La stimulation mécanique des chondrocytes-agarose hydrogels
Summary
La biosynthèse de la matrice extracellulaire du cartilage par les chondrocytes peuvent être affectés par l'application de stimuli mécaniques. Cette méthode décrit la technique d'application dynamiques contraintes de compression de chondrocytes encapsulés dans des constructions 3D et l'évaluation des changements induits dans le métabolisme des chondrocytes.
Abstract
Le cartilage articulaire souffre d'une capacité limitée de réparation lorsqu'il a été endommagé par l'insulte mécanique ou dégradés par la maladie, comme l'arthrose. Pour remédier à cette lacune, plusieurs interventions médicales ont été développées. Une de ces méthodes consiste à resurfacer la zone endommagée avec génie tissulaire du cartilage, mais l'ingénierie tissulaire n'a généralement les propriétés biochimiques et la durabilité du cartilage natif, remettant en question sa survie à long terme. Cela limite l'application de l'ingénierie tissulaire du cartilage à la réparation de petits défauts de coordination, en s'appuyant sur les tissus environnants pour protéger le matériau implanté. Pour améliorer les propriétés du tissu développé, la stimulation mécanique est une méthode courante utilisée pour augmenter la synthèse de la matrice extracellulaire du cartilage ainsi que les propriétés mécaniques résultantes de l'ingénierie tissulaire. La stimulation mécanique applique des forces sur le tissu construit analogue à ceux rencontrés in vivo. Cetteest basé sur la prémisse que l'environnement mécanique, en partie, de réglementer le développement et la maintenance de 1,2 tissu natif. La forme la plus couramment utilisée dans la stimulation mécanique de l'ingénierie des tissus cartilagineux est la compression dynamique des déformations physiologiques de l'ordre de 5-20% à une fréquence de 1 Hz 1,3. Plusieurs études ont examiné les effets de la compression dynamique et ont montré qu'elle ait un effet positif sur le métabolisme des chondrocytes et la biosynthèse, en influant finalement sur les propriétés fonctionnelles de l'4-8 tissu développé. Dans cet article, nous illustrons la méthode pour stimuler mécaniquement les constructions d'hydrogel chondrocytes agarose sous compression dynamique et analyser les changements dans la biosynthèse par des dosages biochimiques et radio-isotope. Cette méthode peut également être facilement modifié pour évaluer les changements potentiellement induits dans la réponse cellulaire à la suite de stimuli mécaniques.
Protocol
Discussion
La méthode décrite pour appliquer des stimuli mécaniques contrôlées à la cellule tête de série agarose hydrogels permet d'enquêter directement sur les effets des dynamiques des forces de compression sur le métabolisme des chondrocytes. L'utilisation de la plate-forme de mesure de test en même temps que les bagues de retenue prévu contrainte latérale pour les constructions d'éviter d'éventuels problèmes de basculement échantillon. L'utilisation de plateaux de chargement morts po…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of the reagent or equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Ham’s F-12 | Thermo Fisher Scientific | SH3001002 | |
| Collagenase A | Sigma Aldrich Ltd. | C0130 | |
| Protease | Sigma Aldrich Ltd. | P5147 | |
| Fetal Bovine Serum | Sigma Aldrich Ltd. | F1051 | |
| Ascorbate | Sigma Aldrich Ltd. | A4034 | |
| Antibiotics/antimycotics | Sigma Aldrich Ltd. | A5955 | |
| HEPES | Bioshop Canada Ltd. | HEP001 | |
| Trypan blue | Sigma Aldrich Ltd. | 93595 | |
| Reichert Bright-Line Hemacytometer | Hausser Scientific | 1490 | |
| Quant-iT PicoGreen | Invitrogen | P7589 | |
| Papain from papaya latex | Sigma Aldrich Ltd. | P3125 | |
| Ammonium Acetate | Sigma Aldrich Ltd. | A1542 | |
| Ethyldiaminetetraacetic Acid | Sigma Aldrich Ltd. | E9884 | |
| DL-Dithiothreitol | Sigma Aldrich Ltd. | 43819 | |
| Low Melting Point Agarose, Type VII | Sigma Aldrich Ltd. | A9045 | |
| Mesh Screen (200) Filter | Sigma Aldrich Ltd. | S4145 | |
| Mach-1 Micromechanical Tester | Biomomentum Inc. | V500cs | |
| Compression Loading Jig | Custom-built | Similar product could be supplied by Biomomentum Inc. | |
| Falcon 24 Well Culture Plate | Thermo Fisher Scientific | B353047 | |
| β-Liquid Scintillation Counter | Beckman Coulter | LS6500 | |
| [3H] Proline | Perkin-Elmer | NET323005MC | |
| [35S] Sulfur | Perkin-Elmer | NEX041005MC |
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