在實(shí)驗(yàn)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?yàn)樗鼈儠绊懡M織發(fā)育、維護(hù)和修復(fù)過程中的細(xì)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(jìn)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(tuán)隊開發(fā)了一種基于閉環(huán)相互作用的實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊使用合成彈性體驗(yàn)證了該儀器，然后使用該設(shè)備檢查了軟組織的機(jī)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。科學(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(qiáng)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(jìn)行評估。

在這項工作中，Rosalia 和團(tuán)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(jī)械性能的合成彈性體，然后對小鼠食管及其構(gòu)成層進(jìn)行生物力學(xué)表征，驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(tuán)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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