使用新型3D打印微流体装置测量状细胞粘性弹性恢复时间
Michael Neubauer1,2, Priyanka Brahmachary1, Alan Fine3,4
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Montana State University, Bozeman, MT, United States of America.
Measurement science & technology
|August 14, 2025
概括
研究人员开发了一种低成本的3D打印设备,用于测量软骨细胞 (软骨细胞) 粘性弹性恢复时间. 这种新方法准确地描述了细胞的机械特性,有助于理解组织生物力学.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 细胞生物力学 细胞生物力学
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 软骨细胞 (软骨细胞) 具有独特的粘弹性特性,对组织功能至关重要.
- 描述细胞粘性弹性对于理解软骨健康和疾病至关重要.
- 测量细胞粘性弹性的现有方法可能是复杂和昂贵的.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的,低成本的3D打印微流体装置,用于测量状细胞粘弹性恢复时间.
- 为了研究应用应变和细胞变形和康复在肌肉细胞之间的关系.
- 为了比较表现出正常变形的软质细胞的粘弹性恢复时间与表现出斑点的细胞的粘弹性恢复时间.
主要方法:
- 用于细胞压缩的3D打印微流体装置的制造.
- 焦显微镜在机械压缩过程中成像牛体红细胞.
- 追踪细胞面积的变化,以计算线性应变,并与汉堡机械模型相匹配.
- 对非泡性和泡性胆红细胞的粘弹性恢复时间的分析.
主要成果:
- 3D打印的微流体装置成功测量了状细胞粘弹性恢复时间.
- 受到>40%的应变的细胞显示暂时的,半径对称的变形 (blebbing),但完全恢复.
- 粘弹性恢复时间为42秒的非blebbing和38秒的blebbing红细胞.
- 永久性应变随着应用于更高的应变而增加,但恢复时间与应变无关.
结论:
- 开发的3D打印微流体装置提供了一个低成本,有效的平台来表征细胞粘性弹性.
- 细胞闪是一种短暂的现象,对整体恢复时间的影响最小.
- 这项技术使细胞的先进生物力学表征成为可能,这对组织工程和疾病研究具有重要意义.
