带有活细胞成像的气动非等轴细胞伸展装置.

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 生物材料工程 生物材料工程

背景情况:

• 细胞的行为是由复杂的化学和机械线索控制的.
• 在体外模型对于研究细胞力学和疾病进展至关重要.
• 模仿体内机械环境对于准确的细胞研究至关重要.

研究的目的:

• 开发和验证一个具有成本效益的,气动控制的细胞支架.
• 为了使两个方向的应变能够独立控制不平等的双轴拉伸.
• 在细胞的机械刺激过程中促进实时显微镜.

主要方法:

• 使用独立的气动通道,通过电信号控制拉伸.
• 采用有限元模拟来计算膜张力场.
• 应用粒子跟踪算法和图像处理用于菌株验证和细胞形态分析.

主要成果:

• 实现了单轴,等轴和不平等的双轴拉伸,拉伸误差<1%.
• 在不同拉伸模式的方向,长度和面积方面表现出明显的细胞反应.
• 启用精确的应变应用到[公式:参见文本]的频率[公式:参见文本].

结论:

• 开发的设备为细胞实验提供了统一的,可变的应变场.
• 实时活细胞成像是可行的系统.
• 这个平台提供了一个可扩展的,低成本的方法,用于机械刺激和理解细胞对生物现实的菌株的反应.