揭示机械生物学:在纳米纤维基板上进行单轴机械刺激的紧设备及其对细胞行为和纳米粒子分布的影响
Soumyadeep Basak1, Ayush Tiwari2, Deepanshu Sharma2
1Department of Biosciences and Bioengineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, Haridwar, Uttarakhand 247667, India.
ACS applied bio materials
|March 11, 2024
概括
研究人员开发了一种低成本的3D打印设备,用于对培养细胞施加机械力. 这一创新能够更好地研究细胞对机械压力的反应,这对于再生医学和药物输送研究至关重要.
科学领域:
- 生物技术和再生医学 生物技术和再生医学
- 细胞机械生物学 细胞机械生物学
- 生物材料科学 生物材料科学
背景情况:
- 目前在静态表面的细胞培养方法无法复制细胞在体内体验的动态机械力.
- 了解细胞对机械刺激的反应对于推进再生医学和个性化疗法至关重要.
- 现有的应用机械力的技术往往昂贵且难以获得,阻碍了广泛采用.
研究的目的:
- 开发一种具有成本效益,易于使用的装置,用于对培养中的细胞进行循环机械拉伸.
- 研究单轴机械拉伸对细胞形态,方向和行为的影响.
- 在机械刺激下探索药物输送纳米颗粒在细胞内的潜力.
主要方法:
- 制作一个紧的,无线的3D打印设备,配有微控制器,传感器和步进电机,用于循环机械刺激.
- 使用电制造各种纤维方向的水稳定,可拉伸的纳米纤维基板.
- 在纳米纤维基板上培养C2C12髓母细胞样细胞,并将它们 subjected to mechanical stretch cycles. 在纳米纤维基板上培养C2C12髓母细胞样细胞,并将它们 subjected to mechanical stretch cycles. 在纳米纤维基板上培养C2C12髓母细胞样细胞,并将它们 subjected to mechanical stretch cycles. 在纳米纤维基板上培养C2C12髓母细胞样细胞,并将它们 subjected to mechanical stretch cycles.
- 在机械刺激下检查纳米粒子在细胞内的吸收和分布.
主要成果:
- 证明了该设备能够无线为薄基板提供循环机械磨损的能力.
- 在不同的纳米纤维架构上观察到C2C12细胞形态和方向的变化,以应对不同纳米纤维架构上的机械拉伸.
- 在机械刺激下评估了BSA-epirubicin纳米颗粒在细胞中的吸收和分布,表明药物输送的潜力.
结论:
- 开发的3D打印设备为机械生物学研究提供了一种用户友好,可调节和具有成本效益的解决方案.
- 这项技术可以在单轴拉伸下全面分析细胞行为,模仿体内条件.
- 这些发现为推进再生医学,个性化医学和向药物递送应用提供了宝贵的见解.
