歪曲エネルギーは,周期的な負荷下で,線維細胞が種を蒔くコラーゲン基板の細胞および機械的な変化を誘発する

科学分野:

• バイオマテリアル科学 バイオマテリアル科学
• セルラーメカノバイオロジー セルラーメカノバイオロジー
• 組織工学は,組織工学である.

背景:

• 軟組織における線維細胞の活動は,細胞外マトリックスの機械的性質によって支配される.
• ストレスまたはストレスのインヴァリアントを使用した以前のモデルは,異なる負荷構成における細胞応答を予測するのに苦労しています.
• 線維芽細胞媒介マトリックス改造に関する統一理論が必要である.

研究 の 目的:

• 線維芽細胞の細胞および機械反応の予測因子としての歪みエネルギーを調査する.
• 多重負荷条件における伝統的なストレスとストレスの不変数との歪みエネルギーを比較する.
• 歪曲エネルギーが,多様な機械的環境における細胞応答の予測を統一できるかどうかを判断する.

主な方法:

• ネズミの線維芽細胞は,コラーゲン・スキャフォルドに種を蒔き,7日間,周期的な単軸張力,単軸圧縮,または双軸張力-圧縮を施した.
• 多軸バイオリアクターは,すべての負荷タイプで約40J/m3の張力エネルギーを適用します.
• 機械的特性,細胞密度,および繊維の並べ替えは,刺激の前および後,定量化されました.

主要な成果:

• 細胞密度の変化は,ストレス/ストレスの不変数と比較して,歪曲エネルギー (部分r=0.85,p=0.001) と最も強い相関を示した.
• 歪曲エネルギーは,張力強度と正の相関関係がありますが,圧縮特性とは関係ありません.
• 歪曲エネルギーは,さまざまな負荷シナリオにおける細胞および機械の変化の優れた予測力であることが証明されました.

結論:

• 歪曲エネルギーは,さまざまな機械的負荷を介して,線維芽細胞媒介のマトリックス改造の堅実な予測力です.
• このスケーラ測定法は,機械的刺激に対する反応として細胞の行動を理解するための統一的な枠組みを提供します.
• 歪曲エネルギーは,線維芽細胞活動と細胞外マトリックス改造の基本的な物理的ドライバーを代表する可能性があります.