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

Авторы благодарят Reiner Schultheiss и Вольфганг Schaden для их вдохновения для этой модели. Мы также благодарим христианскую Dorfmüller за его все время огромные усилия для поддержки нашего исследования. Большое спасибо Роберт Göschl и Ханс Гогенэггер для тщательного технической реализации наших идей!

Этические разрешение После получения письменного информированного согласия пациентов, пуповины были получены из кесарева сечения на кафедре гинекологии для изоляции человека эндотелиальных клеток пупочной вены (HUVECs). Разрешение было дано от комитета по этике Инсбрук м...

<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>

Значимость предложенной модели для экстракорпорального лечения ударной волны является то, что волны могут распространяться после прохождения через клеточную культуру в отличие от существующих моделей. Таким образом, тревожные физические эффекты, такие как растягивающих сил мо?...

Ударные волны являются звуковые волны давления, возникающие в результате внезапного высвобождения энергии, например. как гром, когда молния. В медицине ударные волны были использованы на протяжении более 30 лет в литотрипсии для распада камней в почках. С побочной нахождения подвздошной кости утолщение в литотрипсии пациентов в начале 1980-х, первые исследования были проведены, чтобы оценить эффект лечения ударно-волновой (SWT) на кости исцеления 1. Впечатляющие результаты улучшения заживления длинных костей несращения можно было наблюдать 2. Впоследствии, показания были расширены на раны мягких тканей 3. Основные результаты исследований показали, что ударные волны вызывают стимул биологической ткани-мишени без последующего повреждения. Выпуск ангиогенных факторов роста (например, VEGF, PLGF, FGF) следует значительной ангиогенеза. Это привело к дальнейшему расширению показаний к ишемических патологий. Наша группа и другие показали положительную эффECT из УВТ по ишемической болезни сердца на животных моделях, а также в клинических испытаниях 4-6. Тем не менее, точный механизм, как физическое стимулом SWT переводится в биологической сигнала (механотрансдукции) остается неизвестной. Как интереса к SWT от нескольких областях медицины непрерывно увеличивается, стремление к механизму становится все более и более интенсивным. Таким образом, в пробирке ударных волн эксперименты приобретают все большее значение. Кроме сокращения экспериментах на животных и экономической эффективности, самое большое преимущество в пробирке лечения ударной волны (IVSWT) может быть рассмотрена возможность исследования специфическое поведение определенного типа клеток. В ударной волны опосредованного регенерации тканей, скорее всего, все клетки обрабатываемой ткани участвуют, обсуждаются даже системные эффекты. Тем не менее, каждый тип клеток играет особую роль и имеет свою собственную встроенную функцию. IVSWT позволяет обнаружить эту конкретную функцию ай, таким образом, дает нам лучшее понимание сложных основных процессов. Сегодняшний знания о эффектов ударной волны по клеточных культур включает в себя увеличение пролиферации, изменение рецепторов клеточных мембран, увеличение и ускорение дифференцировки клеток, высвобождение факторов роста и химио-аттрактантов, а также повышенную миграцию клеток 7-9. Отвлекающие физические эффекты в самых в пробирке моделей различных методов применения ударных волн на клеточных культурах были описаны. Этот факт приводит к проблеме, что это очень трудно сравнивать результаты, как физические условия стимуляции клеток существенно отличаются между этими моделями. В общем, все существующие модели сосредоточиться на том, как лучше применять ударные волны на клетках. Тем не менее, этот вопрос остается: Что происходит с волнами после прохождения через клеточную культуру? Основная проблема заключается в том, что разница в акустическихимпеданс клеточной культуральной среде и окружающим воздухом, что высока, что более 99% ударных волн будут отражаться Рисунок 1. Из-за разницы в акустического импеданса двух сред волны не только отражение, но фазового сдвига на 180 ° происходит в результате сильных растягивающих сил на клетки Рисунок 2. Акустическая сопротивление определяется как произведение плотности материала и его скорость звука Z = ρ х в. Для воды акустический импеданс является ZWater = 1440000 Ns / м 3, для воздуха это только 420 Нс / м 3. Большое различие этих двух величин приводит отражения и сдвига фаз ударных волн. Сдвиг фазы оказывается импульс положительным давлением в растяжение волны. Даже если это усилие натяжения не является вредным для клеток, он мешает с идеей подражая в естественных условиях ударно-волновых эффектов в пробирке. В естественных условиях этирастягивающие усилия вряд ли произойти из-за больших структур тела. Кроме того, задняя бегущих волн могут даже мешать входящие. Это может вызвать помехи. Два типа помех известны. Конструктивная интерференция означает, что обе волны добавляются в результате чего в два раза амплитуды рисунке 3. Деструктивная интерференция возникает, если волны встречаются диаметрально противоположны. Это вызывает отмену волн (рис. 3). Поэтому IVSWT нужна модель, которая позволяет ударные волны распространяться после прохождения через клеточную культуру. Водяная баня IVSWT Соображения следующие вышеупомянутых проблем приведет нас к разработке ванну воды для избежания описанные проблемы Рисунок 4. В принципе, он состоит из оргстекла построен контейнер с мембраной для подключения каждый вид ударной волны аппликатора. Для связи между этой мембраны и передачи аппликатор ультразвука гел должен быть использован. Водяная баня наполняется дегазированной воды, чтобы избежать кавитации, что произошло бы, если газ растворяется в воде. Нагреватель на дне с помощью датчика температуры, соединенного с блоком управления позволяет регулировать температуру для имитации условий в естественных условиях и, чтобы избежать клеточных культур остыть во время процедуры. Температура может быть привлечен к стабильным на уровне 37 градусов по Цельсию, как это делается в инкубаторе. Держатель для образцов клеток позволяет погружением любой культуральной колбы или трубки. Таким образом, образец сосуд должен быть полностью заполнен культуральной среде, как пузырьки воздуха будет блокировать ударные волны! Клиновидный поглотитель на задней стенке ванны разрушает волны для того, чтобы не отраженного и отбежать, чтобы избежать помех. Еще одно преимущество для других моделей IVSWT является возможность изменения расстояния между аппликатором и культуральных колбах. Выводы нашей группы и другие лица, использующие эта модель явно ыкак, что каждый тип клеток реагирует очень специально для различных параметров обработки. Кроме того, определение расстояния между источником волн и образцом очень важно, поскольку оно позволяет управлять элементами, чтобы быть в определенном положении по отношению к фокусе ударной волны аппликатора.

<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

Ударные волны в настоящее время хорошо известны за их регенеративных эффектов. Основные результаты исследований показали, что ударные волны вызывают биологический стимул к клеткам-мишеням или тканей без последующего ущерба. Таким образом, эксперименты в пробирке из растущего интереса. Различные методы нанесения ударные волны на культурах клеток были описаны. В общем, все существующие модели сосредоточиться на том, как лучше применять ударные волны на клетках. Тем не менее, этот вопрос остается: Что происходит с волнами после прохождения через клеточную культуру? Разность акустического импеданса среды культуры клеток и окружающим воздухом, что высока, что более 99% ударных волн будут отражаться! Поэтому мы разработали модель, которая в основном состоит из оргстекла построен контейнер, который позволяет волны распространяться в воде после прохождения через клеточную культуру. Это позволяет избежать кавитационных эффекты, а также отражение волн, которые могли бы нарушить предстоящих них. Wiй этой модели мы можем имитировать Vivo условия в и таким образом получить больше и больше знаний о том, как физический стимул ударных волн будет преобразован в сигнал биологической клетки (&quot;механотрансдукции&quot;).

Использование описанного способа мы применяется ударные волны в эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVECs), что мы прежде изолированную от пуповины. Пуповины были получены из выборных кесарева сечения. HUVECs лечили при впадении 90% в колбе T25 культуре клеток с элек?...

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

Shock Wave Application to Cell Cultures

Ударные волны в настоящее время хорошо известны за их регенеративных эффектов. Поэтому эксперименты в пробирке из растущего интереса. Поэтому мы разработали модель для в пробирке ударных волн исследований (IVSWT), что позволяет нам имитировать в условиях естественных условиях, благодаря чему исключаются отвлекающие физические эффекты.

Ударно-волновой Применение к клеточных культур

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

Дизайн Циклические биореактора давление для Ex Vivo Изучение аортального клапанов сердца

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

Высокая пропускная способность, автоматизированное извлечение ДНК и РНК из клинических образцов TruTip использованием технологий на общей жидкостной обработки Роботы

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

Инженерные основе фибрина тканей Конструкции из Миофибробласты и применение ограничений и напрягаться, чтобы индуцировать клеточную и коллагена (Re) организации

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

Тканевая инженерия из стромальных опухолей микроокружения с применением к клеточной Рак Invasion

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

Экстракорпоральное модели физиологических и патологических кровотока с применением к расследованиям клеток сосудов Ремоделирование

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

Синтез биосовместимых жидкого кристалла эластомерных пен, как Cell Каркасы для 3D-пространственных культур клеток

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

Большая площадь сканирования зонд нанолитографию способствовало автоматического выравнивания и его применение для изготовления подложки для изучения культуры клеток

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

Создание одноклеточных сокультур в детерминированном манусе с микрофлюидным чипом

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

Повышение долговечности диссоциированных культур нервных клеток с использованием биологически активного кораллового матрикса

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

Одновременной количественной оценки выбранных kynurenines проанализированы жидкой хроматографии-масс-спектрометрии в средних собранных из культур раковых клеток

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