一个节奏空间可控制的微流体剪切应力发生器,用于体外模拟血栓

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞机械生物学 细胞机械生物学
• 流体动力学 流体动力学

背景情况:

• 剪切应激与血液学,心血管疾病和癌症有关,狭窄动脉的水平超过1000dyn/cm2.
• 高剪压可以导致内皮细胞损伤,导致出血和不良后果.
• 目前的技术缺乏灵活性,范围和适应能力来模拟各种剪切应力环境,阻碍了研究.

研究的目的:

• 开发和验证一种微流体芯片,用于产生和控制广泛的剪切应力.
• 为了研究细胞对不同剪切应激水平的反应,模仿生理和病理条件.
• 为全面了解健康和疾病中的剪切应力机制提供一个工具.

主要方法:

• 基于聚甲基 (PDMS) 的微流体芯片的制造,可调节的收缩.
• 通过改变通道收窄,产生929倍的剪切应力变化.
• 对细胞进行受控剪切应力水平的实验暴露,随后对细胞脱离,生长,形态和方向进行分析.

主要成果:

• 快速施加高达1000dyn/cm2的切割应力,使88.2%的细胞脱离.
• 长期暴露 (24小时) 的剪切应力低于8.3dyn/cm2并没有显著影响细胞生长.
• 切割应力水平≥8.3dyn/cm2诱导了细胞面积比和方向的显著,正常分布的变化.

结论:

• 开发的微流体芯片为剪切应力产生提供了灵活和可适应的平台.
• 这些发现表明,细胞对不同程度和持续时间的剪切应力有不同的反应.
• 这种工具对于在各种生理和病理流动条件下研究细胞机制,包括血栓形成是有价值的.