在处理3D模型时,基于微气泡的水凝生物墨水中间接测量细胞负荷
Swaprakash Yogeshwaran1, Leila Donyaparastlivari2, Ayda Pormoustafa1
1Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ, USA.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 10, 2025
概括
研究人员开发了一种使用微气泡 (MBs) 来测量生物制造过程中细胞的物理力量的方法. 该技术量化了机械应力,有助于优化基于细胞的制造工艺.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 细胞力学 细胞力学
- 生物制造的生物制造
背景情况:
- 对细胞的物理力进行准确的测量对于成功的生物制造至关重要.
- 现有的细胞悬浮体力估计方法有限.
- 微气泡 (MBs) 对机械压力敏感,可以用作力传感器.
研究的目的:
- 开发和验证一种逆向工程方法,用于量化细胞在生物制造过程中经历的物理力.
- 利用微气泡 (MB) 的压缩能力作为机械应力指标.
- 建立一种可扩展的方法来监测细胞机械环境.
主要方法:
- 在水凝支架内封装光,涂有脂质的微气泡 (MBs).
- 控制水静压的应用在MB载荷的水凝上.
- 与施加压力相关的MB变形/破裂的校准曲线的生成.
- 使用超声波成像和理论建模来分析MB反应.
主要成果:
- 证明了在单个MBs周围生成压力估计校准曲线的能力.
- 量化了水静压和MB压缩能力之间的关系.
- 验证了MBs在生物制造环境中作为机械力可靠传感器的使用.
结论:
- 提出的逆向工程方法提供了一种简单且可扩展的方法,用于估计生物制造过程中细胞的物理负载.
- 这种技术可以应用于诸如挤出和注塑等工艺.
- 在组织工程和再生医学应用中提供了对细胞机械微环境的宝贵见解.
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