A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
באמצעות שילוב של עיצוב חוויית אינטראקציה וניתוח דרישות משתמש, אנו מציגים מגרד תאים חדשני המשפר את מבחני ריפוי הפצעים התאיים במונחים של שחזור, אמינות, מעשיות, שלמות התא וחוויית המשתמש.
האמינות של מדידת נדידת תאים במבחני ריפוי פצעים מתערערת לעתים קרובות על ידי חוסר היציבות המתודולוגית הנפוצה, כלומר שיטה מבוססת טיפים. אנו מציגים מכשיר חדשני שנועד להתמודד עם מגבלות אלה. מגרד התאים החדשני שלנו עולה על הגישה הנוכחית, ויוצר פער עקבי ויציב יותר ללא תאים. ניסויים ביולוגיים חוזרים ונשנים מגלים כי המרווח נטול התאים שנוצר על ידי מגרד התא מציג קצוות ישרים יותר וגודל וצורה אחידים בהשוואה לטכניקה מבוססת קצה (p < 0.05). מבחינת עיצוב המוצר, מגרד התאים מתהדר בערכת צבעים מעודנת המתאימה לסביבות מעבדה, המשפרת את ניטור תוצאות הניסויים, ומאפשרת עיקור באמצעות אוטוקלאבינג לשימוש חוזר. יש לציין כי לאחר הטיפול, מגרד התאים מדגים השפעה זניחה על כדאיות התא והתפשטותו (97.31% ו-24.41%, בהתאמה). לעומת זאת, השיטה מבוססת הקצה מניבה כדאיות תאים נמוכה יותר (91.37%) והתפשטות (18.79%). מחקר זה מציג את מגרד התאים כמכשיר חדשני לשימוש חוזר המסוגל ליצור מרווחים נטולי תאים הניתנים לשחזור תוך שמירה על הכדאיות התאית, ובכך להגביר את האמינות של בדיקות ריפוי פצעים בהשוואה לטכניקות קיימות.
גידולים מאופיינים בסימני היכר מובהקים כגון יתרונות גדילה סלקטיבית, חיווט מחדש מטבולי ומודולציה חיסונית, שכולם תורמים באופן מסקרן לנדידת תאים מוגברת, התנהגות ממאירה קריטית של תאי הגידול. תכונה זו משפיעה ישירות על גרורות מרוחקות של הגידול הראשוני, ופוגעת בהישרדות ארוכת הטווח של חולים 1,2,3. יתרונות גדילה סלקטיבית מאפשרים לתאים סרטניים להתחרות בתאים נורמליים, בעוד שחיווט מחדש מטבולי תומך בהתרבות מהירה זו על ידי שינוי מסלולי אנרגיה. במקביל, אפנון חיסוני מאפשר לגידולים לחמוק מהגנות הגוף. מחקרים מדגישים את חומרת הבעיה, ומראים כי גרורות ריאה, לעתים קרובות תוצאה של נדידת תאים מוגברת, היא אירוע סופני המוביל למוות של חולים עם סוגי סרטן שונים4. לדוגמה, סרטן השד5, קרצינומה של צוואר הרחם4 ואוסטאוסרקומה6 מהווים 20%, 9% ו-30% מהמקרים הללו, בהתאמה. לכן, הערכת נדידת תאי הגידול הפכה לחלק בלתי נפרד מהמחקר האונקולוגי הנוכחי, ומדגישה עוד יותר את האופי הרב-גוני של התקדמות הגידול.
בדיקת ריפוי פצעי תאים היא שיטה קלה לשימוש למדידת נדידת תאים במבחנה , המשמשת לעתים קרובות במחקרים אונקולוגיים7. רוב הנסיינים משתמשים בקצוות פיפטה כדי ליצור פצעים בתאים באופן ידני8. למרות ששיטה כזו יכולה ליצור פצעים בתאים במהירות ובנוחות, עדיין יש לה מגבלות רבות המשפיעות על יכולת השחזור והדיוק להערכת נדידת תאים. ראשית, שימוש בקצוות פיפטה ליצירת שריטות באופן ידני מושפע מאוד מזווית ההפעלה, הכוח והמהירות של המפעיל, ומשפיע על יכולת החזרה של השיטה8. שנית, פגמים בתאים שנוצרו על ידי קצה בדרך כלל יש קצוות משוננים ולא קצוות ישרים כי קצוות פיפטה הם מוצרי פלסטיק עם גמישות מסוימת9. מחקרים מסוימים יוצרים פצעים על ידי הנחת תוספות תרבית טרומיות ישירות לתוך צלחת תרבית התא כדי להגביל את טווח התפשטות התאים10. גישה זו עוקפת את המגבלה של השיטה מבוססת הטיפים, כגון קצוות משוננים ויכולת שחזור. עם זאת, אפילו עם חומרים תואמים ביולוגית, הדו-קיום ארוך הטווח של ההטבעה עם התאים עדיין משפיע על צמיחת התאים11. יתר על כן, ההטבעה עלולה לגרום גם לשינויים אפיגנטיים תאיים באזור השוליים עקב הגבלת מגע12. כמו כן, החדרת מגע המיוצרת מחומרים תואמים ביולוגית היא יקרה וקשה לשימוש חוזר, מה שמגביל את היתכנותם13. לכן, יש צורך בכלי חדשני, ניתן לשחזור ומעשי כדי לכמת בקלות נדידת תאים במבחנה .
המטרה העיקרית של שיטה זו היא להציג כלי חדשני לכימות נדידת תאים במבחנה במחקרים אונקולוגיים, תוך התייחסות למגבלות הטכניקות הקיימות ושיפור יכולת השחזור והדיוק בהערכת נדידת תאים.
הרציונל מאחורי פיתוח טכניקה זו טמון בחשיבות הקריטית של הערכת נדידת תאי הגידול באונקולוגיה. גידולים מציגים סימני היכר ייחודיים, כולל יתרונות גדילה סלקטיבית, חיווט מחדש מטבולי ומודולציה חיסונית, כולם תורמים לנדידת תאים מוגברת, היבט בסיסי של ממאירות סרטן. שיטה זו נועדה לספק אמצעי אמין יותר לחקר נדידת תאים, ולתרום להבנה עמוקה יותר של התנהגות הגידול.
שיטה זו מציעה יתרונות משמעותיים על פני טכניקות קיימות. בדיקות גירוד ידניות עלולות לסבול מהפרעות תלויות מפעיל, בעוד שתוספות תרבית עשויות להשפיע על גדילת התאים וביטוי גנים. לעומת זאת, שיטה זו מציעה חזרתיות, דיוק ומעשיות משופרים, ומציגה פתרון חסכוני למדידת נדידת תאים במבחנה במחקר אונקולוגי. הוא עונה על צורך חיוני בכלי אמין ונגיש לחקר נדידת תאים בסוגי סרטן שונים, מה שהופך אותו לתוספת רבת ערך לתחום.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הסכמה מלאה מדעת בכתב ניתנה על ידי כל המשתתפים. אישור האתיקה לא היה ישים מכיוון שלא נכללו דגימות רקמות של בעלי חיים או בני אדם במחקר הנוכחי.
1. חקירת הדרישות של קהילת המשתמשים
2. עיצוב ומידול תלת מימדי
3. הפקה
4. תרבית תאים
5. הערכת פוטנציאל פציעת התא של מגרד התא ושיטה מבוססת טיפים
6. מדידת כדאיות התא והתפשטות התא
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ניתוח דרישות המשתמשים לכלים ליצירת פצעים בתאים
השיטה הניסיונית הנוכחית ליצירת פצעים בתאים דורשת שיפור נוסף כדי לטפל בבעיות רבות הפוגעות ביכולת השחזור הביולוגי, החוסן, הצריכה הכלכלית וחוויית המשתמש של בדיקת ריפוי פצעי תאים. השתמשנו בשיטת הסולם הקשיח כדי לנתח...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחקר הנוכחי נועד לפתח כלי ממוכן אוטומטי לבדיקת ריפוי פצעים בתאים. למיטב ידיעתנו, הוא מייצג את הניסיון הראשון ליישם מבנה מונע ממוכן כדי ליצור פצעים בתאים באופן אוטומטי בקליק אחד. באמצעות זה, אנו שואפים לטפל בחסרונות של השיטה המסורתית המבוססת על טיפים, כגון יכולת שחזור נמ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחברים מצהירים כי אין להם ניגוד עניינים.
מחקר זה נתמך על ידי המענק של הקרן הלאומית למדעי החברה (22FYSB023), קרן המחקר של מרכז העיצוב התעשייתי חוביי (08hqt201412046), והקרן למדעי הרוח והחברה של מחלקת החינוך המחוזית של חוביי (15Y054).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CCK-8 Kit | Beyotime Company, China | C0037 | |
digital microscope system | Olympus | IX81 | |
fetal bovine serum | Gibco, USA | 16000044 | |
HOS | Procell Life Science & Technology Co., Ltd | CL-0360 | |
Image-Pro Plus | Media Cybernetics | version 6.0 | |
KeyShot | Luxion | version 11.0 | 3D rendering software |
microplate reader | BioTek, German | ELX808 | |
Minimum Essential Medium | Gibco, USA | 11095080 | |
Pantone matching system | Pantone | commercial color matching | |
penicillin-streptomycin | Beyotime Company, China | ST488 | |
Photoshop | Adobe | photo and design software | |
Rhinoceros 3D | Robert McNeel & Associates | version 7.0 | 3D design software |
TC20 Automated Cell Counter | Bio-Rad | TC20 | |
Trypsin | Cytiva HyClone, United State | SH30042.01 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved