在實驗室中使用新的生物力學(xué)測試方法表征軟生物組織

軟生物組織是影響人體生理和疾病的重要組成部分，因為它們會影響組織發(fā)育、維護和修復(fù)過程中的細胞行為。大多數(shù)現(xiàn)有方法受到綜合表征技術(shù)的限制，從而損害組織結(jié)構(gòu)的基本過程。

在現(xiàn)已發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上的一份新報告中，盧卡·羅莎莉亞 (Luca Rosalia) 和哈佛大學(xué)和劍橋大學(xué)健康科學(xué)、物理學(xué)和工程學(xué)研究團隊開發(fā)了一種基于閉環(huán)相互作用的實驗室軟生物組織單軸拉伸測試儀器在電磁致動器和光學(xué)應(yīng)變傳感器之間。

該團隊使用合成彈性體驗證了該儀器，然后使用該設(shè)備檢查了軟組織的機械特性，例如小鼠食管組織及其構(gòu)成層，包括上皮組織、結(jié)締組織和肌肉組織?？茖W(xué)家們提高了儀器的可靠性，為廣泛研究軟生物組織的生物力學(xué)提供了一個理想的平臺。

了解軟生物組織的特性

軟組織的特性包括剛度、強度和粘彈性，它們是不同生物過程的關(guān)鍵，包括胚胎形態(tài)發(fā)生、出生后發(fā)育和生理功能。這種生物學(xué)特性還在引發(fā)和發(fā)展從癌癥到傷口愈合和纖維化以及心血管疾病的各種病理學(xué)中發(fā)揮作用。然而，由于現(xiàn)有表征方法的局限性，有關(guān)生物組織的可用力學(xué)數(shù)據(jù)很少。例如，目前，生物組織的拉伸性能主要可以使用原子力顯微鏡進行評估。

在這項工作中，Rosalia 和團隊介紹了拉伸測試設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)，并通過首先使用具有已知機械性能的合成彈性體，然后對小鼠食管及其構(gòu)成層進行生物力學(xué)表征，驗證了其相對于傳統(tǒng)測試方法的性能了解新開發(fā)設(shè)備的性能并確定實驗室建立的方法的可靠性。

研究人員使用擬議的儀器在毫米尺度上測試其生物力學(xué)特性。這些參數(shù)對應(yīng)于臨床常規(guī)活檢的人體組織樣本的平均大小以及生物醫(yī)學(xué)中使用的小鼠胚胎和成體組織。該團隊將擬議儀器的架構(gòu)根據(jù)其應(yīng)用分為三個部分，包括樣品處理、力的應(yīng)用和變形測量。

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