرة محاكاة آثار موجة الصدمة في الجسم الحي في المختبر. في الجسم الحي هذهقوات الشد بالكاد تحدث نتيجة لهياكل الجسم كبيرة. وعلاوة على ذلك، والجزء الخلفي تشغيل موجات يمكن حتى تعكر صفو تلك الواردة. قد يسبب هذا التدخل. ومن المعروف نوعين من التدخل. تدخل بناءة يعني أن يتم إضافة كل من موجات مما يؤدي إلى تضاعف السعة الشكل 3. يحدث التدخل المدمرة إذا تلبية موجات على طرفي نقيض. أنه يسبب الغاء موجات (الشكل 3). وبالتالي، IVSWT يحتاج إلى النموذج الذي تمكن موجات صدمة للنشر بعد اجتياز ثقافة الخلية. IVSWT حمام مائي الاعتبارات التالية المخاوف المذكورة أعلاه تقودنا إلى تصميم حمام مائي لتفادي المشاكل المذكورة الشكل 4. في الأساس، فإنه يتكون من زجاجي بني الحاويات مع غشاء لتوصيل كل نوع من موجة الصدمة قضيب. للاقتران بين هذا الغشاء ونقل قضيب الموجات فوق الصوتية جنرال الكتريكل لابد من استخدامها. يتم تعبئة حمام الماء بالماء degassed لتجنب التجويف يمكن أن تحدث إذا كان soluted الغاز داخل الماء. ألف سخان في أسفل مع جهاز استشعار درجة الحرارة مرتبطة إلى وحدة تحكم تمكن لتنظيم درجة الحرارة لتقليد في الجسم الحي والظروف لتجنب مزارع الخلايا ليبرد أثناء العملية. ويمكن عقد درجة حرارة ثابتة عند 37 درجة مئوية كما هو الحال عليه في حاضنة. حامل لعينات الخلايا يسمح لتخبط أي نوع من قارورة الثقافة أو أنبوب. وبالتالي، يتعين على السفينة العينة المراد شغلها تماما مع الثقافة المتوسطة، وفقاعات الهواء ستمنع موجات الصدمة! اسفين على شكل امتصاص في الجدار الخلفي للحمام يدمر موجات لكي لا ينعكس وتشغيل مرة أخرى لتفادي أي تشويش. وثمة ميزة أخرى لنماذج IVSWT الآخر هو إمكانية متفاوتة المسافة بين قضيب وقوارير الثقافة. نتائج مجموعتنا والآخرين الذين يستخدمون ليالي هذا النموذج بوضوحكيف أن كل نوع من الخلايا يتفاعل على وجه التحديد جدا لمعلمات معاملة مختلفة. وعلاوة على ذلك، وتحديد المسافة بين مصدر موجات وعينة أمر بالغ الأهمية، لأنها تتيح لنا السيطرة على الخلايا لتكون في موضع معين في ما يتعلق محور قضيب موجة الصدمة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="2002">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Orthogold shock wave device</td>
			<td colspan="2" style="width:756px;">Tissue Regeneration Technologies, Woodstock, GA &#8211; manufactured by MTS-Europe GmbH, Konstanz, Germany</td>
			<td style="width:827px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">IVSWT Water Bath V2.0</td>
			<td style="width:537px;">Johann Hohenegger - Technical Products</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">EBM-2 Basal Medium 500 m +EGM-2 SingleQuot Suppl.&#38;Growth Factors</td>
			<td style="width:537px;">Lonza</td>
			<td style="width:219px;">CC-3156 &#38; CC-4176</td>
			<td>This medium was used for the shown experiments with HUVECs to fill the cell culture flask. For other cell types, use the recommended medium.</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;"><a href="http://www.labplanet.com/pechiney-parafilm-m-pm996.html">Pechiney&#160;Parafilm M PM996</a></td>
			<td style="width:537px;">Pechiney Plastic Packaging</td>
			<td>PH-LF-PM996-EA at labplanet.com</td>
			<td>for sealing flasks</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Falcon Serological pipets 25ml</td>
			<td style="width:537px;">Becton Dickinson Labware</td>
			<td style="width:219px;">357525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">CellMate II Serological Pipette&#160;</td>
			<td style="width:537px;">Matrix Technologies</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">Skintact Ultrasonic Gel</td>
			<td style="width:537px;">Skintact</td>
			<td style="width:219px;">UL-01 250 ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">T25 cell culture flasks</td>
			<td style="width:537px;">COSTAR</td>
			<td style="width:219px;">3056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">mikrozid disinfectant</td>
			<td style="width:537px;">Sch&#252;lke</td>
			<td style="width:219px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">3,5l degassed water</td>
			<td style="width:537px;"></td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:420px;">paper towels</td>
			<td style="width:537px;"></td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

shock wave application to cell cultures

موجات الصدمة في الوقت الحاضر معروفة جيدا لآثارها التجدد. وأظهرت نتائج البحوث الأساسية التي لا تسبب موجات الصدمة حافزا البيولوجية لاستهداف الخلايا أو الأنسجة من دون أي ضرر لاحق. وبالتالي، في التجارب المختبرية ذات أهمية متزايدة. وقد وصفت وسائل مختلفة لتطبيق موجات الصدمة على الثقافات الخلية. بشكل عام، والتركيز كل النماذج القائمة على كيفية تطبيق أفضل موجات الصدمة على الخلايا. ومع ذلك، لا يزال هذا السؤال: ماذا يحدث لموجات بعد اجتياز خلية ثقافة؟ الفرق من مقاومة الصوتية من مستنبت الخلية والهواء المحيط هو أن عالية، أن أكثر من 99٪ من موجات الصدمة ينعكس! لذا قمنا بتطوير النموذج الذي يتكون أساسا من وعاء زجاجي بنيت التي تسمح للموجات لنشر في الماء بعد اجتياز ثقافة الخلية. هذا يتجنب الآثار التجويف فضلا عن انعكاس الموجات التي من شأنها أن تعكر صفو إلا تلك القادمة. وايعشر هذا النموذج ونحن قادرون على محاكاة الظروف في الجسم الحي وبالتالي كسب المزيد والمزيد من المعرفة حول كيفية يحصل ترجمة التحفيز المادي للموجات صدمة في إشارة الخلية البيولوجية (&quot;mechanotransduction&quot;).

باستخدام الطريقة الموصوفة طبقنا موجات الصدمة إلى الخلايا البطانية الوريد السري الإنسان (HUVECs) أننا المذكورة معزولة من الحبل السري. تم الحصول على الحبل السري من العمليات القيصرية الاختيارية. وعولج HUVECs في التقاء 90٪ في ثقافة خلية قا...

Watch this Scientific Journal Video about Shock Wave Application to Cell Cultures at JoVE.com

Shock Wave Application to Cell Cultures

موجات الصدمة في الوقت الحاضر معروفة جيدا لآثارها التجدد. لذا في المختبر التجارب هي من اهتمام متزايد. لذا طورنا نموذجا لفي المختبر صدمة موجة المحاكمات (IVSWT) التي تمكننا من تقليد في ظروف الجسم الحي وبالتالي تجنب الآثار المادية تشتيت.

صدمة الموجة التطبيق إلى الخلية الثقافات

Shock waves nowadays are well known for their regenerative effects. Basic research findings showed that shock waves do cause a biological stimulus to ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Bioengineering

Unit 1

Waves

SCIENTISTS IN ACTION

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

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

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

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

High-throughput, Automated Extraction of DNA and RNA from Clinical Samples using TruTip Technology on Common Liquid Handling Robots

عالية الإنتاجية، استخراج الآلي من DNA و RNA من العينات السريرية باستخدام تكنولوجيا TruTip على الروبوتات مناولة السائل المشترك

TruTip is a simple nucleic acid extraction  technology whereby a porous, monolithic binding matrix is inserted into a  pipette tip. The geometry of the ...

Engineering Fibrin-based Tissue Constructs from Myofibroblasts and Application of Constraints and Strain to Induce Cell and Collagen Reorganization

هندسة المستندة إلى الليفين يبني الأنسجة من Myofibroblasts وتطبيق القيود والضغط للحث على تنظيم الخلايا والكولاجين (إعادة)

Collagen content and organization in developing collagenous tissues can be influenced by local tissue strains and tissue constraint. Tissue engineers aim ...

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

هندسة الأنسجة اللحمية من الورم المكروية مع التطبيق على غزو الخلية السرطانية

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

In Vitro Model of Physiological and Pathological Blood Flow with Application to Investigations of Vascular Cell Remodeling

في المختبر نموذج الفسيولوجية والمرضية تدفق الدم مع التطبيق على التحقيقات الأوعية الدموية إعادة عرض خلية

Vascular disease is a common cause of death within the United States. Herein, we present a method to examine the contribution of flow dynamics towards ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

توليف حيويا الكريستال السائل المرنة كسوات كما السقالات الخليوي لزراعات الخلايا 3D المكانية

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

منطقة كبيرة Nanolithography مسبار المسح يسرت بمحاذاة تلقائية وتطبيقه على تصنيع الركيزة لدراسات ثقافة الخلية

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of ...

Establishing Single-Cell Based Co-Cultures in a Deterministic Manner with a Microfluidic Chip

إنشاء الثقافات المشتركة القائمة علي خليه واحده بطريقه قطعيه مع رقاقه ميكروفلويدريك

Cell co-culture assays have been widely used for studying cell-cell interactions between different cell types to better understand the biology of diseases ...

Increasing Durability of Dissociated Neural Cell Cultures Using Biologically Active Coralline Matrix

زيادة متانة مزارع الخلايا العصبية المنفصلة باستخدام مصفوفة المرجان النشطة بيولوجيا

Cultures of dissociated hippocampal neuronal and glial cells are a valuable experimental model for studying neural growth and function by providing high ...

Simultaneous Quantification of Selected Kynurenines Analyzed by Liquid Chromatography-Mass Spectrometry in Medium Collected from Cancer Cell Cultures

القياس الكمي المتزامن لـ Kynurenines المختارة التي تم تحليلها بواسطة الكروماتوغرافيا السائلة- القياس الطيفي الكتلي في المتوسط الذي تم جمعه من ثقافات الخلايا السرطانية

The kynurenine pathway and the tryptophan catabolites called kynurenines have received increased attention for their involvement in immune regulation and ...