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在生命科學(xué)前沿探索中，細(xì)胞機(jī)械刺激培養(yǎng)系統(tǒng)為細(xì)胞營(yíng)造特定力學(xué)環(huán)境，助力解鎖細(xì)胞生物學(xué)奧秘，其精妙工作過(guò)程涵蓋多環(huán)節(jié)協(xié)同運(yùn)作。初始階段，樣本籌備是根基。研究人員將細(xì)胞接種于特制培養(yǎng)皿或載體上，這載體多由彈性聚合物、水凝膠等柔軟且生物相容性佳的材質(zhì)構(gòu)成，既能穩(wěn)固承載細(xì)胞，又可精準(zhǔn)傳遞機(jī)械力。接種密度依實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?，過(guò)密易致養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)、代謝廢物堆積，影響細(xì)胞響應(yīng)觀測(cè)；過(guò)疏則難以獲取有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的數(shù)據(jù)，需嚴(yán)謹(jǐn)把控，確保細(xì)胞均勻分布、狀態(tài)良好。加載模塊開(kāi)啟后，依據(jù)預(yù)設(shè)力學(xué)參數(shù)施力。若是拉...
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放療會(huì)引起一系列力學(xué)生物學(xué)變化，以下是一些具體情況：腫瘤細(xì)胞力學(xué)特性改變細(xì)胞骨架重排：放療會(huì)使腫瘤細(xì)胞內(nèi)的應(yīng)力纖維數(shù)量增加，細(xì)胞骨架重排，從而影響細(xì)胞的力學(xué)特性，如楊氏模量等，使細(xì)胞變得更為僵硬，進(jìn)而影響細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。細(xì)胞變形能力變化：照射后腫瘤細(xì)胞的楊氏模量增大，其變形能力降低，在通過(guò)直徑較小的孔徑時(shí)遷移速率也明顯降低，細(xì)胞遷移時(shí)所需的力更大，這可能會(huì)改變腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移行為。對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖與凋亡的影響細(xì)胞周期阻滯：放療通過(guò)損傷DNA激活細(xì)胞內(nèi)的DNA損傷...
6-23
這篇文章的核心內(nèi)容是探討腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移過(guò)程中所展現(xiàn)出的機(jī)械適應(yīng)性，強(qiáng)調(diào)了這一特性對(duì)于腫瘤轉(zhuǎn)移成功的關(guān)鍵作用，并對(duì)未來(lái)的相關(guān)研究方向進(jìn)行了展望。以下是文章的主要內(nèi)容概述：腫瘤轉(zhuǎn)移的致命性與過(guò)程腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥最危險(xiǎn)的方面，約90%的癌癥死亡病例由轉(zhuǎn)移而非原發(fā)腫瘤引起。轉(zhuǎn)移過(guò)程遵循所謂的“轉(zhuǎn)移瀑布”，包括從原發(fā)腫瘤中生長(zhǎng)、侵襲、內(nèi)滲、循環(huán)、停滯/黏附、外滲等一系列步驟，最終在遠(yuǎn)處器官形成轉(zhuǎn)移灶。腫瘤細(xì)胞的機(jī)械特性從生物力學(xué)角度來(lái)看，腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移過(guò)程中的各個(gè)階段需要特定的細(xì)胞機(jī)械特...
6-12
在生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究的前沿陣地，細(xì)胞拉伸儀于微觀細(xì)胞層面雕琢出力學(xué)奧秘，為解鎖人體生理、病理機(jī)制以及藥物研發(fā)等諸多難題提供關(guān)鍵助力。細(xì)胞拉伸儀的核心應(yīng)用在于模擬體內(nèi)復(fù)雜力學(xué)環(huán)境，精準(zhǔn)調(diào)控細(xì)胞受力狀態(tài)。人體細(xì)胞時(shí)刻處于如血流沖擊、組織形變等多樣外力作用下，常規(guī)靜態(tài)培養(yǎng)難以還原真實(shí)情境。借由細(xì)胞拉伸儀，科研人員能設(shè)定不同強(qiáng)度、頻率與時(shí)長(zhǎng)的拉伸載荷，觀察骨細(xì)胞在周期性牽張下成骨分化，探究肌肉干細(xì)胞受拉伸刺激后增殖修復(fù)規(guī)律，從根源揭示力學(xué)因素如何引導(dǎo)細(xì)胞命運(yùn)走向，填補(bǔ)傳統(tǒng)研究空白。于...
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細(xì)胞行為和組織形成受細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的生化和生物物理特性精細(xì)調(diào)控。傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)模型難以模擬ECM的復(fù)雜性。水凝膠因含水量高、生物相容性好，可作為ECM的合成替代品。通過(guò)化學(xué)方法調(diào)控水凝膠的特性，能使其在細(xì)胞培養(yǎng)中更精準(zhǔn)地模擬ECM，推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)研究發(fā)展。背景知識(shí)文章強(qiáng)調(diào)了天然細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的復(fù)雜性和其在細(xì)胞功能調(diào)控中的關(guān)鍵作用。ECM提供了一個(gè)包含多種蛋白質(zhì)和多糖的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)細(xì)胞行為如增殖、分化和遷移具有重要影響。圖1|組織中的細(xì)胞微環(huán)境。水凝膠因其與ECM相似的水環(huán)...
5-21
細(xì)胞粘彈性：從生物物理基礎(chǔ)到疾病標(biāo)志物的應(yīng)用細(xì)胞粘彈性是生物材料在力學(xué)行為上的一種關(guān)鍵特性，它不僅反映了細(xì)胞的物理狀態(tài)，還與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、分化、增殖等生理功能密切相關(guān)。本文綜述了細(xì)胞粘彈性的生物物理測(cè)量技術(shù)及其在細(xì)胞和組織水平上的作用，重點(diǎn)探討了粘彈性在細(xì)胞遷移、侵襲以及疾?。ㄈ绨┌Y、纖維化和炎癥）中的重要性。通過(guò)整合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論模型，文章提出了粘彈性作為生物標(biāo)志物的潛力，以及其在理解細(xì)胞行為和疾病進(jìn)展中的重要作用，為未來(lái)的研究和臨床應(yīng)用提供了新的視角。背景知識(shí)：粘彈性是指材...
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在細(xì)胞生物學(xué)的研究天地里，仿生納米形貌培養(yǎng)皿正逐漸嶄露頭角，為深入探究細(xì)胞行為開(kāi)辟了新的路徑。這種培養(yǎng)皿其表面具有仿生納米級(jí)別的形貌。在自然界中，許多生物表面的微觀結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出了奇妙的特性，納米形貌培養(yǎng)皿便是借鑒了這些自然智慧。例如，某些昆蟲(chóng)翅膀表面的微觀結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)自清潔功能，而培養(yǎng)皿表面的納米形貌可以模擬細(xì)胞在自然環(huán)境中所接觸的復(fù)雜表面，為細(xì)胞提供更貼近真實(shí)生理狀態(tài)的生長(zhǎng)環(huán)境。對(duì)于細(xì)胞黏附來(lái)說(shuō)，仿生納米形貌培養(yǎng)皿有著重要的作用。細(xì)胞在普通培養(yǎng)皿表面黏附時(shí)，由于表面相對(duì)平整單一...
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細(xì)胞的應(yīng)力松弛測(cè)試是研究其粘彈性行為的重要手段，通過(guò)觀察細(xì)胞在恒定形變下應(yīng)力隨時(shí)間衰減的過(guò)程，可以量化細(xì)胞骨架的彈性恢復(fù)能力和粘性耗散特性。以下是詳細(xì)的測(cè)試方法說(shuō)明，涵蓋實(shí)驗(yàn)技術(shù)、操作流程、數(shù)據(jù)分析和注意事項(xiàng)：一、常用實(shí)驗(yàn)技術(shù)1.原子力顯微鏡（AFM）/納米壓痕原理：利用納米級(jí)探針施加局部壓縮或拉伸形變，通過(guò)檢測(cè)探針偏轉(zhuǎn)測(cè)量應(yīng)力。步驟：探針校準(zhǔn)：選用球形探針，通過(guò)力-距離曲線校準(zhǔn)彈性系數(shù)。細(xì)胞固定：將細(xì)胞培養(yǎng)在軟基底（如PDMS凝膠）或剛性基底（如玻璃）。施加形變：探針以恒定...
