开发和描述可调节的PDMS基质模型,用于研究椎间盘细胞的弹性特性和机械拉伸

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 椎间盘 (IVD) 退化与异常的机械负荷和细胞外矩阵 (ECM) 变化有关.
• 这损害了纤维环 (AF) 的完整性,需要先进的体外模型来研究机械负荷和细胞基质相互作用.

研究的目的:

• 引入可调节的伸缩室平台,同时研究AF退化过程中的机械负荷和细胞基质相互作用.
• 评估不同基质刚度和机械应变对AF细胞行为的影响.

主要方法:

• 通过调整Sylgard比率来制造可调节的聚甲基 (PDMS) 基板.
• 基板机械,光学和化学性能的表征.
• 在静态或周期性应变条件下 (8%在1Hz) 种植牛的AF细胞和培养.
• 用数字图像相关性 (DIC) 进行菌株分析来评估细胞活力,形态和对齐.

主要成果:

• PDMS配方产生的刚度范围为8.72238.00 kPa,具有明显的粘弹性.
• 所有基板都支持AF细胞粘附和活力.
• DIC揭示了非均的菌株分布;细胞保持活力长达14小时,并在6小时内垂直于拉伸轴.

结论:

• PDMS伸展平台提供了一个生物相容,可调整的机械环境,模仿生理和病理生理条件.
• 能够对基质弹性和菌株如何调节IVD疾病中的AF细胞行为进行系统研究.
• 突出非均的菌株分布和有效的菌株转移到细胞表面的差异.