一种基于AFM的无合模型粘性弹性表征方法,用于准确分类初级前列腺瘤

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞力学 细胞力学
• 生物材料科学 生物材料科学

背景情况:

• 细胞粘弹性对于无标签的细胞表征至关重要.
• 现有的测量粘性弹性的方法往往需要复杂的模型配件,并且对实验参数敏感.

研究的目的:

• 开发和验证一种无需模拟的方法,用于从AFM力-距离曲线计算细胞粘性弹性.
• 评估方法在各种实验条件和细胞类型中的准确性和一致性.
• 评估该方法在区分不同等级的前列腺癌方面的有效性.

主要方法:

• 开发了一种新方法来计算粘弹性特性,通过对AFM力-距离曲线进行频率,表面粘附和液体阻力效应的校正.
• 该方法运行快速 (每曲线少于1ms),不需要模型装配.
• 该技术用于量化38名患者的PC-3细胞和初级临床前列腺细胞的粘度和弹性模量.

主要成果:

• 该方法表现出高度的自我一致性和对加载频率和模式 (Force-volume vs. PeakForce Tapping) 等实验参数的最小依赖性.
• 对PC-3细胞实现了粘度和弹性模量精确的量化.
• 该方法在区分低风险 (BPH,GS6) 和高风险 (GS7-GS10) 前列腺瘤方面达到97.6%的准确性,在区分BPH和前列腺癌方面达到93.3%的准确性.

结论:

• 开发的无模拟方法为细胞粘性弹性表征提供了快速,可靠和参数独立的方法.
• 这种技术显示出作为前列腺癌分级的诊断工具的巨大潜力,与格里森分数系统相似.
• 该方法在区分良性和恶性前列腺组织方面的高准确性凸显了其临床适用性.