Name: finite element modelling of a cellular electric microenvironment
Uploaded: 2021-05-18T12:30:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Finite Element Modelling of a Cellular Electric Microenvironment at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af det 4-årige Wellcome Trust PhD-program i kvantitativ &biofysisk biologi

Forfatterne har intet at afsløre.

Den foreslåede protokol foreslår en ensartet modelleringsløsning for naturlige og kunstige stilladser og understreger behovet for at overveje nanostrukturen af fiberstilladser, når man inspicerer virkningerne af miljøaftryk på celler, der er seedet på sådanne materialer. Selv om en grov tilnærmelse af EF-intensiteten (elektrode potentiel forskel divideret med afstanden mellem elektroderne) ville få os til at forvente en feltstyrke på 100 mV/mm, forudsiger simuleringer stationære feltstyrker op til 30% højere i forskellige områder af måtten (Figur 5). Dette resultat bør være af interesse for ES eksperiment design og data fortolkning, som celledød kan være forårsaget af for stærke EF'er. At udsætte det elektriske mikromiljø ville muliggøre en direkte sammenhæng mellem ES og cellulær udvikling. Mens flere undersøgelser præsenterer detaljeret morfologianalyse af de anvendte stilladser33,43,59, undersøger de ikke samspillet mellem materialernes struktur, elektriske egenskaber og EF. Denne protokol kan aktivere dette link, da parametre som fiberradius, belægningslagtykkelse, afstand mellem fibre og elektriske egenskaber af komponentmaterialerne kan ændres i henhold til hvert eksperiment ved at ændre de globale definitioner ved trin 1.2 og 1.3. Derfor kan tilpassede 3D rumligt løst afgift og nuværende tæthed forudsigelser gøres for både statiske og dynamiske ES regimer.
Stillads designoptimering kan målrettes gennem RNC- og RNCd-modellerne med udforskninger af bredt parameterområde, skalering af de foreslåede morfologier eller dele af dem. Alternativt kan andre stilladskonfigurationer undersøges med den foreslåede protokol ved at ændre arraytyperne fra lineær til tredimensionel i afsnit 1.6.5 og tilpasse stilladsgeometrien i punkt 1.6.2. Stilladsoptimering kan dog ikke udføres uden et mål. Mens der til vævsteknik formål hovedfokus er celle skæbne, et klarere billede af, hvad stimuli er dens vigtigste determinanter er afgørende, hvis dens pålidelige kontrol ønskes. Opladning og strømtæthed er gode deskriptorer af cellulære elektriske mikromiljøer, da de viser samspillet mellem EF og de elektriske egenskaber af de forskellige komponentmaterialer i komplekse stilladser som ECM. Protokollen viser, hvordan man beregner forudsigelser for disse målinger givet en nanofibrous stillads geometri og fremhæver betydningen af tilpasningen vinkel af fibrene med EF. Forudsigelser af opladning og strømtæthed kan derefter knyttes til cellulær udvikling, og derfor kan stillads- og ES-regimer derefter optimeres til specifikke opgaver.
Interessant nok viser en undersøgelse, at eksponeringen for høj grad genererede mekanisk stress mere end dobbelt så stor styrke i kompositfilm med nanofibre vinkelret på den eksterne ef sammenlignet med film med paralleljustering60. Den rapporterede mekaniske stress kan være et resultat af Coulomb kræfter, der virker mellem ladede fibre, forudsagt af den uslebne model simuleringer (RC, RNC, RNCd) (Figur 6). Selvom disse simuleringer kunne være nyttige til at undersøge denne hypotese, skal det bemærkes, at de rapporterede eksperimentelle resultater blev opnået i et system med kapacitive kobling, og simuleringen præsenterer direkte kobling. 
En begrænsende faktor for fremtidige mulige anvendelser af protokollen til at estimere et cellulært indgangssignal er parameterusikkerhed. Geometriske usikre parametre er belægning lagtykkelse og afstand mellem fiber kerner. Den første kunne udledes ved at finde den værdi, der fører til en bulk impedans, der kan eksperimentelt valideres. Den anden kan udvindes fra høj opløsning materiale scanninger. Parametre, der beskriver materialernes fysiske egenskaber, påvirkes også af usikkerhed. Den elektriske ledningsevne og dielektriske konstant af eksemplificerede materialer adskiller sig imidlertid langt mere end eksperimentel målepræcision (tabel 2). De rapporterede virkninger vil derfor blive opretholdt på trods af moderate målefejl.
Resultaterne viser, hvordan ikke nok modelkompleksitet kan skjule relevante oplysninger. Det er vigtigt at erkende, at protokollen simulerer en forenklet version af det fysiske fænomen, der finder sted, da den ikke tager højde for de forskellige materialer, der er involveret i processen - leder (elektroder), halvleder (belægning), dielektriske (fiberkerner) og elektrolytiske (omgivende stof) - der er i stand til at påvirke opladningstransport. Dette problem kan forklares i fremtidige modeludvidelser ved at tilføje forsinkelser i energioverførslerne på grænsefladerne (dvs. faradiske reaktioner) og iontransportforsinkelser inden for elektrolytten. Tilføjelse af kompleksitet bør dog styres af eksperimentel validering, da en simpel model, der gengiver det meste af det, der observeres, er mere nyttig end en bemærkelsesværdig nøjagtig model, der tilføjer lidt mere information, men er dybt følsom over for mange konstituerende parametres usikkerhed.
Da det endelige mål med vævsteknik er at skabe bioreaktorer, der ikke kun efterligner et eller to aspekter af in vivo-miljøer, men replikerer og styrer alle cellulære udviklingssignaler61, skal elektromagnetiske og mekaniske i silicomodeller samt modeller for varmeoverførsel mellem bioreaktorkomponenter kombineres. I en efterfølgende modelleringsfase kan der også tilføjes koblingsfænomener mellem disse interaktioner såsom ohmisk opvarmning, elektrolytisk væskestrøm, morfologiske stilladsdeformationer som reaktion på elektrisk stimulation60 og piezoelektrisk62. Modeller bør dog først flettes, når hver enkelt er blevet eksperimentelt valideret. På denne måde kan vi få en bedre forståelse af hver komponents indflydelse i det cellulære mikromiljø, og hvordan stimuli kan optimeres. 
Hvis den foreslåede model er eksperimentelt valideret, kan den kombineres med modeller af biologiske celler - Figur 1. Opladningstæthedsmønstre og moduleringer kan asymmetrisk påvirke specifikke ionpumpers aktivitet, påvirke fastgørelse til proteinfiberen, der driver membranvedhæftning63 og dermed guide migration, spredningsmønstre og morfogenese64. At udforske disse hypoteser er vejen frem i forståelsen af de mekanismer, der understøtter vævs- og celleresponser på ES.

ES er brugen af EF'er med det formål at kontrollere biologiske celler og væv. Dens mekanisme er baseret på den fysiske stimulus, der overføres til cellen, når biomolekylerne inde og omkring den udsættes for en eksternt genereret spændingsgradient. Ladede partikler er involveret i en organiseret bevægelse, der er underlagt Coulombs lov, og genererer trækkræfter på de uladede partikler. Den resulterende væskestrøms- og opladningsfordeling ændrer celleaktiviteter og funktioner som vedhæftning, sammentrækning, migration, orientering, differentiering og spredning1, når cellen forsøger at tilpasse sig ændringen i mikromiljøet.
Da EF'er er kontrollerbare, ikke-invasive, ikke-farmakologiske og vist sig at have en effektiv indvirkning på vigtig celleadfærd, er ES et værdifuldt værktøj til vævsteknik og regenerativ medicin. Det er med succes blevet brugt til at guide neurale2,skelet3,hjertemusklen4,knogle5 og hud6 udvikling. Da det desuden forbedrer iontophoresis7, bruges det som en alternativ eller supplerende behandling til konventionelle farmakologiske. Dens effektivitet i smertebehandling er stadig debatteret som højere kvalitet kliniske forsøg afventes8,9,10. Ikke desto mindre blev der ikke rapporteret om bivirkninger , og det har potentiale til at forbedre patientvelfærden11,12,13,14,15.
Mens kun kliniske forsøg kan give en endelig dom for effekten af en procedure, in vitro og i silico modeller er forpligtet til at informere udformningen af forudsigelig ES behandling, da de giver stærkere kontrol over en bredere vifte af eksperimentelle tilstande. De undersøgte kliniske anvendelser af ES er knogle regenerering16,17, inddrivelse af denervated muskler18,19, axonal regenerering efter operation20,21, smertelindring22, sårheling23,24,25 og iontophoretic stof levering26. For at ES-enheder kan indføres bredt på alle mulige målapplikationer, har kliniske forsøg endnu ikke etableret stærkere beviser for effektiv behandling. Selv på områder, hvor både in vivo dyre- og humane undersøgelser konsekvent rapporterer positive resultater, det store antal rapporterede metoder kombineret med for lidt vejledning om, hvordan man vælger mellem dem og høj anskaffelsespris afskrækker klinikere fra at investere i ES-enheder27. For at overvinde dette kan målvævet ikke længere behandles som en sort boks (grænse for in vivo-forsøg), men skal ses som en kompleks synergi mellem flere delsystemer (figur 1).
Der er i årenes løb gennemført flere ES-forsøg på in vitro ,29,30,31,32,33,34. De fleste af disse karakteriserer kun ES gennem spændingsfaldet mellem elektroderne divideret med afstanden mellem dem - en grov tilnærmelse af den elektriske feltstyrke. Det elektriske felt i sig selv påvirker dog kun ladede partikler, ikke celler direkte. Når der er flere materialer mellem enheden og cellerne, kan den grove tilnærmelse muligvis heller ikke holde.
En bedre karakterisering af indgangssignalet kræver et klart overblik over, hvordan stimulus overføres til cellen. De vigtigste metoder til levering af ES er direkte, kapacitive og induktive kobling35,36. Anordningerne for hver metode er forskellige med elektrodetypen (stang, planar eller vikling) og placering i forhold til målvævet (i kontakt eller isoleret)35. Enheder, der anvendes in vivo til længere behandlinger skal være wearable, således elektroder og de fleste gange energikilden er enten implanteret eller fastgjort til huden som sår forbindinger eller elektroaktive pletter. Den genererede spænding gradient displaces ladede partikler i behandlingsområdet.
Da det påvirker den resulterende ladede partikelstrøm i nærheden af cellerne, er stilladsstruktur af største betydning i udformningen af ES-protokoller. Der opstår forskellige opladningstransportkonfigurationer, hvis platformmaterialet, synteseteknikken, strukturen eller retningen i forhold til spændingsgradientændringen. In vivo påvirkes tilgængeligheden og bevægelsen af ladede partikler ikke kun af celler, men også af kollagennetværket og interstitiel væske, der udgør den understøttende ECM. Manipulerede stilladser bruges i stigende grad til bedre at genskabe naturlige cellemikromiljøer in vitro1,35. Samtidig er ECM et komplekst naturligt stillads.
Kunstige stilladser er baseret på metaller, ledende polymerer og kulstof, konstrueret med fokus på at afbalancere biokompatibilitet med elektrokemisk ydeevne og langsigtet stabilitet36. En alsidig stilladstype er elektrospunfibrøs måtten, der tilbyder en kontrollerbar nanoskala topografi. Dette kan konstrueres til at ligne ECM, og dermed levere lignende mekaniske signaler, der hjælper regenerering af en bred vifte af væv37. For at påvirke ES betydeligt skal måtterne være ledende til en vis grad. Ledende polymerer er imidlertid vanskelige at elektrospin og blanding med isolerende bærere begrænser ledningsevnen af de resulterende fibre38. En løsning er polymerisering af en ledende monomer på overfladen af en dielektrisk fiber, hvilket resulterer i god mekanisk styrke og elektriske egenskaber ved slutproduktet38. Et eksempel er belægning silke elektrospun fibre med semi ledende PEDOT-PSS39. Kombinationen af mekaniske og elektromagnetiske signaler accelererer neuritvæksten40,41,42betydeligt . Neuritter følger stilladser fibre tilpasning, og forlænge mere efter udsættelse for en EF parallelt med fibrene end til en lodret en43. På samme måde fremmer tilpasningen af fiberstilladser til EF også myogen modning33.
ECM består hovedsageligt af fiberdannende proteiner44, hvoraf den kollagentype I er den vigtigste bestanddel i alt animalsk væv bortset fra brusk (rig på kollagentype II)44. Tropocollagen (TC), tredobbelt spiralformation af polypeptidstrenge, er det strukturelle motiv af kollagenfibriller45. Transmission elektron mikroskopi og atomare kraft mikroskopi billeder af kollagen fibriller viser en D-periodisk banded mønster46 forklaret af Hodge &Petruska model47 som regelmæssige arrays af TC huller og overlapninger45. Sener er sammensat af en justeret kollagen fibrillar matrix afskærmet af en ikke-kollagen meget hydrofil proteoglycan matrix48,49. Decorin er en lille leucin-rige proteoglycan (SLRP) i stand til at binde kløften regioner kollagen fibrils og forbinde med andre SLRPs gennem deres glycosaminoglycan (GAG) sidekæder49. Undersøgelser udført på sener viser, at deres elektriske egenskaber ændrer sigbetydeligt,når hydreret50,51, afgift transportmekanisme skifte fra protonisk til ionisk som hydrering niveau stiger51. Dette tyder på, at elektrisk ledning langs en kollagen type I fibril kunne aktiveres af en Decorin-vand frakke, med hul og overlappende regioner, der har forskellige elektriske ledningsevner og dielektriske konstanter.
Da kunstige stilladser giver samme genskabelse af ECM, synes den viden, der skaber synergi mellem in vivo og in vitro, og som kan oversættes, at bevirke, at være i en blindgyde. I silico modellering ikke kun re-muliggør oversættelse mellem de to, men tilføjer også vigtige fordele i at karakterisere de ukendte processer, der er involveret i ES. Sammenligning af in vivo-observationerne med in vitro kan give oplysninger om koblingsstyrken mellem målvævet og resten af organismen, men afdækker ikke de nuværende videngrænser. Det ukendte kan eksponeres ved at observere forskellen mellem, hvad der forventes at ske baseret på den nuværende viden, og hvad der sker. I silico eksperimenter baseret på matematisk modellering tillader opdeling af processen i kendte og ukendte underprocesser. På denne måde kommer fænomener, der ikke er taget højde for i modellen, frem i lyset, når der i silico-forudsigelser sammenlignes med in vitro- og in vivo-eksperimenter.
Formning og test af hypoteser vedrørende den eller de underliggende mekanismer for, hvordan celler og væv påvirkes af elektriske felter, hindres af det store antal parametre52, der skal testes separat. For at definere repræsentative forsøgsbetingelser skal ES-processen opdeles i underprocesser (figur 1), og der skal identificeres dominerende inputsignaler, der påvirker celleadfærden. Modeller, der repræsenterer grundlæggende fysiske virkninger af ES på celler, beskriver det domæne, der parrer EF med cellen - den af ladede partikler53. Adfærden af partikler udvendigt til cellen afhænger af mikromiljøet og kan undersøges separat fra cellen. Det dominerende inputsignal for cellen er undersættet af ES-enhedsoutput, der forårsager den største grad af variation i celleresponset. Den mindste delmængde af de fulde eksperimentelle parametre, der kan generere variationer i alle de dominerende celleinputsignaler, kan bruges til at reducere parameterrumsdimensionen og antallet af testsager.
Inputtet af den biologiske ES-målmodel skal være en delmængde af de udgangssignaler, der produceres af ES-enheden, og som er nyttige til at beskrive ES's fysiske virkninger på celler. En simpel bioreaktor med direkte kobling har samme struktur som elektrolytiske elektrokemiske celler. Modeller af disse viser den primære (tegner sig for opløsning modstand), sekundære (også tegner sig for faradiske reaktioner) eller tertiære (også tegner sig for ion diffusion) nuværende tæthed fordeling. Da kompleksiteten udmønter sig i beregningsomkostninger, er den enkleste model bedst egnet til udforskning af parameterrum. Simuleringer af fiberkompositter motiveret af materialeegenskaber54 fokuserer på bulkmaterialeegenskaber som følge af kompleks mikroarkitektur og kan derfor ikke beskrive lokale virkninger af eksponering for miljøaftryk. Eksisterende i silicomodeller, motiveret af ES, fokuserer på den biologiske prøve, det være sig en enkelt celle nedsænket i et homogent medium55,56,57eller komplekst væv med homogent ekstracellulært rum58. Opladning og strømtæthed (figur 2) kan fungere som grænsefladesignaler mellem modeller af ES-enheden og den biologiske prøve eller mellem forskellige komponenter i ES-enheden. Den foreslåede FEM-baserede protokol anvender de ligninger, der er beskrevet i figur 2, og blev brugt til at undersøge, hvordan stilladsafhængige parametre kan bruges til at modulere disse to signaler, uafhængigt af den miljømæssige værdi, der genereres af en direkte koblingsopsætning. Resultaterne understreger, at det er nødvendigt at tage højde for stilladser eller ECM elektriske egenskaber, når man undersøger, hvordan ES påvirker målceller.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Comsol multiphysics 5.2 AC/DC module</td>
			<td>COMSOL</td>
			<td>-</td>
			<td>FEM modelling software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

finite element modelling of a cellular electric microenvironment

Kliniske undersøgelser viser elektrisk stimulation (ES) at være en potentiel behandling for helbredelse og regenerering af forskellige væv. Forståelse af celleresponsmekanismerne, når de udsættes for elektriske felter, kan derfor være retningsgivende for optimering af kliniske anvendelser. In vitro-eksperimenter har til formål at hjælpe med at afdække dem og giver fordelen ved bredere input- og outputområder, der kan vurderes etisk og effektivt. Fremskridtene i in vitro-eksperimenter er imidlertid vanskelige at reproducere direkte i kliniske miljøer. Hovedsagelig skyldes det, at de ES-enheder, der anvendes in vitro, adskiller sig betydeligt fra dem, der er egnede til patientbrug, og stien fra elektroderne til de målrettede celler er anderledes. Det er derfor ikke let at omsætte in vitro-resultaterne til in vivo-procedurer. Vi understreger, at det cellulære mikromiljøs struktur og fysiske egenskaber spiller en afgørende rolle i de faktiske eksperimentelle testbetingelser og foreslår, at foranstaltninger til fordeling af ladninger kan bruges til at bygge bro mellem in vitro og in vivo. I betragtning af dette viser vi, hvordan i silico finite elementmodellering (FEM) kan bruges til at beskrive det cellulære mikromiljø og de ændringer, der genereres af eksponering for elektriske felter (EF). Vi fremhæver, hvordan EF par med geometrisk struktur til at bestemme afgift distribution. Vi viser derefter virkningen af tidsafhængige input på opladningsbevægelser. Endelig demonstrerer vi relevansen af vores nye metode i silicomodel ved hjælp af to casestudier: (i) in vitrofibrøs Poly(3,4-ethylendioxythiophene) poly (styrenesulfonat) (PEDOT-PSS) stilladser og (ii) i vivo kollagen i ekstracellulær matrix (ECM).

Den foreslåede model beskriver funktioner i en sammensat måtte med parallelle fibre, nedsænket i et ledende stof og udsat for en eksternt genereret elektrisk potentiel gradient. Simuleringer viser, at det er vigtigt at tage højde for de forskellige komponenter i et stillads på en mikroskala og undersøge, hvordan ændringer i justeringsvinklen (indgangssignal) af fibrene til EF kan generere variation i strøm- og opladningstætheden (outputsignaler) i nærheden af fibrene.
Fem forskellige geometriske kompleksitetsfaser præsenteres, der hver især har en effekt på simuleringsresultatet: glat ledende plade (SC), glat plade med ikke-ledende indlejrede fibre (SNC), grov ledende komposit (RC), grov komposit med ikke-ledende indlejrede fibre (RNC), grov komposit med ikke-ledende indlejrede fibre og to typer periodisk belægning (RNCd) (Figur 3). Afsnit 1.5 i protokollen viser trinene til import af geometrierne i et projekt, og afsnit 1.6 viser, hvordan du opbygger disse trin for trin. De to første modeller tager ikke højde for overflademorfologi. SC og RC tager ikke højde for fiberkernens dielektriske egenskaber. RNC er den foreslåede model for nanofibrous kunstige stilladser, mens RNCd er den foreslåede model for et ECM-segment.
Minimering af beregningsomkostninger blev opnået ved at reducere ES-enhedens geometri til et volumen for en modelenhed, der repræsenterer mikromiljøet. Mens en ES-enhed og stilladsets bredde og længde let kan være i størrelsesordenen et par centimeter, er de indeholdende fibres diameter normalt lavere end et mikron. Her bruger vi et stilladsskær, der kan sammenlignes med fiberdiameteren, til at reducere de beregningsmæssige omkostninger, der er forårsaget af højde-bredde-forholdet, og fremhæver effekten af stilladsets fiberiske natur på det elektriske mikromiljø. Resten af ES-enheden erstattes med elektriske potentielle grænsebetingelser valgt, således at en grov tilnærmelse til størrelsen af det elektriske felt er 100 V/m, en ofte rapporteret stimuleringsparameter. Desuden antages et enhedsvolumen med fem parallelle fibre - som det, der bruges i simuleringer, præsenteret i figur 3 - at være repræsentativt for en hel planarfibrusmåtte. Tre typer fibre kan skelnes i et 1D-array: indvendig central (med stilladsets symmetriplan i længderetningen, der opdeler dem i halvdelen), indvendig forbigående (med lateral overflade omgivet af andre fibre, men med asymmetriske sider) og udvendigt (ved kanten af stilladset). Fem er det mindste antal fibre, der kræves for at inkludere alle de tre definerede typer.
Modellens maskeelementstørrelse kræver særlig opmærksomhed, da den kan påvirke simuleringsresultaterne og dermed ikke afsløre vigtige virkninger ( Figur4). Dette er en generel regel i den begrænsede element metode og en implikation af Nyquist-Shannon prøvetagning sætning. Jo hurtigere de væsentlige simuleringssignaler svinger i rummet, jo mindre skal mesh-elementerne være for at producere en loyal repræsentation af fænomenet. På den anden side, jo mindre element, jo større er det samlede antal model byggesten og beregningsmæssige omkostninger. Den adaptive mesh-raffinement, der er fastsat i afsnit 2.1, er en god og letkøbt metode til at afbalancere disse modsatrettede mål ved kun at reducere elementstørrelsen, hvor og så længe denne operation medfører en betydelig ændring.
En model, der er for forenklet, kan ikke give vigtige virkninger(figur 5,6). Simuleringer viser, at det ikke er overflødigt at tage højde for overflademorfologi og stilladskomponentens elektriske egenskaber ved forudsigelse af elektriske mikromiljøer. Mens overflademorfologi har en direkte indvirkning på den stationære EF (sammenlign SC og SNC med RC, RNC og RNCd), viser en sammenligning mellem RC- og RNC-forudsigelser, at ikke-forførende fiberkerner forstærker denne effekt. Med hensyn til modellering af cellulære elektriske mikromiljøer på nanofibrous stilladser er SC-, SNC- og RC-modellerne således suboptimale. Det er imidlertid god praksis gradvist at tilføje kompleksitet, da sammenligninger mellem de forskellige faser hjælper med at angive, hvilke funktioner der giver anledning til specifikke virkninger.
Modellens kompleksitet påvirker ændringer i strøm- og opladningstætheden med fiberjustering til ef. Den foreslåede protokol er med til at fremhæve effekten ( figur5,6). Mens SC-modellen ikke viser nogen variation i de foreslåede målinger, når dens tilpasning til den elektriske potentielle gradient ændres, forudsiger RNC-modelsimuleringerne en kraftig kontrast mellem måtteenheden med fibre, der er justeret til EF, og den med fibre vinkelret (Figur 7). Når de ikke-ledende kerner kommer i vejen for den nuværende strøm, danner de periodiske dæmninger, der fører til vekslende regioner med høj og lav opladningstæthed.
Dynamiske ES-regimer kan simuleres med tidsafhængige undersøgelser. Videoer i supplerende filer viser forudsigelser lavet til en sinusformet indgangsspænding på en fuld kunstig stilladsmodel (RNC), med fibre parallelt eller vinkelret på den elektriske potentielle gradient. Små strømme langs fibrene vinkelret på EF vises, når ladning frigives fra stilladset, da EF-størrelsen falder. Dette viser, at stimulering kan forekomme ikke kun, mens den eksterne EF er til stede, men også lige efter det er afbrudt - Se supplerende filer til videoer.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig01.jpg"> Figur 1: Hierarkisk blokdiagram over modellering - fordele og begrænsninger ved modellering med in vivo og i silicomodeller. Bloker farvemærker blokke på samme hierarkiske niveau. Lavere rang blokke er inkluderet i højere rang dem. Blok slagtilfælde farvemærker mulighed for at medtage blokken i en bestemt type model - kobling med andre systemblokke ikke har gul i deres slagtilfælde, da de ikke er komponenter til in vitro modeller. Kugler fungerer som ventiler og betyder kontrollerbarhed af blokken. Når en ventil er tændt, kan signalet passere gennem alle pilestier i de underordnede delsystemer, der har ventilens farve i deres strøg. Fortolkning af diagrammet: ES-processen består af stimuleringsanordningen og det biologiske mål, hver med flere indbyrdes forbundne deterministiske eller stokastiske underprocesser, der ikke kan adskilles in vivo eller in vitro, således at de ikke har nogen rød eller gul ventil. Stokastiske processer griber også ind på grænsefladen mellem simuleringsenheden og den biologiske prøve, når de begge stimuleres. En in vitro-model afkobler det pågældende system (dvs. hudsegment) fra resten af organismen. Således kan kun iboende processer i det interessesystem, der toppes af stokastiske processer af forskellig art, observeres. De forskellige iboende processer kan imidlertid ikke stimuleres og identificeres særskilt. I silico modeller er parametriske for kendte komponenter - deres adfærd forventes at være af en bestemt form - og ikke-parametrisk for det ukendte - da der ikke er nogen mekanistisk grund til at give tiltro til en vis ekstrapolering. Alle in silicokomponenter kan simuleres separat eller i forskellige kombinationer, hvilket gør det muligt at skildringen af forskellige hypoteser. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig01large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig02.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> Figur 2: (A) Coulombs lov (B) Elektrisk potentielt felt og mobil sondeladning (C) Elektrisk strøm (D) Opladningstæthed (E) Aktuel tæthed (F) Ligning af kontinuitet (G) Lov om bevarelse af opladning. (A) Elektrisk ladede stationære partikler q og Q interagerer elektrostatisk gennem Coulombs kraft <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq01.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> . (B1) Hver ladet partikel Q genererer et skalarfelt kaldet elektrisk potentiale på alle positioner <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq02.jpg" style="margin-bottom: -5px;"> i rummet: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq03.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> . Det maksimale arbejde, der kræves for at flytte en anden ladet partikel q fra sin <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq04.jpg" style="margin-bottom: -5px;"> position, er produktet mellem opladningen q og det elektriske potentiale, der genereres af Q på position <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq04.jpg" style="margin-bottom: -5px;"> . Det elektriske potentielle felt, der genereres af flere partikler, er summen af de felter, der genereres af hver enkelt partikel. (B2) Et stationært felt med faste generatorpartikler q og Q, virker med en <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq05.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> på en sondepartikel med positiv ladning qp. Som reaktion herpå bevæger qp sig for at minimere positionens elektriske potentiale. For at beskrive bevægelsen af qp, kan man udlede <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq05.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> og det elektriske felt fra det <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq06.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> elektriske potentielle felt: <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq07.jpg" style="margin-bottom: -15px;"> . (C) Flere mobile positivt ladede sondepartikler, der frigives ensartet i et stationært elektrisk felt, følger en organiseret bevægelse. For at spore opladningskonfigurationen uden at spore hver partikel kan man hvert øjeblik angive: (D) hvordan rummet er besat af partikler, tildele en opladningstæthed <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq08.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> til hvert uendeligt lille volumen i henhold til Gauss's lov og (E) hvordan partikler passerer gennem grænseoverfladerne mellem tilstødende forsvindende uendelige mængder og tildeler en aktuel tæthed <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq09.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> til hver grænse i henhold til Ohms lov. (F) Ladning og strømtæthed udvikler sig sideløbende i henhold til kontinuitetsligningen, da ikke-ensartet partikelforskydning fører til enten akkumulering eller tab af partikler i et bestemt volumen. (G) Inden for et isoleret system er loven om bevarelse af afgifter gældende, og der er ingen tilstrømning eller udstrømning af ladede partikler. Anvendte notationer:- q,Q,qp charge og navnet på den ladede partikel; <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq10.jpg" style="margin-bottom: -10px;"> - Euklidisk norm for positionsvektoren; k - Coulombs konstant; <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/61928/61928eq11.jpg" style="margin-bottom: -5px;"> - gradientoperatør, εa - mediums absolutte godkendelsesevne σ - ledningsevne af medium. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig02large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig03.jpg"> Figur 3: Fem forskellige niveauer af kompleksitet for en fibermåtte. SNC- glat med ikke-ledende indlejrede fibre; RC- ru med ledende indlejrede fibre, der tegner sig for overflademorfologi, men ikke for forskellige komponentegenskaber; RNC- ru med ikke-ledende indlejrede fibre, fuld foreslået model af nanofibrous kunstige stilladser; RNCd- ru med ikke-ledende indlejrede fibre belagt med to forskellige materialer, fuld foreslået model for et ark kollagen fibre. Længdeenhed: nanometer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig03large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig04.jpg"> Figur 4: Eksempelresultater af den adaptive maske refinement og den deraf følgende opladningstæthed efter simuleringen. (Til højre) Oprindelig maske adaptivt raffineret under stationær undersøgelse; mindre elementer er nødvendige for et nøjagtigt resultat i de områder, hvor simulerede signaler har pludselige rumlige ændringer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig04large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig05.jpg"> Figur 5: Fiberjusteringsvinkel til elektrisk potentiel gradient påvirker EF-styrken i de omkringliggende cellekulturmedier, når der tages højde for tilstrækkelig kompleksitet. SC, SNC, RC, RNC og RNCd er de forskellige kompleksitetsniveauer for fibermåttemodellen, der er præsenteret i figur 3. Lodret akse markerer fiberernes justeringsvinkel til den elektriske potentielle hældning. Abstrakte elektroder featured - nederste side med højt elektrisk potentiale og øverste side med lavt elektrisk potentiale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig05large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig06.jpg"> Figur 6: Fiberjusteringsvinkel til elektrisk potentiel gradient påvirker rumladningstætheden i de omkringliggende cellekulturmedier, når der tages højde for tilstrækkelig kompleksitet. SC, SNC, RC, RNC og RNCd er de forskellige kompleksitetsniveauer for fibermåttemodellen, der er præsenteret i figur 3. Lodret akse markerer fiberernes justeringsvinkel til den elektriske potentielle hældning. Abstrakte elektroder featured-nederste side med højt elektrisk potentiale og øverste side med lavt elektrisk potentiale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig06large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61928/61928fig07.jpg"> Figur 7: Opladningsbevægelsen påvirkes af stilladsfiberjustering i forhold til EF. Begge paneler illustrerer steady state RNC model forudsigelser. På venstre side er fibrene parallelle med EF, mens de på højre side er vinkelret. Den lyserøde til blå farvestyrke markerer opladningstætheden, mens pilens volumen markerer den aktuelle tæthedsretning. Farven på pilene svarer til den aktuelle tæthedsnormer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/61928fig07large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Navn</td>
			<td>Udtryk</td>
			<td>Beskrivelse</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ws</td>
			<td>10* Rc * med_ratio</td>
			<td>Stilladsbredde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ls</td>
			<td>10* Rc * med_ratio</td>
			<td>Stilladslængde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hs</td>
			<td>2*Rf</td>
			<td>Stilladshøjde</td>
		</tr>
<tr>
<td>med_ratio</td>
			<td>1.5</td>
			<td>Forholdet mellem cellekulturmedier og stilladser</td>
		</tr>
<tr>
<td>Rc</td>
			<td>278,5[nm]</td>
			<td>Fiberkerneradius</td>
		</tr>
<tr>
<td>r</td>
			<td>1.5</td>
			<td>Forholdet mellem fiberkerne og frakke</td>
		</tr>
<tr>
<td>Rf</td>
			<td>1984 1988</td>
			<td>Fiber med pelsradius</td>
		</tr>
<tr>
<td>theta</td>
			<td>90[deg]</td>
			<td>Vinkel på fiberretning</td>
		</tr>
<tr>
<td>Lf</td>
			<td>1.3*(Ls*cos(theta)+Ws*sin(theta))</td>
			<td>Fiber længde</td>
		</tr>
<tr>
<td>Tes</td>
			<td>1</td>
			<td>Forholdet mellem fiberkerneradius og afstand mellem fibre</td>
		</tr>
<tr>
<td>n_1</td>
			<td>2*(fix((Ws/(2*cos(theta)-Rf)/(2*tes*Rc))+3)*(cos(theta)!=0)+1*(cos(theta)==0)</td>
			<td>Maksimalt antal fibre, hvis theta<=45</td>
		</tr>
<tr>
<td>n_2</td>
			<td>2*(fix(Ls/(2*sin(theta)-Rf)/(2*tes*Rc))+3)*(sin(theta)!=0)+1*(sin(theta)==0)</td>
			<td>Maksimalt antal fibre, hvis theta>45</td>
		</tr>
<tr>
<td>Overskydende</td>
			<td>1.2+0,3*abs(synd(2*theta))</td>
			<td>Første fiber relative forskudt fra stillads</td>
		</tr>
<tr>
<td>D</td>
			<td>Hvis/5</td>
			<td>Pels periodicitet</td>
		</tr>
<tr>
<td>rekvisit</td>
			<td>0.46</td>
			<td>Længden af første lag i forhold til periodicitet D</td>
		</tr>
<tr>
<td>E</td>
			<td>100[mV/mm]</td>
			<td>Elektrisk feltstyrke</td>
		</tr>
<tr>
<td>V0</td>
			<td>E*Ls*med_ratio</td>
			<td>Terminal spænding</td>
		</tr>
<tr>
<td>omega</td>
			<td>500[Hz]</td>
			<td>Tidsafhængig undersøgelse Spændingsfrekvens</td>
		</tr>
<tr>
<td>p_sigma</td>
			<td>0.5</td>
			<td>Anden belægning relativ ledningsevne</td>
		</tr>
<tr>
<td>p_eps</td>
			<td>1.5</td>
			<td>Anden belægning relativ dielektrisk konstant</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Parametre anvendt til simulering
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Kultur Medier</td>
			<td>PEDOT:PSS 1</td>
			<td>PEDOT:PSS 2</td>
			<td>Kollagen hydreret 1</td>
			<td>Kollagen hydreret 2</td>
			<td>Silke fibroin</td>
			<td>Kollagen tør</td>
		</tr>
<tr>
<td>Elektrisk ledningsevne (S/m)</td>
			<td>1.7014</td>
			<td>1.00E-01</td>
			<td>p_sigma * 0,1</td>
			<td>2.00E-05</td>
			<td>p_sigma * 2e-5</td>
			<td>1.00E-08</td>
			<td>2.50E-08</td>
		</tr>
<tr>
<td>Relativ tilladelse</td>
			<td>80.1</td>
			<td>2.2</td>
			<td>p_eps * 2,2</td>
			<td>9.89</td>
			<td>p_eps * 9,89</td>
			<td>7.81E+00</td>
			<td>4.97</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 2: Materialeegenskaber anvendt i simulering
Supplerende filer. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61928/supplemental%20files.zip" target="_blank">Klik her for at hente denne fil.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Finite Element Modelling of a Cellular Electric Microenvironment at JoVE.com

Finite Element Modelling of a Cellular Electric Microenvironment

Dette papir præsenterer en strategi for opbygning af begrænsede elementmodeller af fiberledende materialer, der udsættes for et elektrisk felt (EF). Modellerne kan bruges til at estimere den elektriske indgang, som celler, der er seedet i sådanne materialer, modtager, og vurdere virkningen af at ændre stilladsets materialeegenskaber, struktur eller retning.

Finite Element Modellering af en Cellular Electric Microenronment

Clinical studies show electrical stimulation (ES) to be a potential therapy for the healing and regeneration of various tissues. Understanding the ...

Denne metode hjælper med at forudsige det elektriske mikromiljø i en celle, der sidder på et fiberstillads, såsom den ekstracellulære matrix. Der er to hovedfordele, der opstår ved insilico modellering. Forudsigelsen af eksperimentelle tilstande er 3D, mens optimering er aktiveret af den lette parameterændring.Elektrisk stimulation hjælper regenerering af flere væv. Denne model i lignende insilico-modeller vil hjælpe med at optimere stimuleringsparametrene. Du kan begynde med at åbne COMSOL-softwaren og vælge en tom model.Højreklik på globale definitioner i Modelbygger, vælg parametre, og tilføj parametre i henhold til tabel 1 i tekstmanuskriptet. Du kan tilføje dem en efter en eller indlæse dem fra en tekstfil. Højreklik på materiale i modelbyggeren under globale definitioner, og vælg tomt materiale for at tilføje materialer.Hvis du vil tilføje materialeegenskaber, skal du gå til indstillingerne for det nyligt tilføjede materiale og derefter udvide materialeegenskaberne og vælge elektrisk ledningsevne fra grundlæggende egenskaber. Tryk på plussymbolet for at tilføje en egenskab. Gentag denne proces for relativ godkendelse.Udfyld de aktuelle materialeegenskaber i henhold til tabel to fra tekstmanuskriptet. Derefter skal du venstre klikke på tilføj komponent fra fanen Hjem og vælge 3D for at tilføje en ny komponentnode i modelgeneratoren. Igen, højreklik på geometri, venstre-klik på indsæt sekvens.Dobbeltklik derefter på den fulde model, og vælg den relevante rækkefølge. Højreklik på materialer under den aktuelle komponentnode i modelgeneratoren, og vælg materialelink. Tilknyt materialer for hver komponent i denne rækkefølge, omgivende stof, frakker og kerner.Udvid valglisten under fanen Indstillinger for det omgivende stof for at vælge mediemarkering. Udvid linkindstillingerne, og vælg det relevante materiale som kulturmedier på rullelisten. Hvis du vil se domænerne i kulturmedieblokken, skal du aktivere knappen Gennemsigtighed under grafikfanen.Konfigurer de andre materialelinks på samme måde. I modelbyggeren skal du venstre klikke på den aktuelle komponent, vælge Tilføj fysik og derefter udvide AC/DC-modulet for at vælge det elektriske strømmodul og klikke på Føj til komponent. Hvis du vil definere grænsebetingelser, skal du vælge XY-visningen under grafikfanen.Gå til modelbyggeren igen, højreklik på noden for elektriske strømme, og vælg jorden. Hold derefter markeringsparameteren for grænsemarkeringen aktiv. Venstre klik på den højeste omgivende stof ansigt parallelt med XZ plan og tilføje grænse fem i grænsen udvælgelse boks.Højreklik på den elektriske strømknæd i modelbyggeren, og vælg terminal. Holde grænsen udvælgelse aktiv, venstre klik på den laveste omgivende stof ansigt parallelt med XZ plan og tilføje grænse også i grænsen udvælgelse boks. Derefter skal du vælge en spænding på rullelisten for terminaltypen ved at udvide terminalvalget og udfylde V nul for spænding.Under globale definitioner i modelbygger skal du venstreklikparametre og ændre parameteren theta til den fiberorienteringsvinkel, der ønskes til simulering. Udvid komponentnoden for hver komponent i modelgeneratoren, højreklik på geometri, og vælg byg alle. Venstreklik på modelrodnoden i modelgeneratoren, og åbn fanen Tilføj undersøgelse.Vælg stationær undersøgelse, og højreklik på tilføj undersøgelse. Under den nyligt tilføjede undersøgelse skal du venstreklik på trin et, udvide undersøgelsesudvidelser, kontrollere den adaptive mesh-raffinementsboks og klikke på beregning for at få det raffinerede mesh. Venstreklik på modelrodnoden i modelbyggeren, åbn fanen Tilføj undersøgelse, vælg stationær undersøgelse, og højreklik på Tilføj undersøgelse.Under den nyligt tilføjede undersøgelse skal du venstreklik på trin et, udvide mesh-udvælgelsen og vælge den maske, der genereres i den adaptive mesh-raffinementsundersøgelse. Fortsæt ved at højreklikke på beregningsknappen. Højreklik på resultatnoden i modelgeneratoren, og vælg 3D-plotgruppe for at redigere indstillingerne.Rediger etiketten, så den oplades, og vælg det parametriske undersøgelsesdatasæt ved at udvide datasættet på rullelisten. Markér derefter afkrydsningsfelterne for show-forklaringer i farveforklaringen, og vis maksimum- og minimumværdier. Igen under resultatnoden skal du højreklikke på ladet tæthed for at vælge lydstyrke og fortsætte med at redigere fanen Indstillinger.Udvid datafanen, vælg derefter fra overordnet, og udfyld EC. RHOQ i udtryksboksen. Kontroller den manuelle farveområdeboks fra områdefanen, og angiv minimum og maksimum til henholdsvis 0,3 og 0,3. Udvid farvelægning og typografi, og angiv farvelægning til farvetabel og farvetabel for at vinke.Kontroller farveforklaringsboksen og farveområdet symmetrier. Højreklik på diskenhed og modelgenerator, og vælg filter. Gå til fanen Indstillinger, og udfyld det logiske udtryk, der skal medtages.Venstreklik på plotknappen for at visualisere resultaterne i grafikvinduet. I denne analyse vises fem forskellige geometriske kompleksitetsstadier, der påvirkede simuleringsresultatet. En maske, der er for grov, kan skjule relevante oplysninger.Ved hjælp af den adaptive mesh-raffinement opnås en maske med mindre elementer, da det er nødvendigt for nøjagtige resultater. På forskellige niveauer af kompleksitet for fiberen mat model, styrken af det elektriske felt var påvirket af tilpasningen af fibrene med hensyn til den potentielle gradient. Derudover påvirker fiberjusteringen vinklet til elektrisk potentiel gradient den rumopladede tæthed i de omkringliggende cellekulturmedier.I stilladset fiber orientering undersøgelse, undersøgelsen tilstand RNC model forudsigelser blev illustreret, når fibre var parallelle eller vinkelret på det elektriske område. Opladningstætheden og strømtætheden var påvirket af stilladsfiberjustering i forhold til det elektriske felt. Denne protokol kan bruges til at undersøge virkningen af parameterændringer på opladningstætheden omkring et fiberstilladssegment.Det er vigtigt at huske, at ved at ændre modelparametre, såsom data eller materialeegenskaber, kan det resulterende opladningstæthedsområde ændre sig betydeligt. For at opnå den bedste visualisering skal området optimeres således, at der kan observeres maksimal variation i den ladede tæthed.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Bioengineering

Unit 1

Electric Charges and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipid Ekstraktion for målrettet stabile isotoper Fortynding Liquid Chromatography-massespektrometri Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

Tissue Engineering af Tumor Stromal mikromiljø med Application til cancercelleinvasion

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

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

En Koblet Eksperiment-Finite Element Modeling metode til vurdering af High Strain Rate Mekanisk Reaktion af Soft Biomaterials

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

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

En eksperimentel og Finite Element-protokollen til undersøgelse af Transport af Neutrale og sigtet Opløste stoffer tværs Ledbrusken

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

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

Forbedret 3D Hydrogel kulturer af primære Glial celler for In Vitro modellering af Neuroinflammation

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

Creating a Structurally Realistic Finite Element Geometric Model of a Cardiomyocyte to Study the Role of Cellular Architecture in Cardiomyocyte Systems Biology

At skabe et strukturelt realistisk Finite Element geometriske Model af en Cardiomyocyte til at studere rollen i cellulære arkitektur i Cardiomyocyte systembiologi

With the advent of three-dimensional (3D) imaging technologies such as electron tomography, serial-block-face scanning electron microscopy and confocal ...

Fabrication of a Multiplexed Artificial Cellular MicroEnvironment Array

Fabrikation af en multiplex kunstige cellulære mikromiljø Array

Cellular microenvironments consist of a variety of cues, such as growth factors, extracellular matrices, and intercellular interactions. These cues are ...

Calorespirometry: A Powerful, Noninvasive Approach to Investigate Cellular Energy Metabolism

Calorespirometry: En kraftfuld, Noninvasive tilgang at undersøge cellulære energimetabolisme

Many cell lines used in basic biological and biomedical research maintain energy homeostasis through a combination of both aerobic and anaerobic ...

Autofluorescence Imaging to Evaluate Cellular Metabolism

Autofluorescensbilleddannelse til evaluering af cellulær metabolisme

Cellular metabolism is the process by which cells generate energy, and many diseases, including cancer, are characterized by abnormal metabolism. Reduced ...