该协议是重要的，因为它允许阐明细胞力在许多生理和病理过程中的作用，如伤口愈合和癌症转移，例如。这种基于力学的技术的主要优点是能够同时破坏细胞结，并测量其对细胞产生的机械力的影响，主要是牵引力和细胞间应力。我们的协议适用于广泛的病理生理过程，例如癌症转移、动脉结小和高血压。
我们的方法可以集成，通过片上器官模型、生物工程组织构造、体外药物输送系统和组织共培养系统进行生化和生物力学分析。我们的协议执行起来相当简单。但是，我们建议那些第一次执行此协议的人要有耐心，不要急于完成此协议的步骤。
我们的协议有独特的步骤，可能不清楚第一次用户。因此，我们鼓励用户遵循我们的书面分步过程，并使用可视化演示作为指导。首先，准备盲硅烷溶液，将200毫升超纯水与80微升醋酸和50微升硅烷甲酸酯混合。
在搅拌板上搅拌粘合硅烷溶液至少一小时。使用绑定硅烷溶液处理 45 分钟的培养皿中心。取出粘合硅烷溶液，用超纯水冲洗培养皿两到三次。
干燥培养皿表面，并在室温下储存，供将来使用。为了准备水凝胶溶液，在15毫升离心管中将12.49毫升的超纯水混合到2.062毫升40%丙烯酰胺和375微升2%丙烯酰胺。在水凝胶溶液中加入80微升荧光珠。
轻轻摇动管子，将珠子与凝胶溶液混合。保持离心管上的盖子松动，并放在真空室中。在真空室中解气凝胶溶液至少 45 分钟。
要聚合水凝胶，首先添加75微升10%的硫酸铵，然后在水凝胶溶液中加入8微升TEMED。将 24 微升水凝胶溶液放在培养皿的中心。用 18 毫米盖滑压到水凝胶上，使水凝胶变平，使高度达到大约 100 微米。
等待至少 30 到 40 分钟进行凝胶聚合。将聚合水凝胶淹没在超纯水中，防止凝胶脱水。用铝箔盖住培养皿，防止荧光珠的光漂白，并储存在摄氏四度。
首先，在50毫升离心管中，以20比1的比例将PDMS硅胶基座与硅胶固化剂混合。将管子倒置并多次大力摇动，以确保 PDMS 溶液正确混合。通过以 190 倍 G.将 PDMS 溶液的 5 到 6 毫升在 100 毫米培养皿的中心离心 1 分钟，并搅拌该盘，直到 PDMS 溶液覆盖整个 Petri 盘面，即可去除该溶液中的气泡。
在 50 到 60 摄氏度下一夜之间治愈 PDMS 解决方案。接下来，用打孔器拆下直径为 16 毫米的圆形 PDMS 模具。使用直径为 1.25 毫米的活检冲孔在 PDMS 模具中创建小孔。
将PDMS模具淹没在70%乙醇中两到三分钟，吸走多余的乙醇，然后在紫外线下放置五分钟，对它们进行消毒。吸气任何多余的液体，并去除水凝胶的盖滑。将 PDMS 模具放在水凝胶表面，并使用钳子对 PDMS 模具施加轻压，以确保 PDMS 模具与水凝胶表面之间有防水密封。
用 Sulfo-SAMPA 溶解在浓度为 1 至 1，000 的 0.1 摩尔 HEPES 缓冲溶液中，将水凝胶表面覆盖，将水凝胶放在功率为 36 瓦的 UV 灯下 8 分钟。吸出多余的 Sulfo-SAMPA 和 HEPES 溶液，用 0.1 摩尔 HEPES 冲洗水凝胶两次，然后用超纯水再冲洗两次。吸气多余的超纯水，并使用200微升移液器涂覆水凝胶，每毫升胶原蛋白-1为0.1毫克。
盖上盘子，保护荧光珠不光漂白，并在夜间将水凝胶储存在四摄氏度。现在，在烧瓶中加入三毫升1X Trypsin，并在37摄氏度的培养箱中放入3至5分钟，将细胞从组织培养瓶中分离出来。三辛化后，将三毫升细胞培养培养剂加入烧瓶中，旋转混合，并将混合物转移到15毫升的离心管中。
将细胞溶液在1，710倍G下离心3分钟，吸升液，将介质中的细胞重新悬浮到每毫升4个细胞的浓度为50倍10。从冰箱里拿出水凝胶盘。从水凝胶中去除胶原蛋白-1，然后用PBS冲洗一次。
将75倍10添加到PDMS模具顶部的第三个细胞，使细胞在37摄氏度和5%的二氧化碳的培养箱中至少附着在水凝胶表面一小时。取出 PDMS 模具，将 PDMS 模具淹没在 10X Trypsin 中 10 至 15 秒，以取出任何连接的电池。在培养皿中加入至少两毫升的介质，然后用70%乙醇喷洒，然后在紫外线下放置5分钟，对模具进行消毒。
将培养皿放在培养箱中至少 36 小时，或直到观察到汇合单层。比较了沙康治疗前30分钟和沙康治疗后2小时相对比图像。与控制HUVEC单层相比，观察到细胞诱导珠位移在低剂量的沙科内和高剂量的沙科内条件下均减少。
在进行沙康治疗之前，RMS 的牵引力在所有条件下约为 51 帕斯卡。在沙科内治疗后，低剂量的沙科内治疗单层 RMS 牵引力小到 59 帕斯卡，与控制相比，在高剂量的高孔治疗单层中，RMS 牵引力几乎减少了 18 帕斯卡。Chalcone 治疗增加了低剂量的平均正常细胞间应力量级，但与控制相比，用高剂量显著降低了平均正常细胞间应力量级。
与对照相比，沙康治疗还减少了低和高沙康浓度的最大细胞间应力。基于T-test和单因子 ANOVA 测试，沙康治疗的影响具有统计学意义。将 PDMS 模具放在凝胶顶部时，请确保凝胶足够干燥，以确保 PDMS 模具和凝胶之间有防水密封。
该协议还可用于探测各种细胞结、细胞骨骼蛋白、细胞基质粘附分子或带活成像的细胞外分子的生物力学贡献。有了这种体外方案，研究人员现在可以成功地研究一系列生物力学，以及组织修复、伤口愈合或癌症转移期间的生物力学特性。我们建议观众在处理沙康和DMSO时要非常小心，因为吸入这些药物是有害的。
