Name: construction and use of an electrical stimulation chamber for enhancing osteogenic differentiation in mesenchymal stem/stromal cells in vitro
Uploaded: 2019-01-31T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Construction and Use of an Electrical Stimulation Chamber for Enhancing Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem/Stromal Cells In Vitro at JoVE.com

यह काम एक ए ओ फाउंडेशन स्टार्ट-अप ग्रांट (एस-14-03H) और Friedrichsheim फाउंडेशन (Stiftung Friedrichsheim) द्वारा फ्रैंकफर्ट/मेन, जर्मनी में आधारित हिस्से में समर्थित था ।

1. विद्युत उत्तेजना सेल संस्कृति चैंबर का निर्माण
<ol><li>EStim चैंबर का निर्माण करने के लिए, मानक 6-well सेल कल्चर प्लेटों के दो ढक्कन इकट्ठा; ९९.९९% प्लैटिनम वायर, ६० सेमी लंबाई में 0.5 के व्यास के साथ-1 मिमी; चांदी लेप?...

<ol>
	<li>Oryan, A., Kamali, A., Moshiri, A., Baghaban Eslaminejad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Mesenchymal+Stem+Cells+in+Bone+Regenerative+Medicine:+What+Is+the+Evidence?.">Role of Mesenchymal Stem Cells in Bone Regenerative Medicine: What Is the Evidence?.</a> Cells, Tissues, Organs. 204 (2), 59-83 (2017).</li><li>Mauney, J. R., Volloch, V., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Adult+Mesenchymal+Stem+Cells+in+Bone+Tissue+Engineering+Applications:+Current+Status+and+Future+Prospects.">Role of Adult Mesenchymal Stem Cells in Bone Tissue Engineering Applications: Current Status and Future Prospects.</a> Tissue Engineering. 11 (5-6), 787-802 (2005).</li><li>Mobini, S., Leppik, L., Thottakkattumana Parameswaran, V., Barker, J. H. <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+effect+of+direct+current+electrical+stimulation+on+rat+mesenchymal+stem+cells.">In vitro effect of direct current electrical stimulation on rat mesenchymal stem cells.</a> PeerJ. 5, e2821 (2017).</li><li>Leppik, L., 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=Combining+electrical+stimulation+and+tissue+engineering+to+treat+large+bone+defects+in+a+rat+model.">Combining electrical stimulation and tissue engineering to treat large bone defects in a rat model.</a> Scientific Reports. 8 (1), S1 (2018).</li><li>Song, 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=Application+of+direct+current+electric+fields+to+cells+and+tissues+in+vitro+and+modulation+of+wound+electric+field+in+vivo.">Application of direct current electric fields to cells and tissues in vitro and modulation of wound electric field in vivo.</a> Nature Protocols. 2 (6), 1479-1489 (2007).</li><li>Hronik-Tupaj, M., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+responses+of+two-+and+three-dimensional+engineered+tissues+to+electric+fields.">A review of the responses of two- and three-dimensional engineered tissues to electric fields.</a> Tissue Engineering. Part B, Reviews. 18 (3), 167-180 (2012).</li><li>Huang, S., 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=An+improved+protocol+for+isolation+and+culture+of+mesenchymal+stem+cells+from+mouse+bone+marrow.">An improved protocol for isolation and culture of mesenchymal stem cells from mouse bone marrow.</a> Journal of Orthopaedic Translation. 3 (1), 26-33 (2015).</li><li>Nau, 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=Tissue+engineered+vascularized+periosteal+flap+enriched+with+MSC/EPCs+for+the+treatment+of+large+bone+defects+in+rats.">Tissue engineered vascularized periosteal flap enriched with MSC/EPCs for the treatment of large bone defects in rats.</a> International Journal of Molecular Medicine. 39 (4), 907-917 (2017).</li><li>Eischen-Loges, M., Oliveira, K. M. C., Bhavsar, M. B., Barker, J. H., Leppik, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pretreating+mesenchymal+stem+cells+with+electrical+stimulation+causes+sustained+long-lasting+pro-osteogenic+effects.">Pretreating mesenchymal stem cells with electrical stimulation causes sustained long-lasting pro-osteogenic effects.</a> PeerJ. 6, 4959 (2018).</li><li>Livak, K. J., Schmittgen, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+relative+gene+expression+data+using+real-time+quantitative+PCR+and+the+2(-Delta+Delta+C(T))+Method.">Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method.</a> Methods. 25 (4), 402-408 (2001).</li><li>Curtis, K. 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=EF1alpha+and+RPL13a+represent+normalization+genes+suitable+for+RT-qPCR+analysis+of+bone+marrow+derived+mesenchymal+stem+cells.">EF1alpha and RPL13a represent normalization genes suitable for RT-qPCR analysis of bone marrow derived mesenchymal stem cells.</a> BMC Molecular Biology. 11, 61 (2010).</li><li>Wang, L., Li, Z. -. y., Wang, Y. -. p., Wu, Z. -. h., Yu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Expression+Profiles+of+Marker+Genes+in+Osteogenic+Differentiation+of+Human+Bone+Marrow-derived+Mesenchymal+Stem+Cells.">Dynamic Expression Profiles of Marker Genes in Osteogenic Differentiation of Human Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells.</a> Chinese Medical Sciences Journal (Chung-kuo i hsueh k'o hsueh tsa chih). 30 (2), 108-113 (2015).</li><li>Kim, H. B., Ahn, S., Jang, H. J., Sim, S. B., Kim, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+corrosion+behaviors+and+surface+profiles+of+platinum-coated+electrodes+by+electrochemistry+and+complementary+microscopy:+biomedical+implications+for+anticancer+therapy.">Evaluation of corrosion behaviors and surface profiles of platinum-coated electrodes by electrochemistry and complementary microscopy: biomedical implications for anticancer therapy.</a> Micron. 38 (7), 747-753 (2007).</li><li>Cho, Y., Son, M., Jeong, H., Shin, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+field-induced+migration+and+intercellular+stress+alignment+in+a+collective+epithelial+monolayer.">Electric field-induced migration and intercellular stress alignment in a collective epithelial monolayer.</a> Molecular Biology of the Cell. , mbcE18010077 (2018).</li><li>Tai, G., Tai, M., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrically+stimulated+cell+migration+and+its+contribution+to+wound+healing.">Electrically stimulated cell migration and its contribution to wound healing.</a> Burns &amp; Trauma. 6, 20 (2018).</li><li>Love, M. R., Palee, S., Chattipakorn, S. C., Chattipakorn, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+electrical+stimulation+on+cell+proliferation+and+apoptosis.">Effects of electrical stimulation on cell proliferation and apoptosis.</a> Journal of Cellular Physiology. 233 (3), 1860-1876 (2018).</li><li>Adams, D. S., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+principles+for+measuring+resting+membrane+potential+and+ion+concentration+using+fluorescent+bioelectricity+reporters.">General principles for measuring resting membrane potential and ion concentration using fluorescent bioelectricity reporters.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2012 (4), 385-397 (2012).</li><li>Jin, G., Li, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+electrically+conductive+scaffold+as+the+skeleton+of+stem+cell+niche+in+regenerative+medicine.">The electrically conductive scaffold as the skeleton of stem cell niche in regenerative medicine.</a> Materials Science &amp; Engineering. C, Materials for Biological Applications. 45, 671-681 (2014).</li><li>Hronik-Tupaj, M., Rice, W. L., Cronin-Golomb, M., Kaplan, D. L., Georgakoudi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoblastic+differentiation+and+stress+response+of+human+mesenchymal+stem+cells+exposed+to+alternating+current+electric+fields.">Osteoblastic differentiation and stress response of human mesenchymal stem cells exposed to alternating current electric fields.</a> Biomedical Engineering Online. 10, 9 (2011).</li></ol>

यहां हम एक कक्ष के निर्माण और EStim के साथ mesenchymal स्टेम कोशिकाओं के इलाज के लिए एक विधि का वर्णन है कि बढ़ाया osteogenic भेदभाव में परिणाम है ।
EStim प्रस्तुत सेटअप विशेष उपकरण/ज्ञान की आवश्यकता नहीं है और एक ?...

आघात और/या रोग-प्रेरित अस्थि दोषों में वृद्धि कोशिका चिकित्सा और अपक्षयी चिकित्सा प्रौद्योगिकियों के विभिंन संयोजनों का उपयोग कर इलाज किया जा रहा है । MSCs इस तरह के उपचार में पसंद की कोशिका हैं, उनके अपेक्षाकृत उच्च osteogenic गतिविधि के कारण, अलगाव और विस्तार दक्षता, और सुरक्षा1. उनके osteogenic गतिविधि को अधिकतम करने के लिए और, इस प्रकार, उनके चिकित्सीय प्रभाव का अनुकूलन, कई तरीकों को इन उपचार में उनके उपयोग करने से पहले MSCs हेरफेर शुरू किया गया है (के रूप में Mauney एट अल.2द्वारा की समीक्षा) । ऐसा ही एक तरीका है EStim, जिसमें3 विट्रो में एमएससी osteogenic भेदभाव को बढ़ाने और vivo4में हड्डी हीलिंग को बढ़ावा देने के लिए दिखाया गया है । EStim के साथ MSCs के इलाज पर ध्यान केंद्रित अध्ययन की बढ़ती संख्या के बावजूद, EStim प्रो osteogenic प्रभाव अधिकतम करने के लिए एक इष्टतम आहार अभी तक परिभाषित किया जाना है ।
अंय इन विट्रो विधियों का उपयोग कर EStim नमक की संस्कृति के माध्यम है, जो धातु इलेक्ट्रोड5से अलग कोशिकाओं में जलमग्न पुलों का प्रयोग । इस का लाभ यह है कि नमक पुलों के माध्यम से EStim देने रासायनिक प्रतिफल (जैसे, धातु इलेक्ट्रोड की जंग) है कि साइटोटोक्सिक जा सकता है की शुरूआत समाप्त । इस लाभ के बावजूद, नमक पुल के साथ काम करने के लिए बोझिल हैं, और EStim वे उद्धार है कि vivo मॉडलों में दिया से अलग है, यह मुश्किल परिणाम प्राप्त करने के लिए जब दो प्रणालियों का उपयोग करने को सहसंबंधी बनाना । setups कि धातु के माध्यम से EStim देने या सेल संस्कृति वेल्स के अंदर तय की कार्बन इलेक्ट्रोड (के रूप में Hronik द्वारा की समीक्षा-टॊपाज और कापलान6) बेहतर अनुकरण उपकरणों में प्रयुक्त vivo; हालांकि, इन उपकरणों का उपयोग करता है और प्रति प्रयोग अध्ययन किया जा सकता है कि कोशिकाओं की संख्या सीमित है के बीच साफ/ हम EStim यहां प्रस्तुत विशेष रूप से इन अंय setups की सीमाओं को संबोधित चैंबर बनाया । जबकि हमारे अनुभव के सबसे इस EStim चैंबर का उपयोग कर 2d और 3 डी अस्थि मज्जा-और वसा-ऊतक-MSCs3,4, इस चैंबर के एक प्रमुख लाभ व्युत्पंन युक्त संस्कृतियों के साथ किया गया है कि यह बहुमुखी है और अपेक्षाकृत छोटे के साथ परिवर्तन, विभिंन स्थितियों की एक किस्म के तहत अंय प्रकार के सेल के अध्ययन के लिए अनुकूलित किया जा सकता है ।
यहां हम एक EStim सेल संस्कृति चैंबर के निर्माण का वर्णन; फिर, हम EStim के विभिंन परहेजों के साथ MSCs के इलाज और osteogenic भेदभाव पर जिसके परिणामस्वरूप प्रभाव को मापने के द्वारा इसके उपयोग का प्रदर्शन । एमएससी osteogenic भेदभाव कैल्शियम जमाव, alkaline फॉस्फेट गतिविधि, और osteogenic मार्कर जीन अभिव्यक्ति के माध्यम से मूल्यांकन किया है । महत्वपूर्ण बात, पिछले प्रयोग में है कि इस सेटअप का इस्तेमाल किया, हमने देखा है कि इन समर्थक osteogenic प्रभाव लंबे समय के बाद जारी रहती है EStim उपचार बंद कर दिया गया था ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Estim fabrication</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Banana connector/Jack adaptor</td>
			<td>Poppstars</td>
			<td>1008554</td>
			<td>2 pieces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting pliers</td>
			<td>Knipex</td>
			<td>78 03 125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC power supply (0-30V/0-3A)</td>
			<td>B&#38;K Precision</td>
			<td>Model 9130B</td>
			<td>Any simular model could be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulated flexible wires (0.14 mm2)</td>
			<td>Conrad Electronic International</td>
			<td>604794, 604093</td>
			<td>2 pieces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-corrosive silicone rubber</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>3140 RTV</td>
			<td>*could be purchased by many stores</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum Wire (999,5/1000; 1mm &#248;)</td>
			<td>Junker Edelmetalle</td>
			<td>00D-3010</td>
			<td>0.6 m needed for 1 Estim chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Ethanol solution</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>Sterilisation of Estim chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver coated copper wire (0.6 mm &#248;)</td>
			<td>Conrad Electronic International</td>
			<td>409334 - 62</td>
			<td>&#8776;70 cm needed for 1 Estim device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering iron Set</td>
			<td>Conrad Electronic International</td>
			<td>1611410 - 62</td>
			<td>Any simular model could be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TPP 6-well plate lid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z707759-126EA</td>
			<td>2 lids for Estim chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.2V wired circular LEDs</td>
			<td>Conrad Electronic International</td>
			<td>599525 - 62</td>
			<td>6 pieces</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UHU Super glue</td>
			<td>UHU GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>n/a</td>
			<td>*could be purchased by many stores</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MSC culture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#946;-Glycerophosphate disodium salt hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G9422</td>
			<td>osteogenic cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, low glucose, GlutaMAX Supplement, pyruvate</td>
			<td>Thermo-Fischer Scientific</td>
			<td>21885025</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS, no calcium, no magnesium</td>
			<td>Thermo-Fischer Scientific</td>
			<td>14190144</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dexamethasone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D4902</td>
			<td>osteogenic cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Thermo-Fischer Scientific</td>
			<td>10500064</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml Falcon tube</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>62,547,004</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A4544</td>
			<td>osteogenic cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Thermo-Fischer Scientific</td>
			<td>15140122</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley (SD) rat mesenchymal stem cells, bone marrow origin</td>
			<td>Cyagen</td>
			<td>RASMX-01001</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell detachment solution</td>
			<td>Thermo-Fischer Scientific</td>
			<td>A1110501</td>
			<td>cell culture, cell detachment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC Flask, T75</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>833911302</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TPP 6-well plates</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z707759-126EA</td>
			<td>cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue Dye, 0.4% solution</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1450021</td>
			<td>cell count</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction and use of an electrical stimulation chamber for enhancing osteogenic differentiation in mesenchymal stem/stromal cells in vitro

Mesenchymal स्टेम/stromal कोशिकाओं (MSCs) बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है ऊतक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण में हड्डी चिकित्सा को बढ़ावा देने के । विद्युत उत्तेजना (EStim) के लिए इन विट्रो में एमएससी osteogenic भेदभाव को बढ़ाने और नैदानिक सेटिंग्स में हड्डी चिकित्सा को बढ़ावा देने के लिए प्रदर्शन किया गया है । यहां हम एक EStim सेल संस्कृति कक्ष के निर्माण का वर्णन और चूहे की अस्थि मज्जा-प्राप्त एमएससी osteogenic भेदभाव को बढ़ाने के इलाज में इसके उपयोग करते हैं । हमने पाया है कि osteogenic भेदभाव में एक महत्वपूर्ण वृद्धि में 7 दिनों के परिणाम के लिए EStim के साथ MSCs का इलाज है, और महत्वपूर्ण बात, इस समर्थक osteogenic प्रभाव लंबे समय के बाद बनी रहती है (7 दिन) EStim बंद है । EStim के साथ MSCs का इलाज करने के इस दृष्टिकोण osteogenic भेदभाव को बढ़ाने के लिए अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग उपचार परिणामों का अनुकूलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और, इस प्रकार, उन्हें अपनी पूरी चिकित्सीय क्षमता को प्राप्त करने में मदद. इस अनुप्रयोग के अतिरिक्त, इस EStim कक्ष संस्कृति कक्ष और प्रोटोकॉल का उपयोग अंय EStim-संवेदी कक्ष व्यवहारों, जैसे माइग्रेशन, प्रसार, apoptosis, और पाड़ अनुलग्नक की जांच करने के लिए भी किया जा सकता है ।

MSCs के osteogenic भेदभाव पर EStim के १०० एमवी के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, 3, 7 के लिए EStim के साथ इलाज कोशिकाओं, और 14 दिन या अनुपचारित (नियंत्रण) संवर्धन परिवर्तन और कैल्शियम जमाव का आकलन करके रूपात्मक ...

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Construction and Use of an Electrical Stimulation Chamber for Enhancing Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem/Stromal Cells In Vitro

यहां हम एक सेल संस्कृति विद्युत उत्तेजना के विभिंन प्रकार के लिए कोशिकाओं को बेनकाब करने के लिए डिज़ाइन चैंबर के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद है, और mesenchymal स्टेम सेल के इलाज में इसके उपयोग के लिए osteogenic भेदभाव को बढ़ाने के ।

निर्माण और Mesenchymal स्टेम में Osteogenic भेदभाव को बढ़ाने के लिए एक विद्युत उत्तेजना चैंबर के उपयोग/Stromal इन विट्रो में कोशिकाओं

Mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) have been used extensively to promote bone healing in tissue engineering approaches. Electrical stimulation (EStim) ...

यहां, हम दिखाते हैं कि आम छह दीवार संस्कृति प्लेटों का उपयोग करके विद्युत उत्तेजना कक्ष कैसे बनाया जाए, और मेसेंचिमल स्टेम कोशिकाओं में ऑस्टियोजेनिक भेदभाव को प्रोत्साहित करने के लिए इसका उपयोग कैसे करें। यह कक्ष आसान है और निर्माण के लिए महंगा नहीं है, और कई प्रयोगों में पुन: उपयोग किया जा सकता है। हमारे कक्ष में विद्युत उत्तेजना के साथ पूर्व-इलाज होने के बाद, मेसेंचिमल स्टेम कोशिकाओं का उपयोग हड्डी ऊतक इंजीनियरिंग उपचार में परिणामों में सुधार करने के लिए किया जा सकता है।इस कक्ष का उपयोग अन्य सेल प्रकारों और इलेक्ट्रो-सेंसिटिव सेल व्यवहार जैसे माइग्रेशन, प्रसार, झिल्ली क्षमता में परिवर्तन, एपोप्टोसिस और सावधान अटैचमेंट की जांच करने के लिए भी किया जा सकता है। एक छह अच्छी तरह से थाली ढक्कन में, निशान और फिर ड्रिल २ १ मिलीमीटर व्यास छेद, 25 मिलीमीटर के अलावा, छह कुओं में से प्रत्येक के बाहरी किनारे के पास । इसके बाद, एक प्लेटिनम तार को 12 पांच सेंटीमीटर लंबे वर्गों में काटें।मैन्युअल रूप से प्रत्येक पांच सेंटीमीटर खंड को एल "आकार में मोड़ें, एक छोर तीन सेंटीमीटर लंबा छोड़ दें, और अन्य दो सेंटीमीटर लंबे। इसके बाद चांदी के लेपित तार को दो 35 सेंटीमीटर लंबाई में काट लें। ड्रिल छेद में एक प्लेटिनम तार के लंबे समय तक तुला अंत डालें, ढक्कन के बाहर से एक से दो मिलीमीटर फैला हुआ छोड़ ।इसे संदंश का उपयोग करके मोड़ें। इसके बाद, सुपर-प्रवाहकीय गोंद के साथ ढक्कन छेद में प्लेटिनम तारों को सुरक्षित करें और उन्हें लगभग छह घंटे तक सूखने के लिए छोड़ दें। कैथोड तैयार करने के लिए, मिलाप सभी छह प्लेटिनम तारों के सुझावों को ढक्कन से चांदी लेपित तारों में से एक के लिए फैला हुआ है ।एनोड्स तैयार करने के लिए, शेष छह प्लेटिनम तारों को अन्य चांदी-लेपित तारों को मिलाप करें। इसके बाद, कार्यक्षमता की पुष्टि करने के लिए छह एनोड-कैथोड प्लेटिनम-इलेक्ट्रोड जोड़े में से प्रत्येक के बीच सर्किट में एलईडी जोड़ें। एलईडी प्रकाश के लिए संस्कृति प्लेटों में कोशिकाओं को उजागर करने से रोकने के लिए प्रत्येक एलईडी के तहत काले इन्सुलेशन टेप का एक टुकड़ा रखें।इसके बाद, वायर टर्मिनल ब्लॉक कनेक्टर को छह-वेल प्लेट ढक्कन के शीर्ष बाएं कोने में गोंद करें, और दोनों सिल्वर-लेपित तारों को इनपुट टर्मिनलों से कनेक्ट करें। फिर, पहले ढक्कन पर टर्मिनल ब्लॉक कनेक्टर को समायोजित करने के लिए, एक दूसरे छह-अच्छी प्लेट ढक्कन के शीर्ष बाएं कोने से 20 मिलीमीटर वर्ग अनुभाग को काट लें। पहले ढक्कन को कवर करें, इलेक्ट्रोड से लैस, दूसरे ढक्कन के साथ, और चिपकने वाले टेप के साथ उन्हें टेप करें।तार कनेक्टर के उत्पादन टर्मिनलों के लिए दो मानक अछूता तांबे के तारों के एक छोर कनेक्ट, और दूसरे केले पुरुष कनेक्टर के लिए समाप्त होता है । फ्रंट पैनल पर ऑन-ऑफ बटन दबाकर बिजली सप्लाई चालू करें। बटन एक दबाकर चैनल एक को सक्रिय करें।इसके बाद वोल्टेज सेट करने के लिए बटन चार दबाएं। लोड आउटपुट 2.5 वोल्ट पर सेट करें। इसके बाद एंटर दबाएं।जिस दिन कोशिकाओं को ई स्टेम के साथ इलाज किया जाता है, 30 मिनट के लिए 70% इथेनॉल समाधान में इलेक्ट्रोड को स्टरलाइज करें। फिर, उन्हें अतिरिक्त 30 मिनट के लिए सुरक्षा कैबिनेट में यूवी लाइट के नीचे सुखा लें। एक लैमिनार फ्लो हुड में, छह अच्छी तरह से इलेक्ट्रोड से लैस ढक्कन के साथ सुसंस्कृत MSCs युक्त थाली को कवर, सुनिश्चित करें कि इलेक्ट्रोड पूरी तरह से माध्यम में डूबे हुए हैं ।इसके बाद कवर्ड सिक्स वेल प्लेट को कोशिकाओं के साथ इनक्यूबेटर में ट्रांसफर करें और इसके तारों को बिजली सप्लाई से जोड़ लें। इसके बाद, 2.5 वोल्ट लोड आउटपुट के लिए बिजली की आपूर्ति निर्धारित करें और कोशिकाओं को एक घंटे के लिए ई स्टेम के साथ इलाज करें। उत्तेजना के बाद, बिजली की आपूर्ति को डिस्कनेक्ट करें और इनक्यूबेटर से ई स्टेम चैंबर को हटा दें।बाँझ परिस्थितियों में, ढक्कन को बदलें, इलेक्ट्रोड से लैस, एक मानक छह-अच्छी प्लेट ढक्कन के साथ। बाद में, कोशिकाओं को इनक्यूबेटर में वापस करें, और उन्हें रात भर छोड़ दें। इलेक्ट्रोड को साफ करें, पहले पीबीएस के साथ, और फिर 70% इथेनॉल समाधान के साथ।फिर, इलेक्ट्रोड सतह से संचित जंग उत्पादों को ठीक सैंडपेपर के साथ साफ करें। ई स्टेम ट्रीटमेंट को लगातार छह दिनों तक दोहराएं। चार दिन, विद्युत उत्तेजना लागू करने से पहले, और बाँझ परिस्थितियों में, 1.5 मिलीलीटर मध्यम को पसंद करके संस्कृति माध्यम को बदलें और इसे पूर्व-गर्म, ताजा ऑस्टियोजेनिक विभेदन माध्यम के 1.5 मिलीलीटर के साथ बदलें।लगातार सात दिनों के लिए विद्युत उत्तेजना लागू करने के बाद, एक अतिरिक्त सात दिनों के लिए संस्कृति में कोशिकाओं को बनाए रखने, हर तीन से चार दिनों के माध्यम का आदान प्रदान । जब उपचार पूरा हो जाता है, तो माइक्रोस्कोप के नीचे सेल आकृति विज्ञान परिवर्तन का विश्लेषण करें। एमएससी ऑस्टियोजेनिक भेदभाव पर विद्युत उत्तेजना के प्रभाव का आकलन करने के लिए, कैल्शियम जमाव, क्षारीय फॉस्फेट गतिविधि, और ऑस्टियोजेनिक मार्कर जीन अभिव्यक्ति को मापने के लिए, जैसा कि कहीं और वर्णित है।एमएससी ऑस्टियोजेनिक भेदभाव पर विद्युत उत्तेजना के प्रति मिलीमीटर १०० मिलीवोल्ट्स के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, तीन, सात, और 14 दिनों के लिए विद्युत उत्तेजना के साथ इलाज कोशिकाओं और गैर-उपचारित कोशिकाओं, रूपात्मक परिवर्तन और कैल्शियम जमाव का आकलन करके संस्कृति के दिन 14 में विश्लेषण किया गया । कोशिका आकृति विज्ञान और कैल्शियम जमा में महत्वपूर्ण परिवर्तन सात और 14 दिनों के लिए विद्युत उत्तेजना के साथ इलाज कोशिकाओं में दिखाई दे रहे थे । ऑस्टियोजेनिक मार्कर जीन अभिव्यक्ति परिवर्तन का एक विस्तृत विश्लेषण संस्कृति के तीन, सात, और 14 दिनों में किया गया था ।संस्कृति के सात दिन में, RunX2 अभिव्यक्ति सात दिनों के लिए विद्युत उत्तेजना के साथ इलाज कोशिकाओं में काफी अधिक था । जबकि Colla1 अभिव्यक्ति सात दिनों के लिए इलाज कोशिकाओं में काफी अधिक था, संस्कृति के 14 दिन में मापा । ऑस्टियोपोन्टिन की अभिव्यक्ति में संस्कृति के तीन, सात और 14 दिनों में विद्युत रूप से उत्तेजित कोशिकाओं में काफी वृद्धि हुई थी।Osterix अभिव्यक्ति सभी समय बिंदुओं पर नियंत्रण कोशिकाओं में अनुपस्थित था, और केवल सात और 14 दिनों की संस्कृति में विद्युत उत्तेजना के संपर्क में कोशिकाओं में देखा गया था । विद्युत उत्तेजना कक्ष का निर्माण अपेक्षाकृत आसान है। हालांकि, प्लैटिनम तारों को संभालते समय विशेष सावधानी बरतनी चाहिए, और इलेक्ट्रोड की सफाई और नसबंदी करते समय भी।कोशिकाओं को पूर्व हमारे चैंबर में बिजली के लिए इलाज, अकेले या एक पाड़ सामग्री पर बैठे, पशु मॉडल में प्रत्यारोपित किया जा सकता है, अध्ययन करने के लिए कैसे विद्युत उत्तेजना का सकारात्मक प्रभाव विट्रो में बनी हुई है । यह तकनीक उस तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक सरल अभी तक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करती है जिसके द्वारा विद्युत उत्तेजना कोशिका कार्यों को नियंत्रित करती है। यह ज्ञान पुनर्योजी चिकित्सा कोशिकाओं में उपलब्ध हो सकता है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

इंजीनियरिंग murine Myoblast पूर्वपुस्र्ष कोशिकाओं और बिजली की उत्तेजना के अनुप्रयोग से कंकाल मांसपेशियों के ऊतकों

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

खंगाला मानव कॉर्निया की तरह उपकला (RHCE) ऊतक मॉडल का उपयोग नेत्र परेशान रसायन का खतरा पहचान के लिए आंखों में जलन टेस्ट (ईआईटी)

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Polyelectrolyte Complex for Heparin Binding Domain Osteogenic Growth Factor Delivery

के लिए हेपरिन बाध्यकारी डोमेन osteogenic विकास फैक्टर प्रसव Polyelectrolyte परिसर

During reconstructive bone surgeries, supraphysiological amounts of growth factors are empirically loaded onto scaffolds to promote successful bone ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

एक<em&gt; इन विट्रो</em&gt; अंग संस्कृति म्यूरीन intervertebral डिस्क के मॉडल

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

सुधार 3 डी Hydrogel के लिए प्राथमिक Glial कोशिकाओं की संस्कृतियों में इन विट्रो Neuroinflammation के मॉडलिंग

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

Isolation of Mesenchymal Stem Cells from Human Alveolar Periosteum and Effects of Vitamin D on Osteogenic Activity of Periosteum-derived Cells

मानव वायुकोशीय Periosteum और विटामिन डी के Osteogenic गतिविधि पर Periosteum-व्युत्पन्न कोशिकाओं के प्रभाव से Mesenchymal स्टेम कोशिकाओं का अलगाव

Mesenchymal stem cells (MSCs) are present in a variety of tissues and can be differentiated into numerous cell types, including osteoblasts. Among the ...

Simultaneous Electrical and Mechanical Stimulation to Enhance Cells' Cardiomyogenic Potential

एक साथ विद्युत और यांत्रिक उत्तेजना कोशिकाओं ' Cardiomyogenic क्षमता बढ़ाने के लिए

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in developed countries. Consequently, the demand for effective cardiac cell therapies has motivated ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

लंबी अवधि के नैनोमैटेरियल एक्सपोजर के बाद इन विट्रो जेनोटॉक्सिसिटी परीक्षण के लिए उन्नत 3डी लिवर मॉडल

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...

Silicon Nanowires and Optical Stimulation for Investigations of Intra- and Intercellular Electrical Coupling

अंतर और इंटरसेलुलर इलेक्ट्रिकल कपलिंग की जांच के लिए सिलिकॉन नैनोवायर्स और ऑप्टिकल उत्तेजना

Myofibroblasts can spontaneously internalize silicon nanowires (SiNWs), making them an attractive target for bioelectronic applications. These ...

Simple, Affordable, and Modular Patterning of Cells using DNA

डीएनए का उपयोग कर कोशिकाओं के सरल, सस्ती, और मॉड्यूलर पैटर्निंग

The relative positioning of cells is a key feature of the microenvironment that organizes cell-cell interactions. To study the interactions between cells ...