Name: construction and characterization of a novel vocal fold bioreactor
Uploaded: 2014-08-01T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor at JoVE.com

Nous remercions le Dr Jeffrey Caplan pour sa formation et des conseils sur l&#39;imagerie confocale. Nous remercions également le Keck microscopie électronique Lab et le Dr Chaoying Ni d&#39;assistance SEM. Ce travail est financé par les Instituts nationaux de la santé (NIDCD, R01DC008965 et R01DC011377). ABZ reconnaît NSF enseignement universitaire intégré et (IGERT) programme de financement la recherche de stage.

Assemblée bioréacteur 1. (Vidéo 1) <ol><li> Faire un moule en aluminium (de filière circulaire + entretoise broches) avec des dimensions intérieures et extérieures prédéterminées (Figure 1). </li><li> Utilisation du moule à partir de l&#39;étape 1.1, la fabrication d&#39;une membrane en silicone (diamètre: 42 mm, épaisseur: 1,5 mm, figure 1) avec un manchon retranché (diamètre: 12 mm, épaisseur ~ 0,25 mm, formée par la broche d&#39;écartement sur ​​la fig...

<ol>
	<li>Titze, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical-Stress+in+Phonation.">Mechanical-Stress in Phonation.</a> J. Voice. 8, 99-105 (1994).</li><li>Titze, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Relation+Between+Subglottal+Pressure+and+Fundamental-Frequency+in+Phonation.">On the Relation Between Subglottal Pressure and Fundamental-Frequency in Phonation.</a> J. Acoust. Soc. Am. 85, 901-906 (1989).</li><li>Gray, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+physiology+of+the+vocal+folds.">Cellular physiology of the vocal folds.</a> Otolaryngol. Clin. N. Am. 33, 679-698 (2000).</li><li>Thibeault, S. L., Gray, S. D., Bless, D. M., Chan, R. W., Ford, C. 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Part A. 17, 2773-2785 (2011).</li><li>Jones, D. L., Wagers, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No+place+like+home:+anatomy+and+function+of+the+stem+cell+niche.">No place like home: anatomy and function of the stem cell niche.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 11-21 (1038).</li><li>Wang, J. H., Thampatty, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanobiology+of+Adult+and+Stem+Cells.">Mechanobiology of Adult and Stem Cells.</a> Int. Rev. of Cell Mol. Biol. 271, 301-346 (2008).</li><li>Doroski, D. M., Levenston, M. E., Temenoff, J. 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Biotechnol. 17, 979-983 (1999).</li><li>Webb, K., 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=Cyclic+strain+increases+fibroblast+proliferation,+matrix+accumulation,+and+elastic+modulus+of+fibroblast-seeded+polyurethane+constructs.">Cyclic strain increases fibroblast proliferation, matrix accumulation, and elastic modulus of fibroblast-seeded polyurethane constructs.</a> J. Biomech. 39, 1136-1144 (2006).</li><li>Kim, Y. J., Sah, R. L. Y., Grodzinsky, A. J., Plaas, A. H. K., Sandy, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Regulation+of+Cartilage+Biosynthetic+Behavior+-+Physical+Stimuli..">Mechanical Regulation of Cartilage Biosynthetic Behavior - Physical Stimuli..</a> Arch. Biochem. Biophys. 311, 1-12 (1994).</li><li>Titze, I. 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E., 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=Design+and+Characterization+of+a+Dynamic+Vibrational+Culture+System.">Design and Characterization of a Dynamic Vibrational Culture System.</a> J. Tissue Eng. Regen. Med. , (2011).</li><li>Reneker, D. H., Yarin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospinning+jets+and+polymer+nanofibers.">Electrospinning jets and polymer nanofibers.</a> Polymer. 49, 2387-2425 (2008).</li><li>Wang, Y., Theobald, P., Tyrer, J., Lepper, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+scanning+vibrometer+in+mapping+ultrasound+fields.">The application of scanning vibrometer in mapping ultrasound fields.</a> J. Phys.: Conf. Ser. 1, 167-173 (2004).</li><li>Brown, W. S., Morris, R. J., Hollien, H., Howell, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speaking+Fundamental-Frequency+Characteristics+as+a+Function+of+Age+and+Professional.">Speaking Fundamental-Frequency Characteristics as a Function of Age and Professional.</a> J. Voice. 5, 310-315 (1991).</li><li>Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+mechanotransduction:+putting+all+the+pieces+together+again.">Cellular mechanotransduction: putting all the pieces together again.</a> Faseb J. 20, 811-827 (2006).</li><li>Titze, I. 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=Design+and+validation+of+a+bioreactor+for+engineering+vocal+fold+tissues+under+combined+tensile+and+vibrational+stresses.">Design and validation of a bioreactor for engineering vocal fold tissues under combined tensile and vibrational stresses.</a> J. Biomech. 37, 1521-1529 (2004).</li><li>Moore, J., Thibeault, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+Into+the+Role+of+Elastin+in+Vocal+Fold+Health+and+Disease.">Insights Into the Role of Elastin in Vocal Fold Health and Disease.</a> J. Voice. 26, 269-275 (2012).</li><li>Thibeault, S. L., Bless, D. M., Gray, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+protein+alterations+in+rabbit+vocal+fold+with+scar.">Interstitial protein alterations in rabbit vocal fold with scar.</a> J. Voice. 17, 377-383 (2003).</li><li>Branski, R. C., Verdolini, K., Sandulache, V., Rosen, C. A., Hebda, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vocal+fold+wound+healing:+A+review+for+clinicians.">Vocal fold wound healing: A review for clinicians.</a> J. Voice. 20, 432-442 (2006).</li><li>Clark, I. A., Swingler, T. E., Sampieri, C. L., Edwards, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulation+of+matrix+metalloproteinases+and+their+inhibitors.">The regulation of matrix metalloproteinases and their inhibitors.</a> Int. J. Biochem. Cell B. 40, 1362-1378 (2008).</li><li>Silver, F. H., Horvath, I., Foran, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscoelasticity+of+the+vessel+wall:+The+role+of+collagen+and+elastic+fibers.">Viscoelasticity of the vessel wall: The role of collagen and elastic fibers.</a> Crit. Rev. Biomed. Eng. 29, 279-301 (2001).</li><li>Kutty, J. K., Webb, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+Engineering+Therapies+for+the+Vocal+Fold+Lamina+Propria.">Tissue Engineering Therapies for the Vocal Fold Lamina Propria.</a> Tissue Eng. Part B: Rev. 15, 249-262 (2009).</li></ol>

L&#39;ingénierie des tissus succès des cordes vocales fonctionnels in vitro nécessite la recréation d&#39;un pli comme micro vocal à la médiation des comportements de cellules multipotentes. Il est généralement admis que les structures de tissus ou d&#39;organes reflètent les fonctions qu&#39;ils sont appelés à exécuter. 22 Pour les tissus des cordes vocales, les vibrations de haute fréquence qui se produisent pendant la phonation sont proposées pour être important pour la maturation d...

Le pli vocal humain, composé d&#39;une couche épithéliale, la lamina propria (LP) et le muscle vocalis, est un tissu mou spécialisé qui convertit le flux d&#39;air dans les poumons en ondes acoustiques pour produire des sons. 1 Cordes vocales oscillent régulièrement pendant la phonation normale, présentant des souches de jusqu&#39;à 30% à des fréquences fondamentales allant de 100-300 Hz. 2 adultes cordes vocales LP est une structure composée d&#39;un gradient superficiel (SLP), un intermédiaire (PLI) et un (DLP) couche profonde. D&#39;autres groupes de classification la épithélium et le SLP que la couche de muqueuse, et combine l&#39;ILP et DLP dans le ligament vocal. 3 La couche de SLP contient essentiellement une matrice amorphe avec des fibres de collagène peu dispersés, alors que le ligament est enrichie en collagène mature et les fibres d&#39;élastine pour offrir une résistance suffisante. 4 La structure et la mécanique des cordes vocales nouveau-nés varient considérablement de leurs homologues adultes. Bien que le mécanismes régulant le développement de cordes vocales et de la maturation ne sont pas encore entièrement compris, la preuve expérimentale a souligné les rôles qui définissent des contraintes mécaniques vocalisation dérivés. Plusieurs conditions médicales, y compris l&#39;abus de la voix, des infections, des produits chimiques irritants et des interventions chirurgicales, peuvent endommager la corde vocale. Troubles des cordes vocales affectent environ 3-9% de la population américaine. Méthodes actuelles de traitement pour les troubles des cordes vocales sont limitées 5 et un tissu approche d&#39;ingénierie à base de cellules souches est apparue comme une stratégie prometteuse pour la restauration de la fonction de cordes vocales. cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont une alternative appropriée aux primaires fibroblastes des cordes vocales pour voix génie pli de tissu. 6-9 spécification du destin des cellules souches et le développement du tissu ultérieure sont médiés par le créneau spécifique qu&#39;ils résident dans, dont l&#39;état mécanique est un facteur essentiel. 10 forces mécaniques sont des régulateurs essentiels du tissu morphogenèse unnd homéostasie, en particulier pour les tissus qui sont couramment soumis à une charge. 11 Du point de vue de l&#39;ingénierie tissulaire, il a été démontré que l&#39;exposition à des stimulations mécaniques physiologiquement pertinentes favorise la différenciation des cellules souches et spécifique d&#39;un tissu remodelage de la matrice 12 à 15. bioréacteurs de culture de tissus sont conçus pour simuler l&#39;environnement physiologique désirée pour la croissance des cellules ou des tissus in vitro. Pour vocal génie pli de tissu, il est particulièrement important de recréer l&#39;environnement mécanique des cordes vocales phonating. Une corde vocale bioréacteur idéal devrait fournir efficacement des signaux vibratoires de cellules en culture, ce qui permet un contrôle facile sur la fréquence, l&#39;amplitude et la durée des vibrations. Et ses collègues ont conçu titze un pli bioréacteur vocal (T1 bioréacteur) 16 qui combine étirement statique à haute fréquence (20 à 200 Hz) des oscillations de stimuler la production cellulaire de protéines de la matrice. Using ce bioréacteur, Webb et ses collègues 17 ont étudié les effets de 10 jours, les vibrations de 100 Hz sur les fibroblastes dermiques cultivées dans un acide hyaluronique (HA) à base d&#39;hydrogel. Les constructions soumises à des vibrations présentaient une expression élevée de HA synthase-2 (HAS2), la décorine, la fibromoduline et la métalloprotéinase matricielle-1 (MMP1), par rapport aux témoins statiques. Les effets stimulants sont révélés être dépendants du temps. Plus récemment, notre groupe de 18 a réuni une fois bioréacteur vocal (J1 bioréacteur) en utilisant un amplificateur de puissance, un générateur de fonctions, un haut-parleur clos et une membrane de silicone circonférence ancrée qui transfère l&#39;air oscillant aux cellules attachées. Des fibroblastes de prépuce néonatal cultivées dans le bioréacteur à J1 ont été soumis à 1 h de vibration à 60, 110 ou 300 Hz, avec une déformation dans le plan d&#39;au plus 0,05%. Les résultats de qPCR ont suggéré que l&#39;expression de certains gènes de la MEC a été légèrement modifiée en réponse à des fréquences vibratoires variéeset amplitudes. Ces conceptions de bioréacteurs, tandis intrigante, présentent plusieurs limites. Par exemple, le système T1 nécessite un grand nombre de connecteurs et de barres de couplage mécanique, ce qui limite les fréquences maximales réalisables. De plus, les cellules peuvent être soumises à une agitation mécanique indésirable et fluide perturbation qui complique l&#39;interprétation des données. Le bioréacteur à J1, d&#39;autre part, présente une efficacité relativement faible de conversion d&#39;énergie et n&#39;est pas facile à utiliser. En outre, les vibrations se détache souvent les constructions cellulaires chargées de la membrane de silicone sous-jacent. Le J2 cordes vocales bioréacteur rapporté ici, conçu sur la base du même principe que la version J1, est optimisée pour l&#39;uniformité et la reproductibilité. Les vibrations de la phonation imitant sont générés aérodynamique dans des chambres de vibrations équipés individuellement où poly fibreux MSC-peuplé (ε-caprolactone) (PCL) échafaudages sont effectively fixé. Laser Doppler Vibrométrie (LDV) permet à l&#39;utilisateur de vérifier le profil vibratoire de l&#39;ensemble membrane / échafaud. Dans notre démonstration, les CSM sont exposés à 200 Hz vibrations sinusoïdales avec un (DE) modèle 1-hr-sur-1-h-off pour un total de 12 heures par jour pendant 7 jours. Les réponses cellulaires aux signaux vibratoires imposées sont étudiées systématiquement. Dans l&#39;ensemble, la corde vocale J2 fournit la plupart des fonctionnalités conviviales, permettant des études de culture cellulaire dynamique à être menées dans un débit élevé et de façon reproductible.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="853">
	<tbody>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;width:248px;">silicone elastomer kit</td>
			<td style="width:188px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:124px;">Sylgard 184</td>
			<td style="width:293px;">cure the membrane at 100 C for 2 hr</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">PCL</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>440744-500G</td>
			<td>Mn ~ 80 kDa, dissolve overnight</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">chloroform</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C7559-5VL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">human bone marrow-derived MSCs</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>PT-2501</td>
			<td>received with passage 2</td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">MSC maintenance media</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>PT-3001</td>
			<td style="width:293px;">10% FBS in basal media supplemented 
			with L-glutamine, gentamicin and amphotericin</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Accutase cell dissociation reagent</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A11105-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">ethanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E7023-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">fibronectin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F2006-1MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">MMP1 DuoSet ELISA kit</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>DY901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">HA ELISA kit</td>
			<td>Echelon Biosciences</td>
			<td>&#160;K-1200&#160;&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">PBS</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>14190-136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">propidium iodide&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>P1304MP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Syto-13&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>S7575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">QuantiTect reverse transcription kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>205311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">SYBR Green PCR master mix</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4309155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">replacement speaker</td>
			<td style="width:188px;">DAYTON audio 
			(via Parts Express)</td>
			<td>DS90-8</td>
			<td>paper cone, full range (80-13000 Hz), 85dB</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Ergo Micro torque screwdriver</td>
			<td>Mountz</td>
			<td># 020377</td>
			<td>torque range: 20-120 cN.m</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">stereo speaker selector</td>
			<td>RadioShack</td>
			<td>40-244</td>
			<td>maximum power handling 50 W</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">function generator&#160;</td>
			<td>Agilent&#160;</td>
			<td>33220A</td>
			<td>frequency range 1 &#181;Hz- 20 MHz</td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">power amplifier&#160;</td>
			<td>PYLE audio</td>
			<td>PylePro PT2400</td>
			<td style="width:293px;">frequency response: 10 Hz-50 kHz, two speaker 
			channels</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">cell culture incubator&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher&#160;</td>
			<td>Steri-Cult 3307</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">syringe pump&#160;</td>
			<td>New Era Pump Systems</td>
			<td>NE-300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">High voltage power supply</td>
			<td>Spellman</td>
			<td>CZE 1000R</td>
			<td>output voltage: 0-30 kV</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">scanning electron microscope&#160;</td>
			<td>JEOL-USA</td>
			<td>JSM-7400F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">desk gold sputter coater</td>
			<td>Denton Vacuum</td>
			<td>DSK00V-0013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Doppler laser vibrometer&#160;</td>
			<td>Polytec</td>
			<td>PDV-100</td>
			<td>non-contact velocity measurement (0-22 kHz)</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">PCR sequence detection system&#160;</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>ABI7300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">multiphoton confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Zeiss 510Meta NLO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;">UV-VIS Spectrophotometer&#160;</td>
			<td style="width:188px;">NanoDrop Products 
			via Thermo Scientific</td>
			<td>ND-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">VibSoft Data Acquisition Software</td>
			<td>Polytec</td>
			<td></td>
			<td>acquisition bandwidth up to 40 MHz</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Origin 8.5 data analysis software&#160;</td>
			<td>OriginLab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">qbasePlus qPCR data analysis software&#160;</td>
			<td>Biogazelle</td>
			<td>V2.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">aluminium alloy&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>Alloy 6061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">acrylic blocks</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;">polycarbonate anti-humidity chamber</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td></td>
			<td style="width:293px;">Impact-Resistant&#160;Polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">screws&#160;</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">electronic cable/wire</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">medical grade PVC tubing</td>
			<td>US Plastic Corp.</td>
			<td>Tygon S-50-HL</td>
			<td>clear, biocompatible</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">10 mL syringe&#160;</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">21 G blunt ended needle</td>
			<td>Small Parts</td>
			<td>NE-213PL-25</td>
			<td>1-1/2&#34; length</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">Alligator clip adapters&#160;</td>
			<td>RadioShack</td>
			<td>270-354</td>
			<td>fully insulated</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">8 mm biopsy punch</td>
			<td><a href="http://www.sklarcorp.com/ProductListUS.aspx?DepartmentID=10&amp;CategoryID=96">Sklar&#160;Surgical Instruments</a></td>
			<td>96-1152</td>
			<td>sterile, disposable</td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">12 mm biopsy punch</td>
			<td>Acuderm (via Fisher Scientific)</td>
			<td style="width:124px;">NC9998681</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="16">
			<td height="16" style="height:17px;">tissue culture flasks</td>
			<td>Corning</td>
			<td></td>
			<td>cell culture treated</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction and characterization of a novel vocal fold bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

Les échafaudages PCL fabriqués par électrofilage contiennent des pores interstitiels de taille micronique et des fibres enchevêtrées de manière aléatoire ayant un diamètre moyen de 4,7 pm (Figure 4A). A plus fort grossissement, rainures et pores nanométriques sont visibles sur fibres individuelles (figure 4B). Revêtement des échafaudages avec la fibronectine améliore le caractère hydrophile et facilite l&#39;adhérence cellulaire initiale / épandage sur l&#39;échafaudage ...

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Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

Construction et caractérisation d&#39;un pli bioréacteur roman Vocal

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

Greffes d&#39;ingénierie biologique vasculaire basé sur l&#39;aide d&#39;un bioréacteur pulsatile

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological ...

Recherche

Bio-ingénierie

Synthetic, Multi-Layer, Self-Oscillating Vocal Fold Model Fabrication

Synthétique, Multi-Layer, auto-oscillation de fabrication Vocal Modèle Fold

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing ...

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

Conception d&#39;un bioréacteur de chargement mécanique biaxial pour l&#39;ingénierie tissulaire

We  designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial  mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for  ...

Operation of a Benchtop Bioreactor

Fonctionnement d&#39;un bioréacteur de laboratoire

Fermentation systems are used to provide an optimal growth environment for many different types of cell cultures. The ability afforded by fermentors to ...

Nonhuman Primate Lung Decellularization and Recellularization Using a Specialized Large-organ Bioreactor

There are an insufficient number of lungs available to meet current and future organ transplantation needs. Bioartificial tissue regeneration is an ...

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

Étude de la séparation d’écoulement tridimensionnelle induite par un polype de pli vocal modèle

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Characterization of Leukocyte-platelet Rich Fibrin, A Novel Biomaterial

Caractérisation de leuco-plaquettaire Rich fibrine, un roman biomatériaux

Autologous platelet concentrates represent promising innovative tools in the field of regenerative medicine and have been extensively used in oral ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

Un bioréacteur pour Novel Haute Culture de la densité des communautés microbiennes diverses

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Construction and Setup of a Bench-scale Algal Photosynthetic Bioreactor with Temperature, Light, and pH Monitoring for Kinetic Growth Tests

Construction et mise en place d&#39;un bioréacteur photosynthétique Algal à échelle de banc avec surveillance de la température, de la lumière et du pH pour les tests de croissance cinétique

The optimal design and operation of photosynthetic bioreactors (PBRs) for microalgal cultivation is essential for improving the environmental and economic ...

Preparation and Characterization of Novel HDL-mimicking Nanoparticles for Nerve Growth Factor Encapsulation

Préparation et caractérisation de nouvelles nanoparticules imitant HDL pour l&#39;encapsulation du facteur de croissance nerveuse

The objective of this article is to introduce preparation and characterization methods for nerve growth factor (NGF)-loaded, high-density, lipoprotein ...