Name: shock wave application to cell cultures
Uploaded: 2014-04-08T18:30:00
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Gli autori ringraziano Reiner Schultheiss e Wolfgang Schaden per la loro ispirazione per questo modello. Ringraziamo anche Christian Dorfmüller per i suoi tutti gli enormi sforzi di tempo per sostenere la nostra ricerca. Molte grazie a Robert Göschl e Hans Hohenegger per un&#39;attenta realizzazione tecnica delle nostre idee!

Autorizzazione etica Dopo aver ottenuto il consenso informato scritto dei pazienti, cordoni ombelicali sono stati ottenuti da taglio cesareo presso il Dipartimento di Ginecologia per l&#39;isolamento di cellule umane endoteliali della vena ombelicale (HUVEC). Il permesso è stato dato dal comitato etico di Innsbruck Medical University (n. UN4435). 1. Preparare il bagno di acqua IVSWT <ol><li> Preparare 3,5 L di acqua di rubinetto in un apposito serbatoio. Acqua de...

<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>

Il significato del modello proposto per trattamento con onde d&#39;urto vitro in è il fatto che le onde possono propagarsi dopo aver superato la coltura cellulare in contrasto con i modelli esistenti. In tal modo, effetti fisici disturbanti come forze di trazione possono essere evitati. Il modello assomiglia più da vicino le condizioni in vivo di quella da altri applicando onde per loro fiasche di coltura cellulare direttamente. Un ulteriore vantaggio è la possibilità d...

Le onde d&#39;urto sono onde di pressione sonora derivanti da un improvviso rilascio di energia, ad es. come un tuono quando un fulmine. In medicina sono state utilizzate onde d&#39;urto per oltre 30 anni nel litotripsia per la disintegrazione dei calcoli renali. Dal momento che l&#39;accertamento incidentale della iliaca ispessimento dell&#39;osso in pazienti Litotrissia nei primi anni 1980, sono stati condotti i primi studi per valutare l&#39;effetto del trattamento ad onde d&#39;urto (SWT) sulla guarigione ossea 1. Risultati impressionanti di una migliore guarigione delle pseudoartrosi delle ossa lunghe possono essere osservate 2. Successivamente, le indicazioni sono stati ampliati per le ferite dei tessuti molli 3. Risultati di base ricerca ha mostrato che le onde d&#39;urto causano uno stimolo biologico al tessuto bersaglio senza alcun danno successiva. Rilascio di fattori di crescita angiogenici (ad esempio VEGF, PlGF, FGF) è seguita da una significativa angiogenesi. Ciò ha portato ad una ulteriore espansione delle indicazioni verso patologie ischemiche. Il nostro gruppo e altri hanno mostrato l&#39;eff positivoect di SWT sulla cardiopatia ischemica in modelli animali e in studi clinici 4-6. Tuttavia, il meccanismo esatto di come stimolo fisico del SWT si traduce in un segnale biologico (mechanotransduction) rimane in gran parte sconosciuta. Come l&#39;interesse in SWT da diversi campi della medicina aumenta continuamente, la ricerca del meccanismo sta diventando sempre più intenso. Pertanto, gli esperimenti in vitro onda d&#39;urto in stanno guadagnando importanza. Oltre alla riduzione degli esperimenti sugli animali e di costo-efficacia, il più grande vantaggio di vitro trattamento con onde d&#39;urto in (IVSWT) potrebbe essere la possibilità di studiare il comportamento specifico di un certo tipo di cellula. In onda d&#39;urto rigenerazione tissutale mediato probabilmente tutte le cellule del tessuto trattato sono coinvolti, anche effetti sistemici sono discussi. Tuttavia, ogni tipo di cellula svolge un ruolo specifico e ha una sua funzione intrinseca. IVSWT ci permette di rilevare questo particolare funzione di unnd così ci dà una migliore comprensione dei processi sottostanti complessi. La conoscenza di oggi sugli effetti scossa di onda su colture cellulari include l&#39;aumento della proliferazione, alterazione dei recettori di membrana delle cellule, aumento e l&#39;accelerazione della differenziazione cellulare, il rilascio di fattori di crescita e chemio-attrattivi così come una maggiore migrazione cellulare 7-9. Effetti fisici distrazione in più in modelli in vitro vari metodi di applicazione di onde d&#39;urto in colture cellulari sono state descritte. Questo fatto porta al problema che è molto difficile confrontare i risultati, come condizioni fisiche di stimolazione cellulare sono molto diverse tra questi modelli. In generale, tutti i modelli esistenti si concentrano su come applicare meglio le onde d&#39;urto sulle cellule. Tuttavia, questa domanda rimane: cosa succede alle onde dopo aver superato la coltura cellulare? Il problema principale è che la differenza di acusticaimpedenza del mezzo di coltura cellulare e l&#39;aria ambiente è quello alto, che oltre il 99% delle onde d&#39;urto vengono riflessi Figura 1. A causa della differenza di impedenza acustica dei due mezzi onde si riflettono non solo, ma un sfasamento di 180 ° si verifica conseguente forti forze di trazione alle cellule Figura 2. Impedenza acustica è definito come il prodotto della densità di un materiale e la sua velocità del suono Z = ρ x c. Per l&#39;acqua l&#39;impedenza acustica è ZWater = 1.440.000 Ns / m 3, per l&#39;aria è a soli 420 Ns / m 3. La grande differenza tra questi due valori si traduce in riflessione e sfasamento delle onde d&#39;urto. Lo sfasamento trasforma un impulso di pressione positiva in un&#39;onda di trazione. Anche se questa forza di trazione non è dannoso per le cellule, che interferisce con l&#39;idea di imitare in effetti dell&#39;onda d&#39;urto vivo in vitro. In vivo questiforze di trazione difficilmente si verificano a causa di strutture corporee di grandi dimensioni. Inoltre, la parte posteriore in esecuzione onde possono anche disturbare quelli in arrivo. Ciò può causare interferenze. Sono noti due tipi di interferenze. Interferenza costruttiva significa che entrambe le onde sono aggiunti un conseguente ampiezza raddoppiata Figura 3. Interferenza distruttiva si verifica se le onde si incontrano diametralmente opposto. Essa provoca abolizione delle onde (Figura 3). Pertanto, IVSWT bisogno di un modello che permette onde d&#39;urto per propagare dopo aver superato la coltura cellulare. IVSWT bagnomaria Considerazioni seguenti preoccupazioni sopra citati inducono a progettare un bagno d&#39;acqua per evitare i problemi descritti Figura 4. Fondamentalmente, si compone di un plexiglas costruita contenitore con una membrana per collegare ogni tipo di applicatore onda d&#39;urto. Per accoppiamento tra questa membrana e la trasmissione applicatore ultrasuoni gel deve essere utilizzato. Il bagno di acqua è piena di acqua degasata per evitare cavitazione che si verificherebbe se il gas è stato soluted all&#39;interno dell&#39;acqua. Un riscaldatore sul fondo con un sensore di temperatura collegato ad una unità di controllo permette di regolare la temperatura per imitazione di condizioni in vivo ed evitare colture cellulari per raffreddare durante la procedura. La temperatura può essere ritenuta stabile a 37 gradi centigradi come avviene in un incubatore. Un supporto per i campioni di cellule permette immergendo qualsiasi tipo di pallone di coltura o del tubo. In tal modo, il contenitore del campione deve essere completamente riempito con terreno di coltura, come bolle d&#39;aria potrebbero bloccare le onde d&#39;urto! Un assorbitore cuneiforme alla parete posteriore della vasca distrugge onde per non vengono riflessi e correte per evitare interferenze. Un ulteriore vantaggio di altri modelli IVSWT è la possibilità di variare la distanza tra l&#39;applicatore e le fiasche di coltura. Giudizio del nostro gruppo e altri che utilizzano questo modello s chiaramentecome che ogni tipo di cellula reagisce specificamente a diversi parametri di trattamento. Inoltre, definendo la distanza tra la fonte delle onde e il campione è fondamentale in quanto ci permette di gestire le cellule per essere in una posizione specifica in relazione alla messa a fuoco dell&#39;applicatore onda d&#39;urto.

<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

Le onde d&#39;urto al giorno d&#39;oggi sono ben noti per i loro effetti rigenerativi. I risultati di ricerca di base hanno dimostrato che le onde d&#39;urto causano uno stimolo biologico per colpire le cellule o tessuti senza alcun danno ulteriore. Pertanto, esperimenti in vitro sono di crescente interesse. Sono stati descritti vari metodi di applicazione di onde d&#39;urto in colture cellulari. In generale, tutti i modelli esistenti si concentrano su come applicare meglio le onde d&#39;urto sulle cellule. Tuttavia, questa domanda rimane: cosa succede alle onde dopo aver superato la coltura cellulare? La differenza di impedenza acustica del mezzo di coltura cellulare e l&#39;aria ambiente è quello alto, che oltre il 99% delle onde d&#39;urto vengono riflessi! Abbiamo quindi sviluppato un modello che consiste principalmente di un contenitore in plexiglas incorporato che permette alle onde di propagarsi in acqua dopo aver superato la coltura cellulare. Questo evita effetti di cavitazione e la riflessione delle onde che altrimenti disturbare quelli diffusioni. With questo modello siamo in grado di mimare le condizioni in vivo e quindi guadagnare di più e più conoscenze su come lo stimolo fisica delle onde d&#39;urto si traduce in un segnale cellula biologica (&quot;meccanotrasduzione&quot;).

Utilizzando il metodo descritto abbiamo applicato onde d&#39;urto per le cellule endoteliali della vena ombelicale umana (HUVEC) che abbiamo afore isolato da cordoni ombelicali. Cordoni ombelicali sono state ottenute da tagli cesarei elettivi. HUVEC sono stati trattati con una confluenza del 90% in un pallone di coltura cellulare T25 con un sistema di onde d&#39;urto elettroidraulico. Parametri di trattamento erano una densità di flusso di energia di 0,1 mJ / mm 2 e una frequenza...

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Shock Wave Application to Cell Cultures

Le onde d&#39;urto al giorno d&#39;oggi sono ben noti per i loro effetti rigenerativi. Pertanto esperimenti in vitro sono di crescente interesse. Abbiamo quindi sviluppato un modello in vitro per le prove d&#39;urto in (IVSWT) che ci permette di simulare le condizioni in vivo evitando così effetti fisici distrazione.

Shock Wave Application to Cell Culture

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

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