通过基于光的机械环境的时空调制来指导细胞的定向
Ignasi Jorba1,2,3, Sil Gussenhoven1, Atze van der Pol1,2
1Department of Biomedical Engineering, Eindhoven University of Technology, PO Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands.
Biofabrication
|April 4, 2024
概括
研究人员开发了新的体外模型来研究机械力如何影响细胞和组织组织. 这些模型揭示了度模式如何引导细胞对齐,这对于理解组织发育和疾病至关重要.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 机械生物学 机械生物学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 细胞和细胞外基质 (ECM) 的异型组织对组织功能至关重要,特别是在心肌中.
- 这种组织在心肌梗塞等疾病中发生变化,机械刺激在调节中发挥着关键作用.
- 目前对控制组织组织的基础机械生物学机制的理解是有限的.
研究的目的:
- 开发先进的体外模型系统,用于空间时间控制多尺度机械环境.
- 通过使用这些新型系统,研究控制细胞和ECM方向的机械生物学机制.
- 为了研究度异构对心脏纤维细胞 (cFBs) 和ECM对齐的影响.
主要方法:
- 使用光敏感材料和照明技术制造2D和3D体外模型.
- 在细胞 (微米) 和组织 (毫米) 尺度上创建空间时间解决的刚性异质.
- 在细胞播种后的确定的时间点引入度异质,以评估时间效应.
主要成果:
- 2D刚性微模式诱导心脏纤维细胞 (cFB) 的异型对齐,取决于微模式间距,但不是刺激时间.
- 3D硬度宏观模式还促进了有组织的cFB对齐,受刺激时间的影响.
- 在3D模型中,cFB对齐被缓慢的细胞外矩阵 (ECM) 协同对齐暂时遵循.
结论:
- 开发的模型系统能够更深入地了解影响细胞和ECM方向的机械生物学因素.
- 刚性指导和边界约束被确定为指导组织组织的关键因素.
- 这些模型为研究健康和疾病中的组织重塑和机械生物学提供了一个平台.
