Source: https://www.jove.com/author/Utkan_Demirci?language=Spanish
Timestamp: 2018-07-16 09:00:09+00:00

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CD4 + T-linfocitos capturar usando un chip de microfluidos desechables para el VIH
Título encapsulación celular a través de gotitas
Utilizando Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) para desarrollar herramientas de diagnóstico Utkan Demirci1 1Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's Hospital
CD4 + T-linfocitos capturar usando un chip de microfluidos desechables para el VIH Sang Jun Moon1, Richard Lin2, Utkan Demirci1 1Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's Hospital, 2Massachusetts Institute of Technology
Título encapsulación celular a través de gotitas Sangjun Moon1,2, Pei-Ann Lin1,2, Hasan Onur Keles1,2, Seung-Schick Yoo3, Utkan Demirci1,2,4 1Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's, Harvard Medical School, 2Bio-Acoustic-MEMS Laboratory in Medicine (BAMM), HST-Center for Bioengineering, Brigham and Women's Hospital, 3Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, 4Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, Massachusetts Institute of Technology; Center for Biomedical Engineering, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital
Imágenes Médicas Usando Arrays Capacitivos Micromecanizados Transductores Ultrasónicos Ultrasonics. May, 2002 | Pubmed ID: 12159985	Estamos investigando el uso de transductores ultrasónicos capacitivos micromecanizadas (CMUT de) para uso en tratamiento de imágenes médicas. Proponemos una arquitectura de la sonda de ultrasonidos diseñado para proporcionar la ecografía volumétrica dentro de un canal del endoscopio. Un completo sistema experimental automatizado ha llevado a cabo para probar el rendimiento de imagen de las matrices de CMUT. Este sistema basado en PC incluye diseño personalizado tarjetas de circuitos, una interfaz de software, y los fantasmas de resolución de la prueba. Ya hemos fabricado matrices CMUT 1D y 2D, y ha comprobado las características de imagen y pulso-eco de las matrices 1D. Beamforming y los algoritmos de formación de la imagen que tienen como objetivo reducir la complejidad del hardware de adquisición de datos se ponen a prueba a través de simulaciones numéricas y el uso de datos reales adquiridos a partir de nuestro sistema.
Transductores Ultrasónicos Capacitivos Micromecanizados: La Próxima Generación De Matrices De Imágenes Acústicas? IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. Nov, 2002 | Pubmed ID: 12484483	Los materiales piezoeléctricos han dominado la tecnología de transductores de ultrasonidos. Recientemente, capacitiva micromecanizados transductores ultrasónicos (CMUTs) han surgido como una alternativa que ofrece ventajas tecnológicas, como gran ancho de banda, facilidad de fabricación de grandes series, y el potencial para la integración con la electrónica. El objetivo de este trabajo es demostrar la viabilidad de CMUTs de imágenes de ultrasonido. Se presenta el primer pulso-eco gradual de la matriz imágenes B-scan del sector con un 128-elemento, unidimensional (1-D) CMUT matriz lineal. Se han fabricado 64 - y 128-1-D de los elementos matrices CMUT con 100% de rendimiento y la respuesta de elemento uniforme a través de las matrices. Estas matrices se han operado en la inmersión sin fallo o degradación en el rendimiento a lo largo del tiempo. Para los experimentos de imagen, hemos construido una prueba de resolución fantasma más o menos imitando las propiedades de atenuación de los tejidos blandos. Se utilizó un sistema experimental basado en PC, incluyendo diseño personalizado de circuitos electrónicos para adquirir la serie completa de 128 x 128 RF A-escaneos de todas las combinaciones de elementos de recepción y transmisión. Se obtuvo la respuesta de frecuencia de pulso-eco mediante el análisis de las señales de eco de los objetivos de alambre. Estas señales de eco presenta un ancho de banda 80% fraccionada alrededor de 3 MHz, incluyendo el efecto de atenuación en el medio de propagación. Hemos reconstruido las imágenes B-scan con un ángulo de sector de 90 grados y una profundidad de imagen de 210 mm a través del procesamiento en línea mediante el uso de RF beamforming y sintéticos por etapas enfoques de la matriz. Las medidas de 6 dB de resolución lateral y axial, a una profundidad de 135 mm fueron 0,0144 radianes y 0,3 mm, respectivamente. El nivel de ruido electrónico de la imagen era más de 50 dB por debajo del lóbulo principal de magnitud máxima. También se realizó las investigaciones preliminares sobre los efectos de la diafonía entre los elementos de la matriz sobre la calidad de imagen. En el campo cercano, algunos artefactos se observa que se extiende hacia fuera de la matriz a una profundidad de 2 cm. Una cola también se observó en la función de dispersión puntual (PSF) en la dirección axial, lo que indica la existencia de diafonía. La amplitud relativa de esta cola con respecto al lóbulo principal era inferior a -20 dB.
Avance De Visión Matrices CMUT Para Las Imágenes Médicas IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. Jul, 2004 | Pubmed ID: 15301009	En este trabajo se reporta el diseño y prueba de visión hacia adelante matrices anulares fabricados utilizando capacitiva micromachined transductor ultrasónico (CMUT) la tecnología. Investigaciones recientes han demostrado que tienen ancho de banda de frecuencia CMUTs amplia y de alta eficiencia de transducción. De uno y dos-dimensionales CMUT de diversos tamaños ya se han fabricado, y su viabilidad para las aplicaciones de imágenes médicas se ha demostrado. Se han fabricado de 64 elementos, con visión de ver las matrices anulares utilizando el proceso de fabricación de CMUT estándar y llevaron a cabo experimentos para medir la frecuencia de operación, ancho de banda y transmisión / recepción de la eficiencia de los elementos de la matriz. Los elementos de la matriz anulares, diseñados para aplicaciones de imágenes en el rango de 20 MHz, tenían una frecuencia de resonancia de 13,5 MHz en el aire. Los inmersión pulso-eco los datos obtenidos de un reflector de avión puso de manifiesto que los dispositivos funcionan en el rango de 5-26 MHz con un ancho de banda fraccional del 135%. La presión de salida en la superficie del transductor se midió a ser 24 kPa / V. Estos valores se traducen en un rango dinámico de 131,5 dB para 1-V excitación en 1-Hz ancho de banda con un ruido comercial bajo recibir circuitería. El diseñado, hacia delante-visualización matriz CMUT anular es adecuado para su montaje en la superficie frontal de una sonda de catéter cilíndrica y puede proporcionar información Doppler para la medición del flujo sanguíneo y la información de guía para la navegación a través de los vasos sanguíneos en la ecografía intravascular.
Imagen De Matriz Coherente Usando Subarreglos Por Fases. Parte II: Resultados Experimentales Y Simulaciones IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. Jan, 2005 | Pubmed ID: 15742562	Los principios básicos y la teoría de fases submatriz imagen (PSA) de imágenes proporciona la flexibilidad de reducir el número de canales de hardware frontales entre la de apertura sintética clásica (CSA) de imágenes - que utiliza sólo un elemento por evento de disparo - y completo -phased-array (FPA) de imágenes, que utiliza todos los elementos para cada disparo. El rendimiento de PSA oscila generalmente entre la obtenida por la CSA y FPA utilizando la misma matriz, y depende de la cantidad de reducción de hardware complejidad. Para el trabajo descrito en este trabajo, se realizó la FPA, CSA y PSA imagen de un fantasma de resolución utilizando tanto simulados y los datos experimentales a partir de 3 MHz, de 3.2 cm, 128-elemento capacitivo transductor de ultrasonido micromachined (CMUT) matriz. Las respuestas del sistema simulados puntuales en los dominios espaciales y la frecuencia se presentan como un medio de estudiar los efectos de ancho de banda de la señal, el tamaño de filtro de reconstrucción, y la tasa de submuestreo en el rendimiento del sistema de PSA. Los PSA y FPA sector escaneadas las imágenes fueron reconstruidas usando los datos experimentales de banda ancha con el 80% del ancho de banda fraccional, con siete de 32 elementos subarreglos utilizados para el PSA de imágenes. Las mediciones en las imágenes del sector experimentales indican que, en la zona de transmitir focal, el método PSA proporciona una mejora del 10% en la resolución lateral 6-dB, y la resolución punto axial de PSA de imagen es idéntica a la de FPA de imagen. La relación señal-ruido (SNR) de la imagen de PSA fue de 58,3 dB, 4,9 dB por debajo de la de la imagen FPA, y la relación de contraste-ruido (CNR) se reduce en un 10%. Los resultados de las pruebas simuladas y experimentales presentados en este documento validar las expectativas teóricas e ilustran la flexibilidad de PSA de imágenes como una forma de intercambio de SNR y velocidad de fotogramas para simplificada front-end de hardware.
Un Dispositivo De Microfluidos Para Prácticas Libres Label-CD4 (+) Conteo De Células T De Los Sujetos Infectados Con VIH Lab on a Chip. Feb, 2007 | Pubmed ID: 17268618	Prácticas de diagnóstico del VIH se necesitan con urgencia en entornos con recursos limitados. Si bien la infección por VIH puede ser diagnosticada mediante simples, los inmunoensayos rápidos y de flujo lateral, puesta en escena la enfermedad del VIH y el seguimiento del tratamiento requiere recuento exacto de un determinado subgrupo de glóbulos blancos, los linfocitos CD4 (+) de linfocitos T. Para hacer frente a las limitaciones de los actuales enfoques costosos y técnicamente exigentes y / o mucho tiempo, hemos desarrollado un sencillo recuento de CD4 dispositivo de microfluidos. Este dispositivo utiliza la cromatografía de afinidad de la célula operaba bajo flujo diferencial de corte para aislar específicamente CD4 (+) linfocitos T con alta eficiencia directamente de 10 microlitros de sangre sin procesar, toda etiqueta. Recuentos de CD4 se obtienen bajo un microscopio óptico de una manera rápida, sencilla y gratuita de etiqueta. Recuentos de células CD4 determina en nuestras mediciones de dispositivos emparejados por citometría de flujo convencional entre los VIH-positivos a través de una amplia gama de los recuentos de CD4 absolutos (R (2) = 0.93). Este recuento de CD4 microdispositivo puede ser utilizado para CD4 sencillos, rápidos y asequibles de conteo en el punto de atención y de entornos con recursos limitados.
Un Enfoque Práctico Para El Microchip Libres Label-CD4 + Células T Conteo De Sujetos Infectados Con VIH En Entornos De Escasos Recursos Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes (1999). Jul, 2007 | Pubmed ID: 17414933	Simple recuento de células CD4 asequible es una necesidad urgente de organizar y supervisar pacientes infectados por VIH en entornos con recursos limitados. Para hacer frente a las limitaciones de los enfoques actuales, hemos diseñado un sencillo, libre de marca, y rentable dispositivo de conteo de células CD4 usando la tecnología de microfluidos. Hemos descrito anteriormente la fabricación de un sistema de microfluidos para el aislamiento de alta eficiencia de las poblaciones puras de células T CD4 + que utilizan la cromatografía de afinidad celular funciona bajo control de flujo. En este caso, se comparan los resultados de un conteo de células CD4 de microfluidos dispositivo contra la citometría de flujo normal en 49 personas VIH positivas a través de una amplia gama de recuento absoluto de linfocitos CD4. Se ha observado una estrecha correlación entre los recuentos de células CD4 desde el dispositivo de microchip y las mediciones por citometría de flujo, utilizando sangre entera sin procesar de los sujetos adultos VIH-positivos. La sensibilidad para distinguir clínicamente relevantes de los umbrales de 200, 350 y 500 células / microlitros son 0,86, 0,90 y 0,97, respectivamente. La especificidad es 0.94 o superior en todos los umbrales. Este dispositivo puede servir como un cartucho funcional de células CD4 rápido, preciso, asequible y fácil de contar, en entornos con recursos limitados.
De La Célula De Detección Y Contar a Través De Espectroscopia De Impedancia Lisado De Células En Dispositivos De Microfluidos Lab on a Chip. Jun, 2007 | Pubmed ID: 17538717	La célula dispositivos basados ​​en microfluidos han atraído un interés para una amplia gama de aplicaciones. Si bien el recuento de células ópticas y dispositivos de flujo de tipo citometría se han informado ampliamente, sensibles y eficientes métodos no ópticos para detectar y cuantificar células pegadas sobre grandes superficies en general se carece de microdispositivos. Se describe un método eléctrico para el recuento de células basa en la medición de cambios en la conductividad del medio circundante debido a los iones liberados de la superficie de las células inmovilizadas dentro de un canal de microfluidos. Células inmovilizadas se lisaron usando una baja conductividad, medios hipotónicas y el cambio resultante en la impedancia se mide usando electrodos de superficie estampadas para detectar y cuantificar la cantidad de células. Se encontró que la conductancia solución a granel se incrementa linealmente con el número de células aisladas que contribuyen a la concentración de la solución de iones. El método de espectroscopia de impedancia lisado celular es lo suficientemente sensible para detectar células de 20 microlitros (-1), y ofrece un método simple y eficiente para la detección y la enumeración de las células dentro de los dispositivos de microfluidos para muchas aplicaciones, incluyendo la medición de los recuentos de células CD4 en pacientes con VIH en entornos con recursos entornos con recursos limitados. Hasta donde sabemos, este es el enfoque más sensible que no se usen configuraciones ópticas para enumerar células inmovilizadas. El dispositivo de microfluidos, capaz de aislar los tipos específicos de células a partir de un número de células complejo bio-fluidos y cuantificar, puede servir como un cartucho de un solo uso de un instrumento de mano para proporcionar célula simple, rápido y asequible de contar en la configuración de puntos de atención .
Un Hidrogel Microfluidic Célula Cargada Lab on a Chip. Jun, 2007 | Pubmed ID: 17538718	La encapsulación de células de mamífero en el material a granel de canales de microfluidos puede ser beneficioso para aplicaciones que van desde la ingeniería de tejidos a base de células ensayos de diagnóstico. En este trabajo se presenta una técnica para la fabricación de canales de microfluidos de células cargadas de hidrogeles de agarosa. Utilizando técnicas litográficas estándar blandos, agarosa fundida se moldea contra un SU-8 oblea de silicio estampado. Para generar canales de microfluidos sellados y estanco al agua, la superficie del moldeado de agarosa se calentó a 71 grados C durante 3 s y sellado a otra losa de superficie calentada de agarosa. Canales de diferentes dimensiones se genera y se demostró que agarosa, aunque altamente porosa, es un material adecuado para la realización de la microfluídica. Las células integradas dentro de los moldes de microfluidos se distribuyeron bien y los medios de comunicación bombea a través de los canales permitieron que el intercambio de nutrientes y productos de desecho. Aunque la mayoría de las células resultaron ser viable cuando la fabricación del dispositivo inicial, sólo las células cerca de los canales de microfluidos siendo viable después de 3 días, lo que demuestra la importancia de una red de microcanales perfundido para la entrega de nutrientes y oxígeno para mantener la viabilidad celular en hidrogeles de gran tamaño. Un mayor desarrollo de esta técnica puede dar lugar a la generación de la vasculatura biomimético sintético para la ingeniería de tejidos, diagnósticos y aplicaciones de detección de drogas.
Epitaxia Sola Célula a Través De Gotitas Picolitros Acústicas Lab on a Chip. Sep, 2007 | Pubmed ID: 17713612	La capacidad para encapsular solo pocas células con una precisión micras, alta viabilidad, y la direccionalidad controlada a través de una tecnología sin boquillas de expulsión mediante un campo acústico suave tendría un gran impacto en la ingeniería de tejidos, detección de alto rendimiento, y los diagnósticos clínicos. Se demuestra la encapsulación de células individuales (o de unas pocas células) expulsados ​​de una piscina abierta en las gotas de picolitros acústicos. Hemos desarrollado esta tecnología con el propósito específico de las células de impresión en diversos fluidos biológicos, como los hidrogeles de PBS y agarosa se utilizan en la ingeniería de tejidos. Hemos expulsado de varios tipos celulares, incluyendo células madre embrionarias de ratón, fibroblastos, hepatocitos AML-12, las células Raji y cardiomiocitos HL-1 encapsulados en gotas picolitros acústicas de alrededor de 37 micras de diámetro a velocidades que varían de 1 a 10.000 gotas por segundo. A estos niveles de alto rendimiento, hemos demostrado viabilidades celulares de más de 89,8% a través de diversos tipos de células. Además, este método de eyección es fácilmente adaptable a otras aplicaciones biológicas, tales como la extracción de datos a partir de células individuales y la generación de grandes poblaciones de células a partir de células individuales. La técnica descrita en el presente estudio también se puede aplicar para investigar la diferenciación de células madre en el nivel de células individuales, para dirigir la impresión de tejidos, y para aislar ARN puros o de ADN de una sola célula en el nivel picolitros. En general, las técnicas descritas tienen el potencial de un impacto generalizado en muchas aplicaciones de pruebas de alto rendimiento en las ciencias biológicas y la salud.
Celular Gotas De Encapsulación Vitrificación Lab on a Chip. Nov, 2007 | Pubmed ID: 17960267	La capacidad para encapsular células individuales en gotas, manteniendo la viabilidad celular alta (&gt; 90%) tiene un gran impacto en la ingeniería de tejidos, detección de alto rendimiento, así como el diagnóstico clínico y la terapéutica. Se demuestra un método novedoso para vitrificar un pequeño número de células por medio de encapsulación de células gotitas. El método permite la vitrificación a baja concentración crioprotector (1,5 M y 0,5 propanodiol trehalosa M), similar a la utilizada en protocolos de congelación lenta. El método se aplicó con éxito a cinco tipos diferentes de células de mamíferos: AML-12 hepatocitos, fibroblastos NIH-3T3, HL-1 cardiomiocitos, las células madre embrionarias de ratón y células Raji.
Ultra Wide-campo De Las Lentes Sin Supervisión De Las Células En Un Chip Lab on a Chip. Jan, 2008 | Pubmed ID: 18094767	Nos experimental y teóricamente demostrar la prueba de principio de una nueva lente libre de la plataforma de monitoreo celular que implica el uso de un conjunto de sensores opto-electrónico para registrar la imagen de la sombra de las células en el plano del sensor. Esta tecnología se puede controlar / contar las células sobre un campo de visión que es más de dos órdenes de magnitud mayor que la de un microscopio de luz convencional. Además, no requiere ningún barrido mecánico o elementos ópticos, tales como los objetivos del microscopio o lentes. También se muestra que este enfoque óptico convenientemente se puede combinar con canales de microfluidos, lo que permite en paralelo en el chip de monitoreo de los diversos tipos de células diferentes, por ejemplo, células de la sangre, NIH-3T3 fibroblastos, células madre embrionarias murinas, AML-12 hepatocitos. Una aplicación importante de este enfoque podría ser una miniatura en el punto de atención de la tecnología para obtener el recuento de linfocitos T CD4 de los pacientes infectados por el VIH en entornos con recursos limitados.
La Integración De Microfluídica Y De Imágenes Sin Lentes Para Las Pruebas De Punto De Atención Biosensors & Bioelectronics. Jul, 2009 | Pubmed ID: 19467854	Se demuestra una plataforma integrada que combina un chip de microfluidos con las imágenes sin lentes de CD4 objetivo (+) de linfocitos T cuenta para el VIH en el punto de atención de las pruebas en entornos con recursos limitados. Los chips han sido diseñados y fabricados sólo con una cortadora láser sin necesidad de utilizar equipos de sala limpia caro. Para capturar CD4 (+) T-linfocitos de la sangre, anticuerpo anti-CD4 fue inmovilizado en un solo lado del chip de microfluidos. Estas células capturados fueron detectados a través de un chip ópticamente transparente con un dispositivo de carga acoplada (CCD) por la sombra sin lentes técnicas de imagen. Imagen en escala de grises de las células capturadas en un 24 mm x 4 mm x 50 micras chip de microfluidos se obtuvo mediante la plataforma de imágenes sin lentes. El software de conteo automático de células enumeró las células capturadas en 3s. Las células capturadas fueron estudiados también con un microscopio de fluorescencia y de forma manual cuenta para caracterizar la funcionalidad de la plataforma integrada. La plataforma integrada alcanzado 70,2 + / -6,5% de eficiencia de captura, 88.8 + especificidad / -5,4% para la captura de CD4 (+) linfocitos T, 96 + / -1,6% de eficiencia, y CCD de 83,5 + / -2,4% el rendimiento global de la plataforma ( n = 9 equipos) en comparación con el patrón oro, es decir, el flujo de la citometría de recuento. El sistema integrado proporciona un recuento de CD4 de la sangre en 10 minutos. La plataforma integrada señala una dirección prometedora para la prueba de punto de atención (POCT) para capturar rápidamente, la imagen y subpoblaciones recuento de células procedentes de muestras de sangre en un asunto automatizado.
Microfluídica Para La Criopreservación Lab on a Chip. Jul, 2009 | Pubmed ID: 19532962	Minimizando el daño celular en todo el proceso de crioconservación es crítico para mejorar el resultado global. Choque osmótico mantiene durante la carga y descarga de crioprotectores (CPAs) es una fuente importante de daños en las células durante el proceso de criopreservación. Se introduce un enfoque de microfluidos para minimizar el choque osmótico de las células durante la criopreservación. Este enfoque nos permite controlar la carga y descarga de la protección de la infancia en los canales de microfluidos con la difusión y de flujo laminar. Se proporcionan una explicación teórica de cómo el enfoque de microfluidos minimiza choque osmótico en comparación con los protocolos de crioconservación convencionales a través de modelos de transporte de la membrana celular. Finalmente, mostramos que los experimentos biológicos son consistentes con el modelo matemático propuesto. Los resultados indican que nuestra novela de microfluidos basada en enfoque mejora la supervivencia después de la descongelación de células hasta un 25% en promedio a través de protocolos de criopreservación convencionales. El método desarrollado en este estudio proporciona una plataforma para criopreservar las células con mayor viabilidad, funcionalidad y mínima variabilidad inter-técnico. Este método presenta las tecnologías de microfluidos para el campo de la bioconservación, abriendo la puerta a futuros avances en la interfaz de estos campos.
Modelos De Ingeniería De Tejidos 3D Para La Célula-cargados De Los Canales De Microfluidos Analytical and Bioanalytical Chemistry. Sep, 2009 | Pubmed ID: 19629459	La entrega de nutrientes y oxígeno dentro tridimensionales construcciones de tejidos (3D) es importante para mantener la viabilidad celular. Hemos construido en 3D de células cargadas de hidrogeles para validar un modelo de perfusión tisular nueva que tenga en cuenta el consumo de la nutrición. El sistema modelo se analizó mediante la simulación de difusión de nutrientes teórico en células cargadas de hidrogeles. Se realizó un estudio paramétrico teniendo en cuenta los diferentes tamaños de microcanales y de separación entre canales en el hidrogel. La hipótesis de que el consumo de nutrientes necesita ser tenido en cuenta la hora de optimizar el tamaño del canal de perfusión y la separación. Hemos validado la hipótesis de los experimentos. Hemos fabricado microcanales circulares (r = 400 micras) en 3D construcciones de hidrogel de células cargadas de (R = 7,5 mm, volumen = 5 ml). Estos canales se colocaron individualmente o en paralelo dentro de hidrogeles para aumentar el transporte de oxígeno y de nutrientes como una forma de mejorar la viabilidad celular. Se cuantificó la distribución espacial de las células viables en los andamios de hidrogel en 3D sin canales y con canales de microfluidos de uno o dos de perfusión. Hemos investigado cuantitativamente la viabilidad de las células como una función de la distancia radial desde los canales a partir de datos experimentales y modelos matemáticos de perfiles de difusión. Nuestras simulaciones muestran que un gran radio-canal, así como un canal grande para canalizar nutrientes distancia difusas más lejos a través de un hidrogel 3D. Esto es importante ya que nuestros resultados revelan que existe una estrecha correlación entre los perfiles de nutrientes y la viabilidad celular a través del hidrogel.
Quantum Dot VIH Basada En La Captura Y La Imagen En Un Canal De Microfluidos Biosensors & Bioelectronics. Sep, 2009 | Pubmed ID: 19665685	A nivel mundial, más de 33,2 millones de personas que en su mayoría viven en países en desarrollo con acceso limitado a la atención médica adecuada padecen el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Hemos desarrollado una captura en el chip el VIH y el método de imagen con los puntos cuánticos (qdots) del volumen de punción digital (10 microlitros) de sangre sin procesar los pacientes infectados por el VIH en el conjunto de anticuerpos anti-gp120 inmovilizada chip de microfluidos. Dos colores (qdots Qdot525 y Qdot655 conjugados estreptavidina) se utiliza para identificar el capturado por el VIH etiquetado simultánea el sobre glicoproteína gp120 y sus glicanos alto contenido en manosa. Esta técnica de imagen de doble tinción con qdots ofrece una herramienta nueva y eficaz para la identificación precisa de las partículas de VIH de la sangre entera del paciente sin ningún tratamiento previo. Esta captura en el chip del VIH y la plataforma de imágenes crea nuevas vías para el diagnóstico de los puntos de atención y las aplicaciones de control de enfermedades infecciosas.
La Cuantificación Rápida De Células Automatizado Sobre El VIH Dispositivos De Microfluidos Lab on a Chip. Dec, 2009 | Pubmed ID: 19904402	Lab-chip análisis dispositivo a menudo requiere la cuantificación de alto rendimiento de imágenes de células fluorescentes, obtenidos en condiciones diferentes de intensidad de fluorescencia, iluminación, profundidad de campo, y magnificación óptica. Muchos laboratorios siguen utilizando el conteo manual - un proceso tedioso, costoso propensas a la variabilidad inter-observador. El proceso de conteo manual puede ser automatizado para la recopilación de datos rápida y precisa y el sesgo de instrucciones reducido. Se presenta un método para segmentar y contar las células en los chips de microfluidos que están etiquetados con una sola mancha manchas, o múltiples, utilizando técnicas de análisis de imagen en Matlab y discutir sus ventajas sobre el conteo manual. Microfluidos dispositivos móviles basados ​​en la captura para la vigilancia del VIH se utilizaron para validar nuestro método. Capturados CD4 (+) CD3 (+) linfocitos T se tiñeron con DAPI, CD4-AF488 contra, y AF647 anti-CD3 para la identificación de la célula. En total, 4.788 (76 x 3 x 21) de color gris imágenes se obtuvieron de los dispositivos que utilizan descartadas 10 muestras de pacientes infectados por el VIH en sangre total (21 dispositivos). Hemos observado que el método automático funciona de manera similar a recuento manual para un pequeño número de células. Sin embargo, el recuento automatizado es más preciso y más de 100 veces más rápido que el conteo manual de múltiples células teñidas de color, especialmente cuando un gran número de células deben ser cuantificados (más de 500 células). El algoritmo es completamente automático para imágenes de microscopio posteriores que cubren el área completa del dispositivo. Es responsable de los problemas que se producen habitualmente en las imágenes fluorescentes de las células de chips de laboratorio, tales como: antecedentes desiguales, la superposición de imágenes de células y la detección de células con múltiples manchas. Este método puede ser utilizado en los laboratorios para ahorrar tiempo y esfuerzo, y para aumentar la precisión de recuento celular de los dispositivos de chips de laboratorio para diversas aplicaciones, tales como la detección de células tumorales circulantes, la detección de células en biosensores y dispositivos de vigilancia del VIH, es decir, recuento de células CD4.
Imagen Sin Cristalino Para Las Pruebas De Punto De Atención Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. 2009 | Pubmed ID: 19964416	Se presenta una plataforma que combina un chip de microfluidos con las imágenes sin lentes de CD4 (+) el recuento de linfocitos T en entornos con recursos limitados. Para capturar CD4 (+) linfocitos T, anticuerpos anti-CD4 fue inmovilizado sobre un chip de microfluidos. Las células capturadas fueron detectados por un dispositivo de carga acoplada (CCD) utilizando técnicas de imagen sin lentes sombra. Gray imágenes de la sombra a escala de células capturadas en el chip (24 mm x 4 mm x 50 mínimo) se enumeran en tres segundos, utilizando una celda de conteo automático de software. El dispositivo logra 70,2 + / - 6,5% la eficiencia de captura, 88.8 + / - 5,4% de especificidad para la captura de CD4 (+) los linfocitos T, 96 + / - 1,6% la eficiencia de la CLD, y 83.5 + / - 2,4% de rendimiento global de la plataforma (n = 9 equipos). Esta plataforma integrada tiene un gran potencial para las pruebas de punto de atención (POCT) para capturar con rapidez, la imagen y contar con tipos específicos de células de la sangre entera sin procesar.
Microescala Electroporación: Retos Y Perspectivas De Las Aplicaciones Clínicas Integrative Biology : Quantitative Biosciences from Nano to Macro. Mar, 2009 | Pubmed ID: 20023735	Microescala de ingeniería juega un papel importante en el desarrollo de herramientas para aplicaciones biológicas por la miniaturización de los dispositivos y proporcionar microambientes controlables en la investigación con células in vitro. Dispositivos miniaturizados ofrecen numerosas ventajas en comparación con sus homólogos macroescala, tales como un menor uso de reactivos caros, entornos biomiméticos, y la capacidad de manipular células individuales. Electroporación microescala es uno de los principales beneficiarios de la ingeniería de microescala, ya que proporciona un control espacial y temporal de los diversos parámetros eléctricos. Dispositivos microescala electroporación se puede utilizar para reducir las limitaciones asociadas con los enfoques de electroporación convencionales tales como variaciones en el pH local, la distorsión de campo eléctrico, contaminación de la muestra, y las dificultades para transfectar y mantener la viabilidad de los tipos de células deseadas. A continuación, presentamos un resumen de los recientes avances de los métodos de electroporación microescala y sus aplicaciones en la biología, así como los desafíos actuales para su uso en aplicaciones clínicas. Clasificamos electroporación microescala en la electroporación de microcanal y microcapilar. Microchannel basado en la electroporación se puede utilizar para transfectar células dentro de microcanales bajo condiciones de flujo dinámicas en una forma controlada y de alto rendimiento. En contraste, microcapilar basado en la electroporación se puede utilizar para transfectar células dentro de cámaras de reacción controladas bajo condiciones de flujo estáticos. El uso de estas categorías se examina el uso de la electroporación microescala para aplicaciones clínicas relacionadas con el VIH-1, las células madre, cáncer y otras enfermedades y discutir los desafíos de promover aún más esta tecnología para su uso en la medicina clínica y la biología.
Capa Por Capa Tridimensional Del Tejido Epitaxia Por Las Gotas De Hidrogel Cargado De Células Tissue Engineering. Part C, Methods. Feb, 2010 | Pubmed ID: 19586367	La capacidad de bioingeniería en tres dimensiones (3D) los tejidos es un enfoque potencialmente poderosa para el tratamiento de diversas enfermedades como el cáncer, la pérdida de la función del tejido, o la insuficiencia de órganos. Los métodos tradicionales de ingeniería de tejidos, sin embargo, se enfrentan a retos en la fabricación de estructuras en 3D de tejidos que se asemejan a la microvasculatura del tejido nativo y microarquitecturas. Hemos desarrollado un bioprinter que se puede utilizar para imprimir los parches 3D de células de músculo liso (5 mm x 5 mm x 81 microM) encapsuladas dentro de colágeno. Los sistemas actuales de impresión de inyección de tinta sufren de pérdida de la viabilidad celular y la obstrucción. Para superar estas limitaciones, hemos desarrollado un sistema que utiliza para imprimir las válvulas mecánicas de alta viscosidad que contienen precursores de hidrogel de las células. La plataforma bioprinting que hemos desarrollado permite (i) la impresión de varias capas de estructuras 3D de hidrogel cargados de células (16,2 micras de espesor por capa) con una resolución espacial controlada (proximal del eje: 18.0 + / - 7,0 micras y el eje distal: 0,5 + / - 4,9 micras ), (ii) de alto rendimiento de la generación de las gotas (1 s por capa, de 160 gotas / s), (iii) la uniformidad de la siembra de células (26 + / - 2 células / mm (2) en 1 millón de células / ml, 122 + / - 20 células / mm (2) a los 5 millones de células / ml, y 216 + / - 38 células / mm (2) en 10 millones de células / ml), y (iv) viabilidad a largo plazo en la cultura (&gt; 90%, 14 días). Esta plataforma para imprimir construcciones 3D tejido puede ser beneficiosa para las aplicaciones de medicina regenerativa al permitir la fabricación de tejidos de reemplazo impresas.
Nano / Microfluídica Para El Diagnóstico De Enfermedades Infecciosas En Los Países En Desarrollo Advanced Drug Delivery Reviews. Mar, 2010 | Pubmed ID: 19954755	Nano / microfluidos tecnologías se están convirtiendo en poderosas herramientas que permiten el diagnóstico y seguimiento de las enfermedades infecciosas en los países desarrollados y en desarrollo. Nano miniaturizados y plataformas de microfluidos que precisamente manipular pequeños volúmenes de fluidos puede ser utilizado para permitir el diagnóstico médico de una manera más rápida y precisa. En particular, estas tecnologías de nano / microfluídica de diagnóstico son potencialmente aplicables a las aplicaciones de la salud mundial, ya que son desechables, de bajo costo, portátil y fácil de usar para la detección de enfermedades infecciosas. En este trabajo, se revisan los últimos avances en nano / microfluídica tecnologías para clínicas en el punto de atención de las aplicaciones en entornos con recursos limitados en los países en desarrollo.
Multi-escala De Calor Y Masa Modelado De Transferencia De La Criopreservación De Células Y Tejidos Philosophical Transactions. Series A, Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. Feb, 2010 | Pubmed ID: 20047939	Las células y los tejidos sometidos a complejos procesos físicos durante la criopreservación. La comprensión de los fenómenos físicos subyacentes es fundamental para mejorar los actuales métodos de criopreservación y desarrollar nuevas técnicas. A continuación, describimos los enfoques multi-escala para el modelado y la criopreservación de células de tejidos incluyendo la transferencia de calor a nivel de macroescala, la cristalización, el cambio de volumen celular y el transporte de masa a través de las membranas celulares a nivel de microescala. Estos enfoques multi-escala nos permiten estudiar las células y la criopreservación de tejido.
Microporosas De La Célula Cargados De Hidrogeles Para Las Construcciones De Ingeniería Tisular Biotechnology and Bioengineering. May, 2010 | Pubmed ID: 20091766	En este artículo se describe un método para generar células microporosos cargados de hidrogeles para la fabricación de construcciones biomiméticos de ingeniería tisular. Microporos en diferentes escalas de longitud fueron fabricados en la celda cargados de hidrogeles por micromoldeado canales fluidos de lixiviación y los cristales de sacarosa. Canales microconstruidos se crearon dentro de los precursores de hidrogel de células cargadas que contienen solución de agarosa mezclada con cristales de sacarosa. El enfriamiento rápido de la solución de agarosa se utilizó para la solución de gel y microporos forma en lugar de los cristales de sacarosa. El proceso de lixiviación sacarosa generado microporos homogéneamente distribuidas dentro de los geles, al tiempo que permite la inmovilización directa de las células dentro de los geles. Se caracteriza también las propiedades físicas, mecánicas y biológicas (es decir, microporosidad, la difusividad, y la viabilidad celular) de células cargadas de geles de agarosa como una función de ingeniería porosidad. La microporosidad se controla desde 0% a 40% y la difusividad de las moléculas en las porosas geles de agarosa aumentado en comparación con los controles. Además, la viabilidad de las células hepáticas humanas de carcinoma que se cultivaron en geles de agarosa microporosos correspondía al perfil de difusión generada lejos de los microcanales. Sobre la base de sus propiedades que favorecen su dispersión mejoradas, microporosos de células cargadas de hidrogeles que contienen un canal de fluidos microconstruidos puede ser una herramienta útil para generar estructuras de los tejidos para la medicina regenerativa y las aplicaciones de descubrimiento de fármacos.
La Vitrificación Y La Levitación De Una Gota Del Líquido En Nitrógeno Líquido Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Mar, 2010 | Pubmed ID: 20176969	La vitrificación de un líquido se produce cuando la formación de cristales de hielo se evita en el medio ambiente a través del enfriamiento ultrarrápido criogénico. En general, la vitrificación implica una gran diferencia de temperatura entre el líquido y su medio circundante. En nuestros experimentos gotita de vitrificación, se observó que tales eventos vitrificación están acompañados por un fenómeno Leidenfrost, lo que impide la transferencia de calor para enfriar el líquido, cuando la gotita de líquido entra en contacto directo con nitrógeno líquido. Esto es distinto de la forma más general fenómeno observado Leidenfrost que se produce cuando una gotita de líquido es auto-vaporizado sobre una placa caliente. En el caso de un enfriamiento rápido, la transición de fase de líquido a sólido vitrificado (es decir, la vitrificación) y la levitación de gotitas en nitrógeno líquido (es decir, fenómeno Leidenfrost) tienen lugar simultáneamente. Aquí, investigamos estos dos eventos simultáneos físicos mediante el uso de un modelo teórico que contiene tres parámetros adimensionales (es decir, Stefan, Biot, y los números de Fourier). Se explica teóricamente y observar experimentalmente un radio de gotita umbral durante la vitrificación de una gotita crioprotector en la presencia del efecto Leidenfrost.
Los Hidrogeles De Ingeniería Como Imitadores De La Matriz Extracelular Nanomedicine (London, England). Apr, 2010 | Pubmed ID: 20394538	La matriz extracelular (MEC) es un entorno complejo celular que consiste en proteínas, proteoglicanos y otras moléculas solubles. ECM proporciona soporte estructural a las células de mamíferos y un medio regulador con una variedad de funciones celulares importantes, incluyendo el montaje células en diversos tejidos y órganos, la regulación del crecimiento y la comunicación célula-célula. El desarrollo de una medida en el entorno de cultivo celular in vitro que imita la malla escala nanométrica compleja y organizada de ECM nativa es deseable. Estudios recientes han demostrado el potencial de los hidrogeles para imitar ECM nativa. Este tipo de ingeniería nativa-como ECM es más probable que proporcione células con señales racionales para estudios diagnósticos y terapéuticos. La investigación de nuevos biomateriales ha llevado a una ampliación del ámbito y las técnicas utilizadas para la fabricación de andamios biomiméticos de hidrogel para aplicaciones de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. En este artículo se detallan los avances de los métodos de ingeniería actuales del estado de la técnica para crear células del tejido encapsulado hidrogel construye, así como sus aplicaciones en modelos in vitro de la biomedicina.
Los Avances En Desarrollo Del VIH-1 Ensayos De Carga Viral Para Entornos Con Recursos Limitados Biotechnology Advances. Nov-Dec, 2010 | Pubmed ID: 20600784	Comerciales del VIH-1 ARN ensayos de carga viral se han utilizado rutinariamente en los países desarrollados para controlar el tratamiento antirretroviral (TAR). Sin embargo, estos ensayos requieren equipos costosos y los reactivos, los operadores bien entrenados, y la infraestructura de laboratorio establecido. Estos requisitos limitan su uso en entornos con recursos limitados, donde las personas están más afectados por la epidemia de VIH-1. Alternativas baratas, tales como el ensayo Ultrasensible p24, el ensayo de la transcriptasa inversa (RT) y en la propia transcripción reversa de la polimerasa cuantitativa reacción en cadena (RT-qPCR) se han desarrollado. Sin embargo, siguen siendo lento, complejo tecnológico e inadecuado para los laboratorios descentralizados como el punto de atención (PDA) las pruebas. Los recientes avances en microfluidos y nanotecnología ofrece nuevas estrategias para el desarrollo de bajo costo, rápida, robusta y sencilla de VIH-1 sistemas de carga vírica. Se revisa el estado de la técnica de las tecnologías utilizadas para el VIH-1 monitoreo de carga viral en los dos ámbitos desarrollados y en desarrollo. Nuevos enfoques basados ​​en microfluidos y nanotecnología, que tienen potencial para ser integrado en POC del VIH-1 ensayos de carga viral, también se discuten.
Impacto De Una Gota De Compuesto En Una Superficie Plana: Un Modelo Para La Epitaxia Single Cell Physics of Fluids (Woodbury, N.Y. : 1994). Aug, 2010 | Pubmed ID: 20838481	El impacto y la propagación de una gotita viscoso compuesto sobre una superficie plana se estudian computacionalmente utilizando un método frontal de seguimiento de modelo para la epitaxia sola célula. Esta es una tecnología desarrollada para crear tejido bidimensional y tridimensional de células construcciones por células mediante la impresión de células encapsular gotitas precisamente sobre un sustrato utilizando un chorro de tinta existente método de impresión. El éxito de la impresión de células depende principalmente de la viabilidad de las células durante el proceso de impresión, que requiere una comprensión más profunda de la dinámica de impacto de las células encapsuladas en una superficie sólida. El presente estudio es un primer paso en el desarrollo de un modelo para la deposición de las células que encapsulan las gotas. La gotita interior que representa la celda, la gotita de encapsulación, y el fluido ambiente se supone que todos newtoniano. Las simulaciones se llevan a cabo para una gama de parámetros adimensionales para sondear la deformación y la velocidad de deformación de la célula encapsulada, que son a la vez la hipótesis de que estar relacionado con el daño celular. La deformación de la gotita interior aumenta constantemente: al aumentar el número de Reynolds, como la relación de diámetro de la gotita de encapsular a la celda disminuye; como la relación de tensiones superficiales de la interfase aire-solución a los aumentos de interfaz de células solución; como el relación de viscosidad de la célula para encapsular disminuye gotita, o como el ángulo de contacto de equilibrio disminuye. Se observa que la deformación máxima para un intervalo de números de Weber tiene (al menos) un mínimo local en Nosotros = 2. Posteriormente, los efectos de deformación sobre la viabilidad celular se estimó mediante el empleo de una correlación basada en los datos experimentales de compresión de las células entre placas paralelas. Estos resultados proporcionan una visión de logro de los rangos óptimos de los parámetros para la viabilidad celular máxima durante la impresión de la célula.
Editorial: Micro Y Nanofluidics - Aplicaciones De La Biotecnología Biotechnology Journal. Feb, 2011 | Pubmed ID: 21298797
Miniaturizados Sistemas De Imágenes Sin Lentes De Visualización De Células Y Microorganismos En Las Pruebas De Punto De Atención Biotechnology Journal. Feb, 2011 | Pubmed ID: 21298800	De bajo costo, robusto y de fácil capacidad de diagnóstico en el punto de atención (PDA) son críticos para el tratamiento de las enfermedades infecciosas y prevenir su diseminación en los países en desarrollo. Los recientes avances en las tecnologías de micro y nanoescala han permitido la fusión de las tecnologías ópticas y de fluidos (optofluidics) allanando el camino para que sea rentable imagen sin cristalino y el diagnóstico de las pruebas POC en entornos con recursos limitados. Aplicaciones de las nuevas tecnologías de la imagen sin lentes incluyen la detección y recuento de las células de interés, lo que permite que las decisiones de diagnóstico rápido y asequible. Esta revisión presenta los avances en proyección de imagen sin lentes y sistemas de diagnóstico, y sus potenciales aplicaciones clínicas en los países en desarrollo. Las nuevas tecnologías son revisados ​​desde una perspectiva de POC teniendo en cuenta la rentabilidad, la portabilidad, sensibilidad, rendimiento y facilidad de uso para entornos con recursos limitados.
Un Tridimensional Modelo in Vitro De Ovario Coculture Cáncer a Través De Una Plataforma De Alto Rendimiento De La Célula Patrones Biotechnology Journal. Feb, 2011 | Pubmed ID: 21298805	In vitro, los modelos 3D de cáncer que proporcionan una representación más exacta de la enfermedad in vivo se necesitan con urgencia para mejorar nuestra comprensión de la patología del cáncer y para desarrollar mejores terapias contra el cáncer. Sin embargo, el desarrollo de modelos 3D que se basan en una expulsión manual de las células de micropipetas adolecen de limitaciones inherentes, tales como mal control de la densidad celular, la repetibilidad limitada, bajo rendimiento, y, en el caso de los modelos de cocultivo, falta de control reproducibles sobre la distancia espacial entre tipos de células (por ejemplo, el cáncer y las células del estroma). En este estudio, nos basamos en un modelo recientemente introducido en 3D en el que el cáncer de ovario humano (OVCAR-5) superpuestos en las células Matrigel ™ de forma espontánea forma multicelular acinos. Se introduce un alto rendimiento de sistema automatizado de impresión móvil para bioprint un modelo de co-cultivo en 3D usando las células cancerosas y normales fi broblastos micropatterned en Matrigel ™. Dos tipos de células eran iguales dentro de un microambiente espacialmente controlada (por ejemplo, densidad celular, célula-célula distancia) en una forma de alto rendimiento y reproducible; ambos tipos de células viables se mantuvo durante la impresión y continuaron proliferando patrón siguiente. Este enfoque permite la miniaturización de un macro-escala establecida modelo de cultivo en 3D y que permitiría la investigación sistemática de los múltiples mecanismos reguladores de retroalimentación desconocidos entre las células tumorales y del estroma y proporcionar una herramienta para la detección de drogas de alto rendimiento.
La Cuantificación Automatizada Y Adaptable De La Alineación De Celular a Partir De Imágenes Microscópicas Para Aplicaciones De Ingeniería De Tejidos Tissue Engineering. Part C, Methods. Jun, 2011 | Pubmed ID: 21370940	La alineación celular desempeña un papel fundamental en las características funcionales, físicas y biológicas de los muchos tipos de tejidos, como músculos, tendones, nervios, y la córnea. Los esfuerzos actuales hacia la regeneración de estos tejidos incluyen replicar el microambiente celular mediante el desarrollo de biomateriales que facilitan la alineación celular. Para evaluar la eficacia funcional de los microambientes de ingeniería, un criterio esencial es la cuantificación de la alineación celular. Por lo tanto, existe una necesidad de metodologías rápida, precisa y adaptable para cuantificar la alineación celular para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Para satisfacer esta necesidad, hemos desarrollado un método automatizado, binarización basado en la extracción de la puntuación de alineación (BEAS), para determinar la distribución de células orientación en una amplia variedad de imágenes microscópicas. Este método combina una aplicación secuenciada de los filtros de la mediana y la banda de paso-, los enfoques de adaptación a nivel local umbralización y técnicas de procesamiento de imágenes. Resultado alineación celular se obtiene aplicando un algoritmo de puntuación robusto para la distribución de orientación. Hemos validado el método de BEAS comparando los resultados con los enfoques existentes en la literatura (es decir, manual, radial rápida suma transformada de Fourier-radial, y los enfoques basados ​​gradiente). Resultados de la validación indican que el método BEAS dio lugar a la alineación resultados estadísticamente comparables con el método manual (coeficiente de determinación R (2) = 0,92). Por lo tanto, el método de BEAS introducido en este estudio podría permitir una evaluación precisa, conveniente y adaptable de las construcciones de ingeniería tisular y biomateriales en términos de adaptación celular y la organización.
Bancos De Sangre En Las Gotitas De Vida PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21412411	Almacenamiento de la sangre tiene un gran impacto de la salud pública influir en millones de vidas todos los días. Se podría beneficiarse de las tecnologías emergentes bioconservación. Sin embargo, aunque la vitrificación ha demostrado ventajas sobre las técnicas de crioconservación tradicionales, no se ha incorporado en medicina de transfusiones principalmente debido a los problemas de rendimiento. A continuación, presentamos un método escalable que puede vitrificar los glóbulos rojos en microgotas. Este enfoque permite la vitrificación de grandes volúmenes de sangre en un corto período de tiempo, y hace que sea una herramienta de la biotecnología viable y escalable para la criopreservación de sangre.
Drop-on-demand De Aislamiento De Los Organismos Unicelulares Y Análisis De ARN Total PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21412416	Las tecnologías que rápidamente aislar células individuales viables de soluciones heterogéneas, han contribuido significativamente en el campo de la genómica médica. Continúan los retos tanto para permitir la extracción eficiente, el aislamiento y los patrones de las células individuales de soluciones heterogéneas, así como para mantenerlos vivos durante el proceso debido a un grado limitado de control sobre la manipulación de células individuales. A continuación, presentamos un método basado en microgotas para aislar las células y el único patrón de suspensiones de células heterogéneas (10% mezcla de células de destino), preservar la viabilidad de las células extraídas (97,0 ± 0,8%), y obtener información sobre el genoma de las células aisladas en comparación con la no -modelada controles. El proceso de encapsulación de células se experimental y teóricamente analizado. Uso de las células aisladas, se identificaron 11 marcadores de células madre entre 1000 y comparar los genes de los controles. Esta plataforma automatizada de alto rendimiento que permite la manipulación de células para el análisis genómico posterior emplea un menor número de medidas de manejo en comparación con los métodos existentes.
Vivir Bacterianas Porógenos De Sacrificio Al Ingeniero Descelularizado Andamios Porosos PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21552485	Descelularización y celularización de órganos se han convertido en métodos perjudiciales en la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. Andamios porosos hidrogel tienen amplias aplicaciones en la ingeniería de tejidos, la medicina regenerativa y el descubrimiento de fármacos como imitadores de tejido viable. Sin embargo, las técnicas existentes de fabricación de hidrogel sufren de un control limitado sobre la interconectividad de poros, densidad y tamaño, lo que conduce a nutriente ineficiente y el transporte de oxígeno a las células incorporadas en los andamios. En este caso, hemos demostrado un enfoque innovador para desarrollar una nueva plataforma para construcciones de ingeniería tisular con bacterias vivas como porógenos sacrificio. E. coli eran iguales y se cultivaron en una interconectada red tridimensional de hidrogel (3D). Las bacterias que crecen crean microporos interconectados y microcanales. A continuación, el scafold se descelularizados, y las bacterias fueron eliminados del andamio a través de lisis y lavado pasos. Este método 3D red porosa en combinación con bioprinting tiene el potencial de ser ampliamente aplicable y compatible con aplicaciones de tejido específicas que permiten la siembra de células madre y otros tipos de células.
Imagen Sin Cristalino Para El Monitoreo Simultáneo De Esperma De Microfluidos Y Clasificación Lab on a Chip. Aug, 2011 | Pubmed ID: 21677993	5,3 millones de parejas estadounidenses en edad de procrear (9%) se ven afectados por la infertilidad, entre los cuales los factores masculinos representan hasta el 50% de los casos, lo que requiere la identificación de los parámetros que definen la calidad del esperma, incluyendo el conteo de espermatozoides y la motilidad. La fertilización in vitro (FIV) con o sin inyección de esperma intracitoplasmática (ICSI) se ha convertido en el más ampliamente utilizado tecnología de reproducción asistida (ART), en la práctica clínica moderna para superar los retos de infertilidad masculina. Uno de los obstáculos de la FIV y la ICSI consiste en identificar y aislar los espermatozoides más móviles y más sano, presumiblemente a partir de muestras de semen que tienen bajo conteo de esperma (oligospermia) y / o motilidad baja de espermatozoides (oligospermaesthenia). Los sistemas de microfluidos han mostrado potencial para ordenar el esperma con los sistemas de flujo. Sin embargo, el pequeño campo de visión (FOV) de los microscopios convencionales comúnmente utilizados para el movimiento de la imagen de esperma presenta desafíos en el seguimiento de un gran número de espermatozoides al mismo tiempo. Para hacer frente a este desafío, hemos integrado una sin lentes dispositivo de carga acoplada (CCD) con un chip de microfluidos para permitir campo de visión amplio y la grabación automática como el paso de espermatozoides dentro de un canal de microfluidos. El sistema integrado permite la clasificación y el seguimiento de una población de espermatozoides que han sido colocados en un canal de microfluidos. Este canal se puede controlar en configuración horizontal y vertical similar a un método de columna en la piscina utilizado clínicamente. Motilidad de los espermatozoides puede ser cuantificada mediante el trazado de los caminos de sombra para los espermatozoides. Además, como el esperma se ordenan por nadar desde la entrada hacia la salida de un canal de microfluidos, espermatozoides móviles que llegar a la salida puede ser extraído de la canal al final del proceso. Esta tecnología puede conducir a métodos de evaluación de cada uno de los espermatozoides de forma individual en términos de respuesta movilidad en un amplio campo de visión, lo que podría resultar especialmente útil cuando se trabaja con muestras oligozoospérmicos o oligospermaesthenic, en los que los espermatozoides más móviles necesitan ser aislados de un grupo del pequeño número de espermatozoides.
Métodos Para Microingeniería Basados ​​en Células Microarrays Y Aplicaciones De Alto Rendimiento De Detección De Drogas Biofabrication. Sep, 2011 | Pubmed ID: 21725152	La detección de agentes terapéuticos eficaces de millones de candidatos de la droga es costoso, consume mucho tiempo, y con frecuencia se enfrenta a problemas debido a la amplia utilización de los animales. Para mejorar la relación coste-eficacia, y reducir al mínimo los ensayos con animales en la investigación farmacéutica, en microarrays in vitro de células monocapa con los ensayos de placa de pocillos múltiples, se han desarrollado. Integración de los microarrays de celulares con sistemas de microfluidos ha facilitado la carga componente automatizado y controlado, reduciendo significativamente el consumo de los compuestos candidatos y las células diana. Aunque estos métodos aumentó significativamente el rendimiento en comparación con convencional en sistemas de ensayo in vitro y en modelos animales in vivo, el costo asociado con estas plataformas sigue siendo prohibitivamente alto. Además, existe una necesidad de tridimensional (3D) basados ​​en células de detección de drogas modelos que pueden imitar el microambiente en vivo y la funcionalidad de los tejidos nativos. A continuación, presentamos los enfoques microingeniería el estado de la técnica que se pueden utilizar para desarrollar en 3D basados ​​en células de detección de drogas ensayos. Se destaca el 3D en los sistemas de cultivo in vitro de células vivas, con base de células matrices, de microfluidos sistemas de cultivo de células, y su aplicación a la detección de drogas de alto rendimiento. Llegamos a la conclusión de que entre los enfoques emergentes microingeniería, bioprinting tiene un gran potencial para proporcionar repetibles en 3D basados ​​en células con un alto control de construcciones temporales, espaciales y versatilidad.
Enumeración De Las Células CD4 + T-células Uso De Un Portátil De Microchip Plataforma Conde En Tanzania Pacientes Infectados Por VIH PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21754988	CD4 (+) recuento de linfocitos T (CD4) es un método estándar que se usa para monitorear pacientes infectados por VIH durante la terapia anti-retroviral (TAR). La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha señalado, o recomienda que una computadora de mano, punto de atención, la plataforma de recuento de CD4 fiable y asequible es una necesidad urgente de escasos recursos de configuración.
Madre Embrionarias Bioprinting Celular Para La Formación Del Órgano De Tamaño Uniforme Y Controlada Embrioides Biomicrofluidics. Jun, 2011 | Pubmed ID: 21799713	Las células madre embrionarias (CME) son pluripotentes, con multilinaje potencial de diferenciarse en prácticamente todos los tipos de células en el organismo y por lo tanto tienen una gran promesa para la terapia celular y medicina regenerativa. In vitro, la diferenciación de los CES se inicia con una fase conocida como cuerpo embrioide (EB) de formación. EB imita las primeras etapas de la embriogénesis y desempeña un papel esencial en la diferenciación in vitro de CES. Uniformidad de EB y el tamaño son los parámetros críticos que influyen directamente en la expresión fenotípica de los CES. Varios métodos han sido desarrollados para formar EBS, que implican la agregación natural de las células. Sin embargo, persisten retos para formar EBS con tamaño controlado, la forma y uniformidad de una manera reproducible. Los actuales métodos de gota colgante son consume mucha mano de obra y tiempo. En este estudio, se presenta un enfoque para formar controlable, de tamaño uniforme EBS mediante la integración de las tecnologías de bioprinting con el actual método de la gota pendiente. El enfoque que aquí se presenta es simple, robusto y rápido. Se presenta la uniformidad EB tamaño significativamente mayor en comparación con el manual convencional método de la gota pendiente.
Modelado Estadístico De La Encapsulación De Una Sola Célula De Destino PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21814548	Alto rendimiento drop-on-demand para la separación de los sistemas y la encapsulación de las células diana individuales a partir de mezclas heterogéneas de múltiples tipos de células es un método emergente de la biotecnología que tiene amplias aplicaciones en la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, la genómica y criobiología. Sin embargo, la encapsulación de células en las gotitas es un proceso aleatorio que es difícil de controlar. Los modelos estadísticos pueden proporcionar una comprensión de los procesos subyacentes y la estimación de los parámetros pertinentes, y permiten el control confiable y repetible en el encapsulado de las células en las gotitas durante el proceso de aislamiento con alto nivel de confianza. Hemos modelado y verificado experimentalmente un proceso celular microgotita basada en la encapsulación para diversas combinaciones de carga celular y las concentraciones de células diana. En este sentido, explican teóricamente y validar un modelo experimental para aislar células individuales y el patrón de destino a partir de mezclas heterogéneas sin necesidad de utilizar complejos sistemas periféricos.
La Asamblea De La Célula-encapsulación De Hidrogeles Microescala Usando Ondas Acústicas Biomaterials. Nov, 2011 | Pubmed ID: 21820734	Hidrogeles microescala encuentran amplias aplicaciones en la medicina y la biología, por ejemplo, como bloques de construcción para la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. En estas aplicaciones, estos microgeles se ensamblan para fabricar grandes construcciones complejas 3D. El éxito de este enfoque requiere un montaje rendimiento no destructiva y de alta de los microgeles. A pesar de varios métodos de montaje se han desarrollado sobre la base de la modificación de las interfaces, y el uso de la microfluídica, hasta ahora, ninguna de las tecnologías de montaje disponibles han demostrado la capacidad de reunir microgeles de forma no invasiva los campos rápidamente en cuestión de segundos de una manera eficiente. Acústica ha sido ampliamente utilizado en campo biomédico para manipular gotitas, células y biomoléculas. En este estudio, hemos desarrollado un sencillo, no invasivo ensamblador acústico para encapsular células microgeles con la viabilidad celular mantenida (&gt; 93%). Se evaluó el ensamblador para ambos microperlas (con un diámetro de 50 micras y 100 micras) y microgeles de diferentes tamaños y formas (por ejemplo, cubos, formas cerradura y llave, tetris, vieron) en microgotitas (con un volumen de 10 l, 20 l l, 40, 80 l). Los microgeles se ensamblaron en segundos en una forma no invasiva. Estos resultados indican que el enfoque acústico desarrollado podría convertirse en una herramienta que permite la biotecnología para la ingeniería tisular, medicina regenerativa, los estudios de farmacología y aplicaciones de alto rendimiento de detección.
Tridimensional De La Asamblea Magnética De Hidrogeles Microescala Advanced Materials (Deerfield Beach, Fla.). Oct, 2011 | Pubmed ID: 21830240
Integración De Imágenes Del Teléfono Celular Con Microchip ELISA Para Detectar El Cáncer De Ovario En La Orina Biomarcador HE4 En El Punto De Atención Lab on a Chip. Oct, 2011 | Pubmed ID: 21881677	El cáncer de ovario es asintomática en las primeras etapas y la mayoría de los pacientes se presentan con niveles avanzados de la enfermedad. La falta de métodos rentables que se pueden lograr con frecuencia, la prueba simple y no invasiva, dificulta la detección temprana y causa alta mortalidad en los pacientes con cáncer de ovario. Aquí se presenta un sencillo y barato microchip basado en ELISA módulo de detección que emplea un sistema de detección portátil, es decir, un teléfono celular / dispositivo de carga acoplada (CCD) para cuantificar un biomarcador de cáncer de ovario, HE4, en la orina. Integración de una aplicación móvil con un teléfono celular habilitado transformación inmediata de los resultados de ELISA microchip, lo cual eliminó la necesidad de un espectrofotómetro voluminoso y caro. El nivel de HE4 detectado por un teléfono celular o un sistema sin lentes CCD fue significativamente elevado en muestras de orina de pacientes con cáncer (n = 19) que los controles sanos (n = 20) (p &lt;0,001). De funcionamiento del receptor (ROC) análisis mostraron que la prueba ELISA microchip junto con un teléfono celular de realizar un análisis automatizado de aplicaciones móviles tuvo una sensibilidad del 89,5% y una especificidad del 90%. Bajo la misma especificidad, el ELISA microchip junto con un CCD tenía una sensibilidad de 84,2%. En conclusión, la integración de un microchip de ELISA con el teléfono celular / CCD-tecnología basada en la medición colorimétrica se puede utilizar para detectar biomarcadores HE4 en el punto de atención (PDA), allanando el camino para crear tecnologías de cabecera para el diagnóstico y la monitorización del tratamiento.
El Transporte De Una Carga Suave De Un Trinquete Nanoescala Applied Physics Letters. Aug, 2011 | Pubmed ID: 21901051	Trinquetes de superficie pueden servir de guía para los sistemas de transporte de las gotas de microfluidos. Aquí, hemos demostrado la actuación de microgeles encapsulados en gotitas utilizando una superficie unidireccional nanotextured, que se mueve gotitas con amplitudes de vibración de baja por un mecanismo de trinquete. El nanopelícula lleva gotas a lo largo de los trinquetes con deformación mínima forma de gota para mover la carga encapsulada suave, es decir, los hidrogeles a microescala. El nanorods inclinados de la nanopelícula producir humectante unidireccional, permitiendo así el movimiento de gotitas en una sola dirección. La velocidad máxima en la traducción de las gotas nanopelícula se determinó que era de 3,5 mm / s, que ofrece un camino hacia las aplicaciones de alto rendimiento de montaje de microgel para construir construcciones complejas.
Tecnologías Emergentes En Aplicaciones Médicas De La Vitrificación De Volumen Mínimo Nanomedicine (London, England). Aug, 2011 | Pubmed ID: 21955080	De células / tejidos bioconservación tiene la salud de todos los públicos y el impacto socioeconómico que afecta a millones de vidas. Tecnologías de criopreservación ofrecen un medio eficaz para preservar las células y tejidos destinados a la clínica para aplicaciones que incluyen la medicina reproductiva y trasplante de órganos. Entre estas tecnologías, la vitrificación ha mostrado una mejora significativa en la viabilidad celular después de la descongelación y la función de eliminar los efectos perjudiciales de la formación de cristales de hielo en comparación con los métodos tradicionales de congelación lenta. Sin embargo, las altas concentraciones de agentes crioprotectores se requiere, que induce la toxicidad y el estrés osmótico a las células y tejidos. Se ha demostrado que la vitrificación utilizando pequeños volúmenes de muestra (es decir, &lt;1 l) aumenta significativamente las velocidades de enfriamiento y por lo tanto, reduce los niveles requeridos crioprotectores agente. Recientemente, nano-y las nuevas tecnologías de micro-escala, han demostrado el potencial para manipular a la nanoliter picolitros tamaño de la muestra. Por lo tanto, la integración sinérgica de las tecnologías de nanoescala con criogenia tiene el potencial de mejorar los métodos de bioconservación.
Controlled Release Viable De Forma Selectiva Capturados Sin Etiqueta-Cells En Microcanales Lab on a Chip. Dec, 2011 | Pubmed ID: 22002065	La captura selectiva de las células de los fluidos corporales en microcanales ha transformado la medicina general que permita el aislamiento de células tumorales circulantes, células CD4 rápidos (+) el recuento de células para el control del VIH y el diagnóstico de enfermedades infecciosas. Aunque los métodos de captura de células ha sido demostrada en sistemas de microfluidos, la liberación de células capturadas sigue siendo un reto importante. La recuperación viable de capturados sin etiqueta células en microcanales permitirá una nueva era en las ciencias biológicas, al permitir el cultivo y post-procesamiento. El desafío significativo en la liberación proviene del hecho de que las células se adhieren fuertemente a la superficie microcanal, especialmente cuando inmuno-basados ​​en métodos de inmovilización se utilizan. Aunque cortante del fluido y las enzimas se han utilizado para separar las células capturadas en microcanales, estos métodos son conocidos por dañar las células y afectan a las características celulares. Este documento describe una nueva tecnología para liberar selectivamente los capturados libres etiqueta-células en microcanales sin el uso de cizallamiento líquido o enzimas. Hemos lanzado con éxito las células CD4 capturados (+) las células (3,6% de las células mononucleares de la sangre) de la sangre en los canales de microfluidos con una alta especificidad (89% ± 8%), viabilidad (94% ± 4%), y la eficiencia de liberación (59 % ± 4%). Además, hemos validado por nuestro sistema específicamente capturar y controlable de soltar el CD34 (+) las células madre de la sangre entera, que se cuantificaron las células es de 19 por millón de células de la sangre en las muestras de sangre utilizadas en este estudio. Nuestros resultados también indican que tanto CD4 (+) y CD34 (+) las células liberadas por los microcanales estaban sanos y susceptibles de cultivo in vitro. Flujo manual basado en el método de microfluidos utiliza barato, fácil de fabricar microcanales permitiendo selectiva etiqueta libre de captura de células y la liberación en menos de 10 minutos, lo que también se puede utilizar en el punto de atención. La tecnología presentada se puede utilizar para aislar y purificar una amplia gama de células de poblaciones mixtas que ofrecen amplias aplicaciones en Ciencias Biológicas Aplicadas, tales como la ingeniería tisular, medicina regenerativa, células raras y el aislamiento de células madre, la investigación proteómica / genómica, y clonal / población análisis.
Nanoliter Vitrificación De Gota Para La Criopreservación De Oocitos Nanomedicine (London, England). Dec, 2011 | Pubmed ID: 22188180	Objetivo: la criopreservación de ovocitos permanece en gran medida experimental, con tasas de nacidos vivos de tan sólo 2.4% por ovocitos descongelados. En este estudio, se presenta una tecnología de gotas de nanolitros de vitrificación de ovocitos. Materiales y métodos: Un sistema de gotas de expulsión basado en la vitrificación fue diseñado para criopreservar óvulos de forma continua en las gotitas nanolitros. Las tasas de supervivencia de los ovocitos, morfologías y el desarrollo partenogenética después de cada paso de vitrificación fueron evaluados en comparación con ovocitos frescos. Resultados: Los ovocitos fueron recuperados después de la agente crioprotector de carga / descarga, y la encapsulación nanolitros gota mostraron tasas de supervivencia comparables a los ovocitos frescos después de 24 h en la cultura. Además, los oocitos se recuperó después de vitrificación / descongelación mostró morfologías similares a las de los oocitos frescos. Además, la tasa de activación de oocitos partenogenética después nanolitro encapsulación gotita era comparable con la observada para los oocitos frescos. Esta tecnología permite que la gota nanolitros la vitrificación de ovocitos en mayor enfriamiento y las tasas de calentamiento utilizando los niveles más bajos de agentes crioprotectores (es decir, 1,4 M de etilenglicol, 1,1 M sulfóxido de dimetilo y 1 M de sacarosa), por lo que es una tecnología potencial para mejorar los resultados de los ovocitos criopreservación.

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