芯片上的心脏与集成的超软机械传感器,用于不断测量细胞和组织规模的收缩应力
Ali Mousavi1,2,3, Christina-Marie Boghdady4, Shihao Cui2
1Institute of Biomedical Engineering, Department of Pharmacology and Physiology, Faculty of Medicine, Université de Montréal, Montréal, QC, Canada.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 31, 2025
概括
这项研究引入了一种新的光学方法,使用超软的微球压力计 (eMSGs) 来实时,在工程心脏组织中进行多尺度的压力映射. 这种先进的技术为心脏芯片平台提供了精确的生物力学分析和药物测试功能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管研究研究心血管研究
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 目前的心脏芯片模型使用微型支柱来测量全球力,缺乏用于局部应力分析的空间分辨率.
- 精确测量局部机械应力对于理解工程心脏组织功能和发育至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一种非破坏性的光学方法,用于在工程心脏组织中连续,多尺度的应力映射.
- 在细胞和组织层面上实现实时生物机械分析和药物测试.
主要方法:
- 使用嵌入心脏水凝中的超软边缘标记微球压力计 (eMSGs).
- 为新生儿大鼠心肌细胞设计了带有灵活支柱的双细胞播种室.
- 监测组织紧缩,对齐,收缩和过渡物.
- 分析了eMSG变形,以计算横向和纵向应力.
主要成果:
- 细胞外基质 (ECM) 中纤维素度降低提高了收缩频率,规律性和力度.
- eMSG变形分析揭示了压缩和收缩对局部力学的影响.
- 通过对诺拉上腺素和布莱比斯塔丁药物测试显示出强大的药理反应.
结论:
- 开发的平台提供了一个强大的工具,用于对工程心脏组织进行实时生物机械分析.
- 这种方法增强了对局部机械应力的理解,以及它们对心脏组织功能的影响.
- 为高通量药物查和个性化医疗应用提供了一种多功能系统.
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