Name: biological compatibility profile on biomaterials for bone regeneration
Uploaded: 2018-11-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration at JoVE.com

פרויקט מחקרי זה קיבל מימון תכנית המסגרת השביעית של האיחוד האירופי (האיחוד FP7/2007-2013) תחת גרנט הסכם מס 263363.

ההליכים נעשו עם עכברים BALB/c בעקבות הנחיות כל טיפול, שימוש של חיות מעבדה של אוסטריה משרד חינוך, מדע ומחקר, אושרו על ידי ועדת האתיקה של משרד החינוך, המדע אוסטרי ומחקר.
1. תרבות העכבר הראשי אוב
<ol><li>OB בידוד מן העכבר neonatal calvaria באמצעות עיכול אנזימטי
	<ol>
<li>המתת חסד בת 1-2 יום ne...

<ol>
	<li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fracture+healing:+mechanisms+and+interventions.">Fracture healing: mechanisms and interventions.</a> Nature Reviews Rheumatology. 11 (1), 45-54 (2015).</li><li>Marsell, R., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+fracture+healing.">The biology of fracture healing.</a> Injury. 42 (6), 551-555 (2011).</li><li>Cooper, G. 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=Testing+the+critical+size+in+calvarial+bone+defects:+revisiting+the+concept+of+a+critical-size+defect.">Testing the critical size in calvarial bone defects: revisiting the concept of a critical-size defect.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 125 (6), 1685-1692 (2010).</li><li>O'Brien, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomaterials+&amp;+scaffolds+for+tissue+engineering.">Biomaterials &amp; scaffolds for tissue engineering.</a> Materials Today. 14 (3), 88-95 (2011).</li><li>Stanovici, J., 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=Bone+regeneration+strategies+with+bone+marrow+stromal+cells+in+orthopaedic+surgery.">Bone regeneration strategies with bone marrow stromal cells in orthopaedic surgery.</a> Current Research in Translational Medicine. 64 (2), 83-90 (2016).</li><li>Anderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+challenges+in+the+in+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+biomaterial+biocompatibility.">Future challenges in the in vitro and in vivo evaluation of biomaterial biocompatibility.</a> Regenerative Biomaterials. 3 (2), 73-77 (2016).</li><li>Chen, Z., 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=Osteoimmunomodulation+for+the+development+of+advanced+bone+biomaterials.">Osteoimmunomodulation for the development of advanced bone biomaterials.</a> Materials Today. 19 (6), 304-321 (2016).</li><li>Ono, T., Takayanagi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoimmunology+in+bone+fracture+healing.">Osteoimmunology in bone fracture healing.</a> Current Osteoporosis Reports. 15 (4), 367-375 (2017).</li><li>Tsiridis, E., Upadhyay, N., Giannoudis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+aspects+of+fracture+healing:+Which+are+the+important+molecules?.">Molecular aspects of fracture healing: Which are the important molecules?.</a> Injury. 38, S11-S25 (2007).</li><li>Velasco, M. A., Narvaez-Tovar, C. A., Garzon-Alvarado, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+materials,+and+mechanobiology+of+biodegradable+scaffolds+for+bone+tissue+engineering.">Design, materials, and mechanobiology of biodegradable scaffolds for bone tissue engineering.</a> BioMed Research International. 2015, 729076 (2015).</li><li>Bastian, O., 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=Systemic+inflammation+and+fracture+healing.">Systemic inflammation and fracture healing.</a> Journal of Leukocyte Biology. 89 (5), 669-673 (2011).</li><li>El-Jawhari, J. J., Jones, E., Giannoudis, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+immune+cells+in+bone+healing;+what+we+know,+do+not+know+and+future+perspectives.">The roles of immune cells in bone healing; what we know, do not know and future perspectives.</a> Injury. 47 (11), 2399-2406 (2016).</li><li>Changi, 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=Biocompatibility+and+immunogenicity+of+elastin-like+recombinamer+biomaterials+in+mouse+models.">Biocompatibility and immunogenicity of elastin-like recombinamer biomaterials in mouse models.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 106 (4), 924-934 (2018).</li><li>Laczko, J., Levai, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+differential+staining+method+for+semi-thin+sections+of+ossifying+cartilage+and+bone+tissues+embedded+in+epoxy+resin.">A simple differential staining method for semi-thin sections of ossifying cartilage and bone tissues embedded in epoxy resin.</a> Mikroskopie. 31 (1-2), 1-4 (1975).</li><li>Nakayama, 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=Polarized+osteoclasts+put+marks+of+tartrate-resistant+acid+phosphatase+on+dentin+slices--a+simple+method+for+identifying+polarized+osteoclasts.">Polarized osteoclasts put marks of tartrate-resistant acid phosphatase on dentin slices--a simple method for identifying polarized osteoclasts.</a> Bone. 49 (6), 1331-1339 (2011).</li><li>Deguchi, 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=In+vitro+model+of+bone+to+facilitate+measurement+of+adhesion+forces+and+super-resolution+imaging+of+osteoclasts.">In vitro model of bone to facilitate measurement of adhesion forces and super-resolution imaging of osteoclasts.</a> Scientific Reports. 6, 22585 (2016).</li><li>Epstein, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+noninstrumented+posterolateral+lumbar+fusions+performed+in+predominantly+geriatric+patients+using+lamina+autograft+and+beta+tricalcium+phosphate.">An analysis of noninstrumented posterolateral lumbar fusions performed in predominantly geriatric patients using lamina autograft and beta tricalcium phosphate.</a> Spine Journal. 8 (6), 882-887 (2008).</li><li>Epstein, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+tricalcium+phosphate:+observation+of+use+in+100+posterolateral+lumbar+instrumented+fusions.">Beta tricalcium phosphate: observation of use in 100 posterolateral lumbar instrumented fusions.</a> Spine Journal. 9 (8), 630-638 (2009).</li><li>Kallai, I., 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=Microcomputed+tomography-based+structural+analysis+of+various+bone+tissue+regeneration+models.">Microcomputed tomography-based structural analysis of various bone tissue regeneration models.</a> Nature Protocols. 6 (1), 105-110 (2011).</li><li>Lo, D. D., 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=Repair+of+a+critical-sized+calvarial+defect+model+using+adipose-derived+stromal+cells+harvested+from+lipoaspirate.">Repair of a critical-sized calvarial defect model using adipose-derived stromal cells harvested from lipoaspirate.</a> Jove-Journal of Visualized Experiments. (68), (2012).</li><li>Gosain, A. 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=Osteogenesis+in+calvarial+defects:+contribution+of+the+dura,+the+pericranium,+and+the+surrounding+bone+in+adult+versus+infant+animals.">Osteogenesis in calvarial defects: contribution of the dura, the pericranium, and the surrounding bone in adult versus infant animals.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 112 (2), 515-527 (2003).</li><li>Levi, B., 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=Dura+mater+stimulates+human+adipose-derived+stromal+cells+to+undergo+bone+formation+in+mouse+calvarial+defects.">Dura mater stimulates human adipose-derived stromal cells to undergo bone formation in mouse calvarial defects.</a> Stem Cells. 29 (8), 1241-1255 (2011).</li><li>Wang, J., Glimcher, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+matrix-induced+osteogenesis+in+rat+calvarial+bone+defects:+II.+Origins+of+bone-forming+cells.">Characterization of matrix-induced osteogenesis in rat calvarial bone defects: II. Origins of bone-forming cells.</a> Calcified Tissue International. 65 (6), 486-493 (1999).</li></ol>

כאן, אנו מראים רב תחומית להערכה פרה של הביו עבור נציג biomaterials שפותחו עבור התחדשות העצם ותיקון. . בדקנו את התגובות של OBs, OCs, ומודל תגובת ריפוי vivo בפגם קריטי עצם עכברים, כמו גם בתוך חוץ גופית ו ויוו תגובות מערכת החיסון. אנחנו נועדו להדגים איך מבחני עבודה ולסכם את הנתונים והמסקנות ה...

תיקון העצם הוא תהליך מורכב זה מתחיל עם היווצרות שטף דם, דלקת, מתייבש היווצרות ובניה ואז1,2. עם זאת, פוטנציאל התחדשות העצם מוגבל לגודל של1,שבר עצם3. למשל, שברים בעצמות גדולים. הנגרם על ידי הטראומה, סרטן או אוסטיאופורוזיס לא יכול לרפא, מכונים שברים בעצמות, והמעלית. נגעים עצם לעיתים קרובות דורשים טיפול כדי לקדם את עצם בריאה פיזיולוגיים תיקון והתחדשות. כיום, השתלת עצם בשתל, להשתלת הוא הגישה של בחירה4 עם הליכי החלפת עצם 2.2 מיליון מדי שנה5. למרות הליכים אלה שיש אחוזי הצלחה גבוהים, ייתכנו סיבוכים, למשל, המוגבל של העצם, זיהום, תורם אתר תחלואה ודחייה4. חלופות חדשות עבור הנדסת רקמות העצם להיות מתבקשות לטפל באתגרים אלה.
העיצוב של biomaterials המבוססת על פולימרים טבעיים או סינתטיים, bioceramics או מתכות בשילוב עם תאים ומולקולות ביואקטיביות הוא על עלייתו6. ההבנה הנוכחית שלנו של עצם פיזיולוגיים הילינג וריפוי בהקשר של biomaterials תלוי גורמים רבים כגון תכונות מכניות גורמים המקומי ומערכתית מרובים כולל תאים זרימת הדם ואת האתר שבר7 8, ,9. Biomaterials עבור התחדשות העצם שואפת לקדם את osteogenicity ואת פונקציונלי אורתופדיים10 והם אידיאלי מסתיימים, מתכלה, נקבובי (קידום נדידת תאים, חמצן וחומרים מזינים). הם גם צריכים להיות חזק מספיק כדי לתמוך באתר שבר להקל על כאבים. בנוסף, גורמים דלקתיים נדרשים כדי להתחיל את תהליך הריפוי. עם זאת, אם biomaterial גורם דלקת מופרזת ותגובות אלרגיות, זה עלול להגביל או לעכב את עצם ריפוי11,12. לפיכך, הבינתחומיות יש צורך להעריך biomaterials שפותחו עבור תיקון עצם.
במחקר זה, אנו מציגים הערכה טרום קליניים של חומרים נציג, 1) Orthovita Vitoss קצף המהווה תחליף שתל עצם ספוגית זמינים מסחרית המורכב tricalcium פוספט המורכב בגודל ננומטר טהור β-tricalcium חלקיקים פוספט (β-TCP), סוג 1, קולגן (C) (β-TCP/C קצף) ו- 2) β-TCP דיסקים. . כאן, אנחנו להמחיש הביו בדיקה של אלה biomaterials באמצעות ראשי אוסטאובלסט (אבוב), אוסטאוקלסט (OC) assays, מודל ויוו של עצם תיקון, הערכה אימונולוגי הכוללת במבחנה לימפוציטים-T התפשטות ו ייצור ציטוקינים, ויוו immunogenicity, allergenicity, כפי שדווחה בעבר13.

biological compatibility profile on biomaterials for bone regeneration

שברים בעצמות, והמעלית גדול הם אתגר משמעותי בכירורגיה אורתופדית. למרות אוטומטי, שתלי עצם allogeneic מצוינים לריפוי פצעים כאלה, ישנם סיבוכים פוטנציאליים עם השימוש שלהם. לפיכך, מפתחים מדענים גשמי biomaterials סינתטי, מסתיימים כדי להתגבר על בעיות אלה. במחקר זה, אנו מציגים פלטפורמה רב תחומיים להערכת biomaterials לתיקון העצם. אנו משלבים מומחיות של ביולוגיה עצם ואימונולוגיה לפתח פלטפורמה כולל במבחנה אוסטאוקלסט (OC) ואת אוסטאובלסט (אבוב) מבחני ויוו העכבר מודלים של עצם תיקון, immunogenicity ו- allergenicity. נדגים כיצד לבצע את הניסויים, לסכם את התוצאות, ולדווח על הביו biomaterial. בפרט, בדקנו הכדאיות OB, בידול, ואת מינרליזציה ו OC הכדאיות ובידול בהקשר של β-tricalcium פוספט (β-TCP) דיסקים. בדקנו גם קצף (β-TCP/C) β-TCP/קולגן שהינו חומר זמין מסחרית בשימוש קלינית לתיקון עצם במודל של עכברים פגם קריטי בגודל העצם calvarial כדי לקבוע את ההשפעות על שלב מוקדם של עצם ריפוי. בניסויים מקבילים, הערכנו תגובות מערכת החיסון ו אלרגית בעכברים. הגישה שלנו יוצר פרופיל תאימות ביולוגית של biomaterial העצם עם מגוון של הפרמטרים הדרושים לניבוי את התאימות של biomaterials המשמש עבור עצם ריפוי ותיקון בחולים.

כדי להעריך β-TCP עבור יעילותו כמו biomaterial לתיקון העצם, השתמשנו במבחנה , ויוו הקרנת שיטות. ראשית, אנחנו נמדדים OB התגובות הדיסקים β-TCP בהשוואה עם פקדים לבד בינוני בסיסית. איור 2 מדגים את הכדאיות OB בתגובה β-TCP דיסקים ב 7 ו 14 ימים של תרבות. תא הכדאיות נמדדת מ?...

Watch this Scientific Journal Video about Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration at JoVE.com

Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration

פרופיל תאימות ביולוגית על Biomaterials עבור התחדשות העצם

המספר של הרומן biomaterials מתוכנן עבור תיקון גדול עצמות נגעים מתרחבת באופן רציף, במטרה לשפר את עצם ריפוי ולהתגבר על הסיבוכים עם השתלת עצם. כאן, אנו מציגים אסטרטגיה רב תחומיים לניסויים קליניים הביו של biomaterials לתיקון העצם.

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such ...

שיטות אלה יכולות לעזור לענות על שאלות המפתח בתחום הביו-חומרים. במיוחד להתחדשות עצם. הם משמשים כדי להעריך את האפקטיביות של ביו-חומרים ותגובות חיסוניות פוטנציאליות.היתרון העיקרי של פלטפורמה רב תחומית זו הוא שהיא מספקת מגוון פרמטרים לחיזוי תאימות ביולוגית של ביו-חומרים המשמשים לתיקון עצם. ההשלכות של אלה במבחנה וטכניקות עצם in vivo להרחיב לכיוון הפרעות עצם אחרות. בשל הצורך בהקרנה פרה-קלינית של ביו-חומרים אורתופדיים חדשניים.המתודולוגיה הדרמטולוגית יכולה לספק תובנות על ביו-חומרים לריפוי עצם, ניתן ליישם אותה גם על הערכות ביו-חומריות עבור כל אינדיקציה קלינית אחרת. תרבות שאפתן בינוני מן osteoblasts העיקרי 14 ימים לאחר תוספת של מדיום מינרליזציה osteogenic. יש לשטוף פעמיים עם 0.5 מיליליטר של 1X PBS.לאחר מכן לתקן את התאים על ידי הוספת 0.5 מיליליטר של 10% תפתור פורמלין במאגר ודגירה בטמפרטורת החדר במשך 10 דקות. לאחר 10 דקות, שאפו את הפורמלין המאגור 10% עם צינור חד-פעמיים ושטפו פעמיים עם 0.5 מיליליטר של מים אולטרה-חמים. לאחר מכן להוסיף 250 microliters של 40 מילימולארי Alizarin אדום S כתם פתרון כתמים osteoblasts קבוע.ולהדקר את הצלחת בטמפרטורת החדר במשך 10 דקות על שייקר ב 100 שייקים לדקה. בעקבות הדגירה עם פתרון הכתמים, שאפו את תותב הכתמים בעזרת צינור חד-שימוש ושטוף במיליליטר אחד של מים אולטרה-חמים. חזור על שלב זה חמש עד 10 פעמים עד פתרון שטיפה יוצא ברור להסיר כתמים לא ספציפיים.לאחר שאיפה לשטוף הסופי, להוסיף מיליליטר אחד של PBS קר. ולהדרור את הצלחת בטמפרטורת החדר במשך 10 דקות על שייקר כמו קודם. לאחר מכן, להעביר את הדיסקים מוכתמים בטא tricalcium פוספט ל הבאר חדשה לסרוק את הצלחות עם סורק שטוח כדי להקליט מינרליזציה.לאחר לכידת התמונה, להוסיף 250 microliters של 10%cetylpyridinium כלוריד פתרון לנער במשך 15 דקות כדי לחלץ את צבע S אדום Alizarin. לאחר מכן, להעביר את הפתרון מן הבארים בודדים 1.5 צינורות מיליליטר צנטריפוגה ב 17, 000 x גרם במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר. לדלל את התמצית עם 10% cetylpyridinium כלוריד פתרון בהקצבת דילול של 1:10 כדי 1:20 בצינור 1.5 מיליליטר.לאחר מכן להעביר 300 microliters של כל מדגם מדולל לתוך בארות של צלחת 96 באר. כלול שתי בארות ריקות המכילות רק 10%cetylpyridinium כלוריד. לאחר מכן, הכינו שבעה תקני ייחוס של Alizarin Red S החל מ-4 400 מיקרומולרים על ידי דילול תספורת הכתמים Alizarin Red S 40 מיליומרים עם 10% פתרון כלוריד צטילפרידין ליצירת עקומה סטנדרטית.לטעון 300 microliters של כל תקן לתוך הצלחת. לבסוף, קרא את סופגי הדגימות, החסר ותקני הייחוס ב- 520 ננומטר. לבודד מבשרי מח עצם osteoplast מן הירך ואת השוקיים של עכבר המתת לחץ באמצעות מספריים סטריליים כדי להסיר את הרגליים מהגוף במפרק הירך.חותכים את הגפיים במפרקי הברך והקרסוליים ומסירים את הרקמה הרכה עם אזמל סטרילי ומדפים. חותך את האפיפיזיות. הכנס מחט 27 מד מחובר מזרק מלא מיליליטר אחד של מדיום צמיחת העצם לתוך לומן לשטוף את מח העצם לתוך צלחת פטרי סטרילי שישה סנטימטרים.לאחר החזרה על זה עבור כל עצם הירך tibiae, להעביר את ההשעיה התא צינור חרוט 50 מיליליטר. לשטוף את צלחת פטרי שישה סנטימטר עם חמישה מיליליטר של צמיחת עצם בינוני ולהעביר אותו לאותו צינור חרוט 50 מיליליטר. צנטריפוגה ב 350 x גרם בארבע מעלות צלזיוס במשך חמש דקות.בעקבות צנטריפוגה מחדש להשעות את התאים במיליליטר אחד לכל באר של מדיום בידול osteoclast. עכבר BALB/c אחד מספק מספר מספיק של מבשרי אוסטאוקלסט עבור צלחת תרבות אחת של 24 בארות. הוסף osteoblasts ראשי מושעה בגודל צמיחת העצם על הביו-חומר ואת הפקדים ב 8.8 * 10 ^ 4 תאים לסמטר מרובע.דיסקי בטא טריקלציום פוספט, עצם חזיר מבוקרת, ופלסטיק תרבות רקמות משמשים כאן. דגירה ב 37 מעלות צלזיוס בחמישה אחוז פחמן דו חמצני במשך 24 שעות. לאחר 24 שעות, הוסיפו מבשרי מח עצם מבודדים טריים ומדיום בידול אוסטיאוקלסטי לאוסטובלסטים הראשוניים התרבותיים וחזרו לחממה במשך חמישה ימי תרבות ב-37 מעלות צלזיוס בחמישה אחוזי פחמן דו חמצני.החלף את המדיום עם מדיום בידול osteoclast טרי מוכן כל יומיים. ואז כתם osteoclasts עבור חומצה עמידה טרטראט פוספטאז כדי להעריך את ההידול. לגלח את הקרקפת של עכבר BALB / c בן שמונה שבועות הרדמה ולנקות את פני השטח עם 7.5% פתרון יוד povidone ו 70% אתנול.מכסים את העיניים עם משחה עיניים כדי למנוע ייבוש במהלך ההליך. להבטיח רמה מתאימה של הרדמה על ידי חוסר תגובה לצביטת בוהן וזנב. ואז לאחר ביצוע חתך קשתית קו האמצע להסיר את רקמות חיבור paracranium מעל העצםקודית הימנית על ידי גירוד אותו עם אזמל.לאחר מכן השתמש טרפין שיניים סטרילי עם קוטר של ארבעה מילימטרים ב 2000 סיבובים לדקה כדי ליצור פגם בגודל קריטי בעצםקודית הימנית. כל הזמן להשקות את האזור עם תמיסת מלח סטרילית תוך חרוץ עצם הקודקוד הימנית חיתוך דרך ectocortext וכמה אנדוקורטקס. כדי למנוע נזק לדרה מאטר, השתמש במעלית פריוסטילית קטנה כדי לפרוץ את האנדוקורטקס הנותר.לאחר מכן השתמש במדפים כדי להרים בזהירות את עצם הגולגולת ולהסיר אותו. הפגם המתקבל צריך להיות מעגלי בקוטר של כ-3.5 מילימטרים. לאחר מכן, למלא את הפגםגולגולתי עם קצף קולגן בטא טריקלסיום פוספט, presoaked PBS סטרילי.כדי לשמור על הביו-חומר במקום, יש למרוח 0.5 מיקרוליטרים של דבק רקמות בסוף הפגם בשתי נקודות מנוגדות. לאחר מכן סגור את העור עם תפר שאינו ניתן לעצירה. מניחים עכבר הרדמה על גבו, מגלחים את פרוות הבטן ומנקים את המשטח המגולח עם תווי יוד 7.5% ו-70% אתנול.לאחר ביצוע חתך קו אמצע באורך שמונה מילימטר דרך העור לאורך אלבה linea של הבטן, השתל PBS ספוג ביומטרי מתחת לעור. ואז לתפור את העור עם תפר שאינו ניתן לתפור. שמונה שבועות לאחר ההשתלה, excise אתר ההשתלה עם הרקמה שמסביב מהעכבר המתת דם.תמונה זו מדגימה כי הצמיחה על דיסקים בטא tricalcium פוספט המוצגים ברים פתוחים אינו משפיע על הכדאיות osteoblast לעומת הצמיחה על פלסטיק תרבות הרקמה בשבעה ו 14 ימים של תרבות. אוסטיובלסטים מתורבתים היו מוכתמים ב-אליזארין רד S לאחר 14 ימים. מינרליזציה הייתה גבוהה יותר עבור בקרות בינוניות מינרליזציה בהשוואה osteoblasts מתורבתים בינוני לבד.ועל דיסקי בטא טריקלציום פוספט בארות תרבות השעיה. כאשר פגם גולגולתי בגודל קריטי כתוצאה בניתוח נותר ריק, שכבה דקה המכסה את הפגם כולו נצפתה, אך לא הייתה היווצרות עצם משמעותית ב 12 שבועות לאחר הניתוח. לעומת זאת, כאשר הפגם הכיל קצף קולגן בטא טריקלסיום פוספט, תרסיסי קצף מוקפים ברקמה סיבית צפופה כולל כמה כלי דם ותאים דלקתיים גישור על אזור הפגמים ללא ראיות להיווצרות העצם.בעקבות השתלת קצף קולגן בטא טריקלציום פוספט תת עורי, תגובה דלקתית עם תאים ענקיים בגוף זר נצפתה על מקטעי המטוקסילין ואאוסין מוכתמים עדות לפיברוזיס על החלקים המוכתמים בטריכרום של מאסון בשמונה שבועות. לעומת זאת, באתר ההשתלה של הבקרות המזויף הייתה דלקת מינימלית ולא פיברוזיס. בעת ניסיון הליך זה חשוב לעשות תיוק מדויק ובלתי ניתן לשחזור של הגולגולתא מבלי לפגוע בבעל החיים.בעקבות שיטות אחרות של הליך זה כמו בדיקות ביאור אוסטאוקלסט ותפוקה גבוהה למודלים חיסוניים צפדית ניתן לבצע מראש על מנת לענות על שאלות נוספות כמו התגובה של osteoclast לביו-חומרים וסוג התגובה החיסונית.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

זיכרון צורה פולימרים לתרבות התא הפעיל

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Use of Human Perivascular Stem Cells for Bone Regeneration

שימוש בתאי גזע לשחזור עצם Perivascular

Human perivascular stem cells (PSCs) can be isolated in sufficient numbers from multiple tissues for purposes of skeletal tissue engineering1-3. PSCs are ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Microarrays פולימר לגילוי תפוקה גבוהה של Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

Velocimetry תמונת מיקרו חלקיקים למדידות בפרופיל מהירות של מיקרו זורם דם

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to ...

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

באתר טוען לחיצה והדמיה לא פולשנית המצטרף של רצועת שן עצם חניכיים סיבית המשותפת

This study demonstrates a novel biomechanics testing protocol. The advantage of this protocol includes the use of an in situ loading device coupled to a ...

An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

מכונות בדיקת שיטה משופרת להערכת Anchorage עצם השתל

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

עור מלא פגמים דגם להערכת כלי דם של Biomaterials<em&gt; בVivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

A Coupled Experiment-finite Element Modeling Methodology for Assessing High Strain Rate Mechanical Response of Soft Biomaterials

ניסוי-סופי יחד אלמנט דוגמנות מתודולוגיה להערכת הזנים שיעור גבוהים מכאנית תגובה של Biomaterials רך

This study offers a combined experimental and finite element (FE) simulation approach for examining the mechanical behavior of soft biomaterials (e.g. ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

הנדסת ג&#39;ל קולגן Cellularized 3D לשחזור רקמות וכלי דם

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...