microfabricated-post-array-detectors-mpads-an-approach-to-isolate

Microfabricated Post-Array-Detectors (mPADs): an Approach to Isolate Mechanical Forces

In this video, we will present our approach to measure cellular traction forces using a microfabricated array of posts.  Traction forces are generated ...

University of Pennsylvania 

&#x7EC6;&#x80DE;&#x6240;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x7269;&#x7406;&#x529B;&#x9A71;&#x52A8;&#x5F62;&#x6001;&#x7684;&#x6539;&#x53D8;&#xFF0C;&#x5728;&#x5F00;&#x53D1;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x53EF;&#x4EE5;&#x8C03;&#x8282;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8868;&#x578B;&#x7684;&#x53CD;&#x9988;&#x3002;&#x56E0;&#x4E3A;&#x8FD9;&#x79CD;&#x73B0;&#x8C61;&#x901A;&#x5E38;&#x53D1;&#x751F;&#x5728;&#x4F53;&#x5185; 3 &#x4E09;&#x7EF4; (3D) &#x77E9;&#x9635;&#x5185;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7528;&#x5FAE;&#x7535;&#x5B50;&#x673A;&#x68B0;&#x7CFB;&#x7EDF; (MEMS) &#x6280;&#x672F;&#x6765;&#x751F;&#x6210; microtissues &#x7684;&#x5C01;&#x88C5;&#x5728; 3D micropatterned &#x77E9;&#x9635;&#x5185;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7EC4;&#x6210;&#x7684;&#x6570;&#x7EC4;&#x3002;&#x63D0;&#x9AD8;&#x4E86;&#x7528;&#x4E8E;&#x540C;&#x65F6;&#x7EA6;&#x675F;&#x91CD;&#x6784;&#x7684;&#x80F6;&#x539F;&#x51DD;&#x80F6;&#x548C;&#x5728;&#x6B64;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#x751F;&#x6210;&#x7684;&#x62A5;&#x544A;&#x90E8;&#x961F;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x540C;&#x65F6;&#x6D4B;&#x91CF;&#x90E8;&#x961F;&#x548C;&#x89C2;&#x6D4B;&#x57FA;&#x8D28;&#x91CD;&#x5851;&#x5728;&#x8702;&#x7A9D;&#x7684;&#x5C3A;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x521D;&#x59CB;&#x7684;&#x76F8;&#x5173;&#x6027;&#x548C;&#x4EE5;&#x540E;&#x89E3;&#x8026;&#x4E4B;&#x95F4;&#x79FB;&#x52A8;&#x6536;&#x7F29;&#x529B;&#x91CF;&#x548C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5F62;&#x6001;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;&#x72EC;&#x7ACB;&#x53D8;&#x7684;&#x60AC;&#x81C2;&#x548C;&#x80F6;&#x539F;&#x57FA;&#x8D28;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x521A;&#x5EA6;&#x63ED;&#x793A;&#x7EC6;&#x80DE;&#x90E8;&#x961F;&#x589E;&#x52A0;&#x521A;&#x6027;&#x8FB9;&#x754C;&#x6216;&#x77E9;&#x9635;&#xFF0C;&#x800C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x9AA8;&#x67B6;&#x548C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5916;&#x57FA;&#x8D28; (ECM) &#x86CB;&#x767D;&#x6C34;&#x5E73;&#x4E0E;&#x673A;&#x68B0;&#x5E94;&#x529B;&#x6C34;&#x5E73;&#x76F8;&#x5173;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x6620;&#x5C04;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x548C;&#x77E9;&#x9635;&#x529B;&#x5B66;&#x3001; &#x7EC6;&#x80DE;&#x90E8;&#x961F;&#x548C;&#x86CB;&#x767D;&#x8868;&#x8FBE;&#x5230;&#x7684; microtissue &#x6536;&#x7F29;&#x7684;&#x751F;&#x7269;-&#x5316;&#x5B66;-&#x529B;&#x5B66;&#x6A21;&#x578B;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x5173;&#x7CFB;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6F14;&#x793A;&#x5982;&#x4F55; intratissue &#x6E10;&#x53D8;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x5E94;&#x529B;&#x53EF;&#x4EE5;&#x6446;&#x8131;&#x96C6;&#x4F53;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6536;&#x7F29;&#x548C;&#x6700;&#x540E;&#xFF0C;&#x5982;&#x4F55;&#x53EF;&#x4EE5;&#x7528;&#x4E8E;&#x8FD9;&#x79CD;&#x6E10;&#x53D8;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5E08;&#x86CB;&#x767D;&#x7EC4;&#x6210;&#x548C; 3D &#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5185;&#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x3002;&#x5728;&#x4E00;&#x8D77;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x8C03;&#x67E5;&#x7ED3;&#x679C;&#x7A81;&#x51FA;&#x663E;&#x793A;&#x8702;&#x7A9D;&#x90E8;&#x961F;&#x3001; ECM &#x91CD;&#x5851;&#xFF0C;&#x4E0E;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8868;&#x578B;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x548C;&#x52A8;&#x6001;&#x5173;&#x7CFB;&#xFF0C;&#x5E76;&#x63CF;&#x8FF0;&#x4E86;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x4E0E;&#x5E94;&#x7528;&#x5DE5;&#x7A0B; 3D microtissues &#x5185;&#x7684;&#x8FD9;&#x79CD;&#x5173;&#x7CFB;&#x3002;

&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x91CF;&#x89C4;&#x6D4B;&#x91CF;&#x548C;&#x64CD;&#x4F5C;&#x4ECE; 3D microtissues &#x90E8;&#x961F;&#x3002;

Physical forces generated by cells drive morphologic changes during development and can feedback to regulate cellular phenotypes. Because these phenomena typically occur within a 3-dimensional (3D) matrix in vivo, we used microelectromechanical systems (MEMS) technology to generate arrays of microtissues consisting of cells encapsulated within 3D micropatterned matrices. Microcantilevers were used to simultaneously constrain the remodeling of a collagen gel and to report forces generated during this process. By concurrently measuring forces and observing matrix remodeling at cellular length scales, we report an initial correlation and later decoupling between cellular contractile forces and changes in tissue morphology. Independently varying the mechanical stiffness of the cantilevers and collagen matrix revealed that cellular forces increased with boundary or matrix rigidity whereas levels of cytoskeletal and extracellular matrix (ECM) proteins correlated with levels of mechanical stress. By mapping these relationships between cellular and matrix mechanics, cellular forces, and protein expression onto a bio-chemo-mechanical model of microtissue contractility, we demonstrate how intratissue gradients of mechanical stress can emerge from collective cellular contractility and finally, how such gradients can be used to engineer protein composition and organization within a 3D tissue. Together, these findings highlight a complex and dynamic relationship between cellular forces, ECM remodeling, and cellular phenotype and describe a system to study and apply this relationship within engineered 3D microtissues.

Microfabricated tissue gauges to measure and manipulate forces from 3D microtissues.

Les forces physiques g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9;es par des cellules conduire &#xE0; des changements morphologiques au cours du d&#xE9;veloppement et peut r&#xE9;troaction pour r&#xE9;guler ph&#xE9;notypes cellulaires. Parce que ces ph&#xE9;nom&#xE8;nes se produisent g&#xE9;n&#xE9;ralement au sein d&#x26;#39;un 3-dimensions (3D) la matrice in vivo, nous avons utilis&#xE9; les syst&#xE8;mes micro-&#xE9;lectrom&#xE9;caniques (MEMS) pour g&#xE9;n&#xE9;rer des tableaux de microtissues constitu&#xE9;s de cellules encapsul&#xE9;es dans des matrices micro&#xE9;lectrodes 3D. Microleviers ont &#xE9;t&#xE9; utilis&#xE9;s pour limiter le remodelage simultan&#xE9;ment d&#x26;#39;un gel de collag&#xE8;ne et de rendre compte des forces g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9;es au cours de ce processus. En m&#xEA;me temps mesurer les forces et en observant remodelage de la matrice &#xE0; des &#xE9;chelles de longueur cellulaires, nous rapportons une corr&#xE9;lation initiale et plus tard le d&#xE9;couplage entre les forces contractiles cellulaires et des changements dans la morphologie des tissus. Faire varier ind&#xE9;pendamment la rigidit&#xE9; m&#xE9;canique des leviers et la matrice de collag&#xE8;ne a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; que les forces cellulaires a augment&#xE9; avec la rigidit&#xE9; des limites ou de la matrice tandis que les niveaux de la matrice du cytosquelette et extracellulaire (MEC) des prot&#xE9;ines en corr&#xE9;lation avec les niveaux de stress m&#xE9;canique. En cartographiant ces relations entre la m&#xE9;canique et de la matrice cellulaire, les forces de cellulaires, et l&#x26;#39;expression prot&#xE9;ique sur un mod&#xE8;le bio-chimio-m&#xE9;canique de la contractilit&#xE9; Microbroyeur, nous montrons comment les gradients intratissue des contraintes m&#xE9;caniques peuvent &#xE9;merger de la contractilit&#xE9; cellulaire collective et, enfin, comment ces gradients peuvent &#xEA;tre utilis&#xE9; pour la composition en prot&#xE9;ines ing&#xE9;nieur et de l&#x26;#39;organisation dans un tissu 3D. Ensemble, ces r&#xE9;sultats mettent en &#xE9;vidence une relation complexe et dynamique entre les forces cellulaires, remodelage de la MEC et le ph&#xE9;notype cellulaire et d&#xE9;crire un syst&#xE8;me &#xE0; &#xE9;tudier et &#xE0; appliquer cette relation au sein d&#x26;#39;ing&#xE9;nierie microtissues 3D.

Jauges de tissus microfabriqu&#xE9; pour mesurer et de manipuler des Forces de Microtissues 3D

Physikalischer Kr&auml;fte von Zellen erzeugt morphologische &Auml;nderungen w&auml;hrend der Entwicklung zu fahren und Feedback, um zellulare Ph&auml;notypen regulieren k&ouml;nnen. Da diese Ph&auml;nomene in der Regel innerhalb einer 3-dimensionalen (3D)-Matrix, die in-vivo auftreten, haben wir Microelectromechanical Systeme (MEMS) Technologie zum Generieren von Arrays von Microtissues bestehend aus Zellen, die in 3D Micropatterned Matrizen gekapselt. Microcantilevers wurden verwendet, um gleichzeitig zu beschr&auml;nken, den Umbau von einem Kollagengel und Bericht Kr&auml;ften w&auml;hrend diesem Prozess generiert. Gleichzeitig Kr&auml;fte gemessen, und Matrix Umbau auf zellul&auml;re L&auml;nge Skalen zu beobachten wir Berichten eine anf&auml;ngliche Korrelation sowie sp&auml;teren Entkopplung zwischen zellulare KONTRAKTILER und Ver&auml;nderungen im Gewebe-Morphologie. Unabh&auml;ngig voneinander variieren die mechanische Steifigkeit der Ausleger und Kollagen-Matrix ergab, dass zellul&auml;re Kr&auml;fte bei Grenze oder Matrix Steifigkeit erh&ouml;ht, w&auml;hrend die Ebenen des Zytoskelett und extrazellul&auml;re Matrix (ECM) Proteine mit mechanischen Belastungen korreliert. Durch diese Beziehungen zwischen Handy und Matrizenmechanik, zellul&auml;re Kr&auml;fte und Proteinexpression auf einem Bio-Chemo-mechanische Modell des Microtissue Kontraktilit&auml;t zuordnen, zeigen wir wie Intratissue Gradienten von mechanischer Belastung von kollektiven zellul&auml;ren Kontraktilit&auml;t entstehen k&ouml;nnen, und schlie&szlig;lich, wie solche Farbverl&auml;ufe zu Eiwei&szlig;-Zusammensetzung und Organisation innerhalb einer 3D Gewebe Ingenieur verwendet werden k&ouml;nnen. Zusammen, diese Erkenntnisse markieren Sie eine komplexe und dynamische Beziehung zwischen zellul&auml;ren Kr&auml;fte, ECM Umbau und zellul&auml;re Ph&auml;notyp und beschreiben ein System um zu studieren und diese Beziehung innerhalb ver&auml;nderter 3D Microtissues zu &uuml;bernehmen.

Microfabricated Gewebe-Messger&auml;te Messen und manipulieren Kr&auml;fte von 3D Microtissues.

Fisiche forze generate dalle cellule guidano modifiche morfologiche durante lo sviluppo e possono feedback per regolamentare i fenotipi cellulari. Perch&eacute; questi fenomeni si verificano in genere all&#39;interno di una matrice di tridimensionale (3D) in vivo, abbiamo utilizzato tecnologia di microelectromechanical systems (MEMS) per generare matrici di microtissues costituiti da cellule incapsulate all&#39;interno di matrici micropatterned 3D. Microcantilevers sono stati utilizzati per vincolare simultaneamente il rimodellamento di un gel di collagene e di relazione forze generate durante questo processo. Misura contemporaneamente le forze e osservando la matrice rimodellamento a scale di lunghezza cellulare, riportiamo una correlazione iniziale e successivamente il disaccoppiamento tra cellulari contrattili forze e cambiamenti nella morfologia del tessuto. Variando in modo indipendente la rigidit&agrave; meccanica del cantilever e matrice di collagene ha rivelato che forze cellulare aumentata con contorno o matrice di rigidezza, mentre livelli di proteine citoscheletriche ed extracellular matrix (ECM) correlato con i livelli di stress meccanico. Eseguendo il mapping di queste relazioni tra cellulare e meccanica delle matrici, forze cellulare e l&#39;espressione della proteina su un modello di bio-chemio-meccanica della contrattilit&agrave; microtissue, dimostriamo come gradienti intratissue stress meccanici possono emergere dal collettivo cellular contrattilit&agrave; e, infine, come tali pendenze possono essere utilizzate per ingegnere composizione proteica e organizzazione all&#39;interno di un tessuto 3D. Insieme, questi risultati evidenziano un rapporto complesso e dinamico tra forze cellulari, ECM rimodellamento e fenotipo cellulare e descrivono un sistema per studiare e applicare questa relazione all&#39;interno di ingegneria microtissues 3D.

Microfabricated tessuto manometri per misurare e manipolare le forze da microtissues 3D.

&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x751F;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306F;&#x3001;&#x958B;&#x767A;&#x4E2D;&#x306B;&#x5F62;&#x614B;&#x5B66;&#x7684;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3057;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x8868;&#x73FE;&#x578B;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30C9;&#x30D0;&#x30C3;&#x30AF;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x73FE;&#x8C61;&#x306F;&#x3001;&#x901A;&#x5E38;&#x3001;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x3067;&#x306E;3&#x6B21;&#x5143;&#xFF08;3D&#xFF09;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x5185;&#x3067;&#x767A;&#x751F;&#x3059;&#x308B;&#x306E;&#x3067;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;3&#x6B21;&#x5143;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x884C;&#x5217;&#x5185;&#x306B;&#x30AB;&#x30D7;&#x30BB;&#x30EB;&#x5316;&#x7D30;&#x80DE;&#x304B;&#x3089;&#x306A;&#x308B;microtissues&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x96FB;&#x6C17;&#x6A5F;&#x68B0;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#xFF08;MEMS&#xFF09;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30AB;&#x30F3;&#x30C1;&#x30EC;&#x30D0;&#x30FC;&#x3092;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x30B2;&#x30EB;&#x306E;&#x30EA;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x6291;&#x5236;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x4E2D;&#x306B;&#x767A;&#x751F;&#x3059;&#x308B;&#x529B;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x529B;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x9577;&#x3055;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3067;&#x306E;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x518D;&#x69CB;&#x7BC9;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x521D;&#x671F;&#x306E;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x4FC2;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x3001;&#x5F8C;&#x3067;&#x643A;&#x5E2F;&#x96FB;&#x8A71;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x529B;&#x3068;&#x7D44;&#x7E54;&#x5F62;&#x614B;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x30C7;&#x30AB;&#x30C3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3002;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3057;&#x3066;&#x30AB;&#x30F3;&#x30C1;&#x30EC;&#x30D0;&#x30FC;&#x3068;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x525B;&#x6027;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x9AA8;&#x683C;&#x3068;&#x7D30;&#x80DE;&#x5916;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#xFF08;ECM&#xFF09;&#x306F;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30B9;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x3068;&#x76F8;&#x95A2;&#x3059;&#x308B;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306F;&#x3001;&#x4E00;&#x65B9;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x529B;&#x306F;&#x3001;&#x5883;&#x754C;&#x53C8;&#x306F;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x525B;&#x6027;&#x3092;&#x5897;&#x52A0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002; microtissue&#x53CE;&#x7E2E;&#x306E;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA;&#x5316;&#x5B66;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306B;&#x3001;&#x643A;&#x5E2F;&#x96FB;&#x8A71;&#x3084;&#x884C;&#x5217;&#x529B;&#x5B66;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x529B;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x767A;&#x73FE;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x95A2;&#x4FC2;&#x3092;&#x30DE;&#x30C3;&#x30D4;&#x30F3;&#x30B0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x5FDC;&#x529B;&#x306E;intratissue&#x52FE;&#x914D;&#x304C;&#x96C6;&#x56E3;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x304B;&#x3089;&#x629C;&#x3051;&#x51FA;&#x3059;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x3001;&#x6700;&#x7D42;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x3069;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x30B0;&#x30E9;&#x30C7;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;3D&#x7D44;&#x7E54;&#x5185;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x7D44;&#x6210;&#x3068;&#x7D44;&#x7E54;&#x3092;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4E00;&#x7DD2;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x77E5;&#x898B;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x529B;&#x3001;ECM&#x30EA;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x8868;&#x73FE;&#x578B;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x8907;&#x96D1;&#x3067;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30C3;&#x30AF;&#x306A;&#x95A2;&#x4FC2;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x8868;&#x793A;&#x3057;&#x3001;&#x8A2D;&#x8A08;&#x306E;3D microtissues&#x5185;&#x3067;&#x3053;&#x306E;&#x95A2;&#x4FC2;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x3001;&#x9069;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

3D Microtissues&#x304B;&#x3089;&#x529B;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x64CD;&#x4F5C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x7D44;&#x7E54;&#x306E;&#x30B2;&#x30FC;&#x30B8;

&#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC0DD;&#xC131; &#xB41C; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801;&#xC778; &#xD798; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xD615;&#xD0DC; &#xB860; &#xC801; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xC6B4;&#xC804; &#xD558; &#xACE0; &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xACE0;&#xAE30;&#xB97C; &#xADDC;&#xC81C; &#xD558;&#xB294; &#xD53C;&#xB4DC;&#xBC31;&#xC744; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. 3 &#xCC28;&#xC6D0; (3D) &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD604;&#xC0C1;&#xC774; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xAE30; &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; 3D micropatterned &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCEA1;&#xC290;&#xD654; &#xB41C; &#xC140;&#xC73C;&#xB85C; &#xAD6C;&#xC131; &#xB41C; microtissues&#xC758; &#xBC30;&#xC5F4; &#xC0DD;&#xC131; microelectromechanical &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; (MEMS) &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Microcantilevers &#xB9AC; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xC824; &#xBC0F;&#xC774; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; &#xC911;&#xC5D0; &#xC0DD;&#xC131; &#xB41C; &#xBCF4;&#xACE0;&#xC11C; &#xC138;&#xB825;&#xC744; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xC81C;&#xD55C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xD798;&#xC744; &#xCE21;&#xC815; &#xD558; &#xC5EC; &#xC138;&#xD3EC; &#xAE38;&#xC774; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAC1C;&#xC7A5; &#xD558;&#xB294; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;&#xB97C; &#xAD00;&#xCC30; &#xCD08;&#xAE30; &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xBCF4;&#xACE0; &#xD558; &#xACE0; &#xAC15;&#xC81C;&#xB85C; &#xD734;&#xB300; &#xC218;&#xCD95; &#xC0AC;&#xC774; &#xC774;&#xD6C4; &#xB514; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1; &#xBC0F; &#xC870;&#xC9C1; &#xD615;&#xD0DC; &#xBCC0;&#xACBD;. &#xCE94;&#xD2F8;&#xB808;&#xBC84;&#xC640; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xAC15;&#xC131;&#xC744; &#xB3C5;&#xB9BD;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xACF5;&#xAC1C; cytoskeletal &#xBC0F; &#xC138;&#xD3EC; &#xC678; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; (ECM) &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC218;&#xC900;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4; &#xC218;&#xC900;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC5F0;&#xAD00; &#xBC18;&#xBA74; &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xC138;&#xB825; &#xACBD;&#xACC4; &#xB610;&#xB294; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xAC15;&#xC131;&#xC744; &#xC99D;&#xAC00; &#xD588;&#xB2E4;. &#xD734;&#xB300; &#xBC0F; &#xD589;&#xB82C; &#xC5ED;&#xD559;, &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xC138;&#xB825;&#xACFC; microtissue &#xC218;&#xCD95;&#xC758; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xD56D; &#xC554; &#xCE58;&#xB8CC; &#xAE30;&#xACC4; &#xBAA8;&#xB378;&#xC5D0; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD45C;&#xC815; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xB9E4;&#xD551;&#xD558;&#xC5EC; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4;&#xC758; intratissue &#xADF8;&#xB77C;&#xB370;&#xC774;&#xC158; &#xC9D1;&#xB2E8; &#xC138;&#xD3EC; &#xC218;&#xCD95;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0A0; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xB9C8;&#xC9C0;&#xB9C9;&#xC73C;&#xB85C;, &#xAC19;&#xC740; &#xADF8;&#xB77C;&#xB514;&#xC5B8;&#xD2B8;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC131;&#xBD84; &#xBC0F; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xC870;&#xC9C1; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC870;&#xC9C1; &#xD558;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD568;&#xAED8;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xACB0;&#xACFC; &#xC138;&#xD3EC; &#xBD80; &#xB300;, ECM &#xB9AC; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xBC0F; &#xC138;&#xD3EC; &#xD45C;&#xD604; &#xD615; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD558; &#xACE0; &#xC5ED;&#xB3D9;&#xC801;&#xC778; &#xAD00;&#xACC4;&#xB97C; &#xAC15;&#xC870; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD558; &#xACE0; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xC124;&#xACC4; 3D microtissues &#xB0B4;&#xC774; &#xAD00;&#xACC4;&#xC5D0; &#xC801;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xC124;&#xBA85;.

&#xFE59; &#xC870;&#xC9C1; &#xAC8C;&#xC774;&#xC9C0; &#xCE21;&#xC815; &#xD558; &#xC5EC; 3D microtissues&#xC5D0;&#xC11C; &#xC138;&#xB825;&#xC744; &#xC870;&#xC791;&#xD560;.

Las fuerzas f&#xED;sicas generadas por las c&#xE9;lulas de impulsar los cambios morfol&#xF3;gicos durante el desarrollo y puede retroalimentaci&#xF3;n para regular fenotipos celulares. Debido a que estos fen&#xF3;menos suelen ocurrir dentro de un tres dimensiones (3D) de la matriz in vivo, se utilizaron los sistemas microelectromec&#xE1;nicos (MEMS) para generar matrices de microtejidos que consisten en c&#xE9;lulas encapsuladas dentro de las matrices 3D micropatterned. Microcantilevers se utiliza para limitar al mismo tiempo la remodelaci&#xF3;n de un gel de col&#xE1;geno y de informar las fuerzas generadas durante este proceso. Al mismo tiempo la medici&#xF3;n de fuerzas y la observaci&#xF3;n de remodelaci&#xF3;n de la matriz celular a escalas de longitud, se presenta una correlaci&#xF3;n inicial y luego la disociaci&#xF3;n entre los celulares fuerzas de contracci&#xF3;n y cambios en la morfolog&#xED;a de los tejidos. Independientemente variando la rigidez mec&#xE1;nica de los voladizos y la matriz de col&#xE1;geno revel&#xF3; que las fuerzas celulares aument&#xF3; con rigidez l&#xED;mite o matriz mientras que los niveles de la matriz del citoesqueleto y extracelular (ECM) prote&#xED;nas correlacionado con niveles de tensi&#xF3;n mec&#xE1;nica. Mediante la cartograf&#xED;a de estas relaciones entre la mec&#xE1;nica celular y la matriz, las fuerzas de celulares, y la expresi&#xF3;n de la prote&#xED;na en un modelo bio-qu&#xED;mico-mec&#xE1;nica de la contractilidad microtejidos, que demuestran c&#xF3;mo los gradientes intratissue de estr&#xE9;s mec&#xE1;nico puede surgir de la contractilidad celular colectiva y, por &#xFA;ltimo, &#xBF;c&#xF3;mo pueden ser estos gradientes utilizado para la composici&#xF3;n ingeniero prote&#xED;na y organizaci&#xF3;n dentro de un tejido 3D. En conjunto, estos resultados ponen de relieve una relaci&#xF3;n compleja y din&#xE1;mica entre las fuerzas celulares, remodelaci&#xF3;n de ECM, y el fenotipo celular y describir un sistema para estudiar y aplicar esta relaci&#xF3;n dentro de la ingenier&#xED;a microtejidos 3D.

Microfabricated Medidores de tejido para medir y manipular las Fuerzas de microtejidos 3D

&#x57FA;&#x4E8E; poly(ethylene glycol) (&#x805A;&#x4E59;&#x4E8C;&#x9187; PEG) &#x5408;&#x6210;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x5DF2;&#x88AB;&#x7528;&#x4F5C;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x7EC6;&#x80DE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x548C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x8C03;&#x67E5;&#x3002;&#x57FA;&#x4E8E; PEG &#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6D3B;&#x6027;&#x51DD;&#x80F6;&#x5F88;&#x5927;&#x7A0B;&#x5EA6;&#x4E0A;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x5F02;&#x79CD;&#x6216;&#x53EF;&#x96BE;&#x5408;&#x6210;&#x548C;&#x5B9A;&#x6027;&#x6216;&#x6210;&#x672C;&#x6602;&#x8D35;&#xFF0C;&#x591A;&#x81C2;&#x805A;&#x4E59;&#x4E8C;&#x9187;&#x524D;&#x4F53;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x62A5;&#x544A;&#x66FF;&#x4EE3;&#x7684;&#x6218;&#x7565;&#xFF0C;&#x800C;&#x662F;&#x4F7F;&#x7528;&#x4EF7;&#x683C;&#x4F4E;&#x5EC9;&#x4E14;&#x968F;&#x65F6;&#x53EF;&#x4F9B; PEG &#x524D;&#x4F53;&#x6765;&#x7B80;&#x5316;&#x53CD;&#x5E94;&#x7269;&#x91C7;&#x8D2D;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B0;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5065;&#x5168;&#x7684;&#x5236;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x7528;&#x6765;&#x63A2;&#x6D4B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E0E;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7528;&#x4E00;&#x6B65;&#x589E;&#x957F;&#x805A;&#x5408;&#x7684;&#x805A;&#x4E59;&#x4E8C;&#x9187;&#x4E19;&#x70EF;&#x9178;&#x916F; &#xFF08;PEGDA&#xFF0C;3400Da) &#x4E4B;&#x4E8C;-&#x534A;&#x80F1;&#x6C28;&#x9178;&#x57FA;&#x8D28;&#x91D1;&#x5C5E;&#x86CB;&#x767D;&#x9176; &#xFF08;MMP&#xFF09; &#x654F;&#x611F;&#x80BD;&#x901A;&#x8FC7;&#x8FC8;&#x514B;&#x5C14;&#x7C7B;&#x578B;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x5F62;&#x6210;&#x53EF;&#x751F;&#x7269;&#x964D;&#x89E3;&#x7684;&#x5149;&#x654F; macromers &#x7A97;&#x4F53; acrylate-PEG-(peptide-PEG) (m) &#x7684;&#x4E19;&#x70EF;&#x9178;&#x916F;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B; macromers &#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x91CF; &#xFF08;MW&#xFF09; &#x63A7;&#x5236;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x53CD;&#x5E94;&#xFF0C;&#x6240;&#x5360;&#x6BD4;&#x4F8B;&#x9AD8;&#x5927;&#x4E8E; 500kDa &#x7684;&#x5408;&#x6210;&#x5927;&#x5206;&#x5B50;&#x7269;&#x79CD;&#x7684;&#x5316;&#x5B66;&#x8BA1;&#x91CF;&#x6BD4;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6750;&#x6599;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x91CF;&#x5206;&#x5E03;&#x662F;&#x4E09;&#x4E2A;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x591A;&#x80BD;&#x57FA;&#x8D28;&#x91D1;&#x5C5E;&#x86CB;&#x767D;&#x9176;&#x654F;&#x611F;&#x5E8F;&#x5217;&#xFF0C;&#x906D;&#x53D7;&#x540C;&#x6837;&#x7684;&#x53CD;&#x5E94;&#x6761;&#x4EF6;&#x51E0;&#x4E4E;&#x5B8C;&#x5168;&#x76F8;&#x540C;&#x3002;&#x5F53; photopolymerized &#x5165;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x9AD8;&#x7684; MW &#x6750;&#x6599;&#x5C55;&#x793A;&#x589E;&#x52A0;&#x7684;&#x80BF;&#x80C0;&#x53CA;&#x5BF9;&#x80F6;&#x539F;&#x9176;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x7684;&#x9000;&#x5316;&#xFF0C;&#x800C;&#x4EE5;&#x524D;&#x53D1;&#x5E03;&#x7684; PEG &#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x654F;&#x611F;&#x6027;&#x3002;&#x5355;&#x5143;&#x683C;-&#x80F6;&#x7C98;&#x5242;&#x4E19;&#x70EF;&#x9178;&#x916F;-&#x805A;&#x4E59;&#x4E8C;&#x9187;-CGRGDS &#x540C;&#x6837;&#x5408;&#x6210;&#x548C;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7684;&#x56FA;&#x4F53;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x53CA;&#x5176;&#x56FA;&#x5B9A;&#x5316;&#x7684;&#x7279;&#x70B9;&#x662F;&#x4E0E;&#x6539;&#x6027;&#x7684;&#x52B3;&#x91CC;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x3002;&#x4E3A;&#x4E86;&#x8BF4;&#x660E;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5728;&#x751F;&#x7269;&#x73AF;&#x5883;&#x4E2D;&#x7684;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x6548;&#x7528;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5E94;&#x7528;&#x8FD9;&#x5236;&#x5EA6;&#x53D1;&#x5C55;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x8840;&#x7BA1;&#x751F;&#x6210;&#x7684;&#x524D;&#x7684;&#x6750;&#x6599;&#x4F53;&#x5185;&#x4E3B;&#x52A8;&#x8109;&#x5F13;&#x5916;&#x690D;&#x4F53;&#x6D4B;&#x5B9A;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x7684;&#x5F62;&#x6210;&#x548C;&#x65B0;&#x82BD;&#xFF0C;&#x5230;&#x4ECE;&#x5D4C;&#x5165;&#x5F0F;&#x80DA;&#x80CE;&#x9E21;&#x4E3B;&#x52A8;&#x8109;&#x5F13;&#x51DD;&#x80F6;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x8840;&#x7BA1;&#x5185;&#x76AE;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x5165;&#x4FB5;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8868;&#x660E;&#x6B64;&#x6BDB;&#x7EC6;&#x7BA1;&#x53D1;&#x82BD;&#x548C;&#x4E09;&#x7EF4;&#x8FC1;&#x79FB;&#x7684;&#x5185;&#x76AE;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53EF;&#x4EE5;&#x901A;&#x8FC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x57FA;&#x8D28;&#x91D1;&#x5C5E;&#x86CB;&#x767D;&#x9176;-&#x6613;&#x611F;&#x6027;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#x6027;&#x56FA;&#x5B9A;&#x5316;&#x80F6;&#x7C98;&#x5242;&#x914D;&#x4F53; (CGRGDS &#x4E0E; CGRGES &#x80BD;) &#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x8FDB;&#x884C;&#x8C03;&#x6574;&#x3002;&#x7B80;&#x6613;&#x5316;&#x5B66;&#x63CF;&#x8FF0;&#x4E0E;&#x91CD;&#x5927;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x89C2;&#x5BDF;&#x8868;&#x660E;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6750;&#x6599;&#x5728;&#x5404;&#x79CD;&#x5404;&#x6837;&#x7684;&#x4F53;&#x5916;&#x548C;&#x4F53;&#x5185;&#x751F;&#x7269;&#x8C03;&#x67E5;&#xFF0C;&#x4E8B;&#x540E;&#x7684;&#x5B9E;&#x7528;&#x6027;&#x548C;&#x53EF;&#x5E2E;&#x52A9;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x6216;&#x6750;&#x6599;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x4E00;&#x7CFB;&#x5217;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x6539;&#x8FDB;&#x3002;

&#x4ECE;&#x6B65;&#x589E;&#x957F;&#x6240;&#x4F5C;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6D3B;&#x6027;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x6D3E;&#x751F; PEG &#x80BD; macromers&#x3002;

Synthetic hydrogels based on poly(ethylene glycol) (PEG) have been used as biomaterials for cell biology and tissue engineering investigations. Bioactive PEG-based gels have largely relied on heterobifunctional or multi-arm PEG precursors that can be difficult to synthesize and characterize or expensive to obtain. Here, we report an alternative strategy, which instead uses inexpensive and readily available PEG precursors to simplify reactant sourcing. This new approach provides a robust system in which to probe cellular interactions with the microenvironment. We used the step-growth polymerization of PEG diacrylate (PEGDA, 3400Da) with bis-cysteine matrix metalloproteinase (MMP)-sensitive peptides via Michael-type addition to form biodegradable photoactive macromers of the form acrylate-PEG-(peptide-PEG)(m)-acrylate. The molecular weight (MW) of these macromers is controlled by the stoichiometry of the reaction, with a high proportion of resultant macromer species greater than 500kDa. In addition, the polydispersity of these materials was nearly identical for three different MMP-sensitive peptide sequences subjected to the same reaction conditions. When photopolymerized into hydrogels, these high MW materials exhibit increased swelling and sensitivity to collagenase-mediated degradation as compared to previously published PEG hydrogel systems. Cell-adhesive acrylate-PEG-CGRGDS was synthesized similarly and its immobilization and stability in solid hydrogels was characterized with a modified Lowry assay. To illustrate the functional utility of this approach in a biological setting, we applied this system to develop materials that promote angiogenesis in an ex vivo aortic arch explant assay. We demonstrate the formation and invasion of new sprouts mediated by endothelial cells into the hydrogels from embedded embryonic chick aortic arches. Furthermore, we show that this capillary sprouting and three-dimensional migration of endothelial cells can be tuned by engineering the MMP-susceptibility of the hydrogels and the presence of functional immobilized adhesive ligands (CGRGDS vs. CGRGES peptide). The facile chemistry described and significant cellular responses observed suggest the usefulness of these materials in a variety of in vitro and ex vivo biologic investigations, and may aid in the design or refinement of material systems for a range of tissue engineering approaches.

Bioactive hydrogels made from step-growth derived PEG-peptide macromers.

Hydrogels synth&#xE9;tiques &#xE0; base de poly (&#xE9;thyl&#xE8;ne glycol) (PEG) ont &#xE9;t&#xE9; utilis&#xE9;s comme biomat&#xE9;riaux pour la biologie cellulaire et des enqu&#xEA;tes d&#x26;#39;ing&#xE9;nierie tissulaire. Bioactifs &#xE0; base de PEG gels ont largement appuy&#xE9;e sur les pr&#xE9;curseurs de PEG h&#xE9;t&#xE9;robifonctionnels ou multi-bras qui peuvent &#xEA;tre difficiles &#xE0; synth&#xE9;tiser et de caract&#xE9;riser ou co&#xFB;teux &#xE0; obtenir. Ici, nous rapportons une strat&#xE9;gie alternative, qui utilise plut&#xF4;t des pr&#xE9;curseurs PEG peu co&#xFB;teux et facilement disponible pour simplifier l&#x26;#39;approvisionnement r&#xE9;actif. Cette nouvelle approche offre un syst&#xE8;me robuste pour sonder les interactions cellulaires avec le microenvironnement. On utilise la polym&#xE9;risation &#xE9;tape de croissance de PEG diacrylate (PEGDA, 3400Da) avec le bis-cyst&#xE9;ine m&#xE9;talloprot&#xE9;inase matricielle (MMP) sensibles &#xE0; des peptides de type Michael par l&#x26;#39;interm&#xE9;diaire d&#x26;#39;addition pour former macrom&#xE8;res photoactifs biod&#xE9;gradables de la forme d&#x26;#39;acrylate-PEG-(peptide-PEG) ( m)-acrylate. Le poids mol&#xE9;culaire (MW) de ces macrom&#xE8;res est command&#xE9; par la stoechiom&#xE9;trie de la r&#xE9;action, avec une proportion &#xE9;lev&#xE9;e d&#x26;#39;esp&#xE8;ces sup&#xE9;rieures &#xE0; macrom&#xE8;re r&#xE9;sultantes 500kDa. En outre, la polydispersit&#xE9; de ces mat&#xE9;riaux &#xE9;tait presque identique pour les trois diff&#xE9;rentes s&#xE9;quences peptidiques MMP-sensibles soumises &#xE0; des conditions de r&#xE9;action m&#xEA;mes. Lorsque photopolym&#xE9;ris&#xE9; en hydrogels, ces mat&#xE9;riaux pr&#xE9;sentent un gonflement MW &#xE9;lev&#xE9;s et une sensibilit&#xE9; accrues &#xE0; la d&#xE9;gradation par la collag&#xE9;nase par rapport &#xE0; pr&#xE9;c&#xE9;demment publi&#xE9;es syst&#xE8;mes d&#x26;#39;hydrogel PEG. Cell-adh&#xE9;sif acrylate-PEG-CGRGDS a &#xE9;t&#xE9; synth&#xE9;tis&#xE9; de mani&#xE8;re similaire et son immobilisation et &#xE0; la stabilit&#xE9; dans les hydrogels solides a &#xE9;t&#xE9; caract&#xE9;ris&#xE9;e par un dosage de Lowry modifi&#xE9;e. Pour illustrer l&#x26;#39;utilit&#xE9; fonctionnelle de cette approche dans un cadre biologique, nous avons appliqu&#xE9; ce syst&#xE8;me pour d&#xE9;velopper des mat&#xE9;riaux qui favorisent l&#x26;#39;angiogen&#xE8;se dans un test ex vivo aortique explant arc. Nous d&#xE9;montrons la formation et l&#x26;#39;invasion de nouvelles pousses m&#xE9;di&#xE9;es par les cellules endoth&#xE9;liales dans les hydrogels de l&#x26;#39;embarqu&#xE9; embryonnaires de poulet arcs aortiques. En outre, nous montrons que cette migration capillaire germination et en trois dimensions des cellules endoth&#xE9;liales peut &#xEA;tre r&#xE9;gl&#xE9; par le g&#xE9;nie de la MMP-sensibilit&#xE9; des hydrogels et la pr&#xE9;sence de ligands fonctionnels adh&#xE9;sifs immobilis&#xE9;s (CGRGDS vs peptide CGRGES). La chimie facile d&#xE9;crits et importantes r&#xE9;ponses cellulaires observ&#xE9;es sugg&#xE8;rent l&#x26;#39;utilit&#xE9; de ces mat&#xE9;riaux dans une vari&#xE9;t&#xE9; de techniques in vitro et in vivo des enqu&#xEA;tes ex biologiques, et peut aider dans la conception ou l&#x26;#39;am&#xE9;lioration des syst&#xE8;mes mat&#xE9;riels pour un &#xE9;ventail d&#x26;#39;approches d&#x26;#39;ing&#xE9;nierie tissulaire.

Les hydrogels bioactifs Fabriqu&#xE9; &#xE0; partir de l&#x26;#39;&#xE9;tape de croissance d&#xE9;riv&#xE9; des-PEG-peptide Macrom&#xE8;res

Synthetische Hydrogele basierend auf Poly(ethylene glycol) (PEG) wurden als Biomaterialien f&uuml;r Zellbiologie und Tissue-engineering Untersuchungen verwendet. Bioaktive PEG-basierte Gele haben weitgehend auf Heterobifunctional oder multi-arm PEG-Vorstufen, die sein k&ouml;nnen, zu synthetisieren und charakterisieren schwierig oder teuer zu verlassen. Hier berichten wir &uuml;ber eine alternative Strategie, die billig und leicht verf&uuml;gbare PEG-Vorstufen stattdessen verwendet Edukt Beschaffung vereinfachen. Dieser neue Ansatz bietet ein robustes System, um zellul&auml;re Interaktionen mit der Mikroumgebung Pr&uuml;fpunkt. Wir haben die Schritt-Wachstum-Polymerisation von PEG-diacrylat (PEGDA, 3400Da) mit Biz-Cystein-Matrix-Metalloproteasen (MMP) - sensible Peptide &uuml;ber Michael-Type-Zusatz, biologisch abbaubare fotoaktiven Macromers von der Form acrylate-PEG-(peptide-PEG) (m) zu bilden - Acrylat verwendet. Das Molekulargewicht (MW) diese Macromers wird durch die St&ouml;chiometrie der Reaktion mit einem hohen Anteil der resultierenden Macromer Arten gr&ouml;&szlig;er als 500kDa gesteuert. Dar&uuml;ber hinaus war die Polydispersit&auml;t dieser Materialien f&uuml;r drei verschiedene MMP-Sensitive-Peptidsequenzen unterzogen die gleichen Reaktionsbedingungen fast identisch. Wenn Photopolymerized in Hydrogele, diese hohen MW-Materialien weisen erh&ouml;hte Schwellungen und Empfindlichkeit zu Collagenase-vermittelte Verschlechterung im Vergleich zu vorher ver&ouml;ffentlichten PEG-Hydrogel-Systeme. Zelle-Kleber Acrylat-PEG-CGRGDS wurde in &auml;hnlicher Weise synthetisiert und seine Immobilisierung und Stabilit&auml;t in solide Hydrogele zeichnete sich mit einer modifizierten Lowry-Probe. Zur Veranschaulichung des funktionalen Dienstprogramms dieses Ansatzes in einer biologischen angewendet wir dieses System, um Materialien zu entwickeln, die F&ouml;rderung der Angiogenese in eine Ex Vivo Aortenbogen Explant Assay. Wir demonstrieren die Bildung und die Invasion des neuen Sprossen in die Hydrogele aus eingebetteten embryonalen K&uuml;ken Aortic B&ouml;gen von Endothelzellen vermittelt. Dar&uuml;ber hinaus zeigen wir, dass diese Kapillaren sprie&szlig;en und dreidimensionale Migration von Endothelzellen von engineering die MMP-Anf&auml;lligkeit der Hydrogele und das Vorhandensein von funktionalen immobilisierte Klebstoff Liganden (CGRGDS vs. CGRGES Peptid) abgestimmt werden k&ouml;nnen. Die oberfl&auml;chlichen Chemie zwischen beschriebene und wichtige zellul&auml;re Reaktionen beobachtet, schlagen Sie die N&uuml;tzlichkeit dieser Materialien in einer Vielzahl von in-vitro- und ex-Vivo biologischen Untersuchungen, und k&ouml;nnte die Gestaltung und Verfeinerung Materialsysteme f&uuml;r eine Reihe von Tissue-engineering Ans&auml;tze helfen.

Bioaktive Hydrogele hergestellt aus Schritt-Wachstum abgeleitet PEG-Peptid-Macromers.

Idrogel sintetico basato su poly(ethylene glycol) (PEG) sono stati utilizzati come biomateriali per biologia delle cellule e tessuti ingegneria indagini. Gel a base di PEG bioattivi in gran parte hanno contato su heterobifunctional o precursori PEG ausiliari che possono essere difficili da sintetizzare e caratterizzare o costoso da ottenere. Riportiamo una strategia alternativa, che utilizza invece dei precursori PEG poco costosi e facilmente disponibili per semplificare il reagente di sourcing. Questo nuovo approccio fornisce un sistema robusto in cui cellulare interazioni con il microambiente della sonda. Abbiamo usato la polimerizzazione a passo di PEG diacrilato (PEGDA, 3400Da) con acrilato di - peptidi sensibili via Michael-addizione per formare macromers fotoattivi biodegradabili della forma acrylate-PEG-(peptide-PEG) (m) - bis-cisteina matrix metalloproteinase (MMP). Il peso molecolare (MW) di questi macromers &egrave; controllato dalla stechiometria della reazione, con un&#39;alta proporzione di specie risultante macromer maggiore di 500kDa. Inoltre, la polidisperdibilit&agrave; di questi materiali sono quasi identiche per tre diverse sequenze peptidiche MMP-sensibili soggette alle stesse condizioni di reazione. Quando photopolymerized in idrogel, questi materiali MW ad alta esposizione maggiore gonfiore e sensibilit&agrave; alla degradazione mediata collagenasi rispetto ai sistemi di idrogel PEG precedentemente pubblicati. Cella-adesivo acrilato-PEG-CGRGDS &egrave; stato sintetizzato in modo simile e la stabilit&agrave; in solido idrogel e immobilizzazione &egrave; stata caratterizzata con un&#39;analisi di Lowry modificata. Per illustrare l&#39;utilit&agrave; funzionale di questo approccio in un ambiente biologico, abbiamo applicato questo sistema per sviluppare materiali che promuovono l&#39;angiogenesi in un ex vivo arco aortico espianto dosaggio. Dimostriamo che la formazione e l&#39;invasione di nuovi germogli mediata da cellule endoteliali in idrogel da archi aortici embedded pulcino embrionale. Inoltre, ci mostra che questa germinazione capillare e tridimensionale migrazione delle cellule endoteliali pu&ograve; essere regolati da ingegneria la MMP-suscettibilit&agrave; dell&#39;idrogel e la presenza di funzionali immobilizzati adesivi ligandi (peptide CGRGDS vs. CGRGES). La chimica facile risposte cellulari descritte e significative osservano suggeriscono l&#39;utilit&agrave; di questi materiali in una variet&agrave; di in vitro ed ex vivo indagini biologiche e pu&ograve; essere di aiuto nella progettazione o perfezionamento dei sistemi di materiali per una vasta gamma di approcci di ingegneria dei tessuti.

Idrogel bioattivi da passo-crescita derivato macromers PEG-peptide.

&#x30DD;&#x30EA;&#xFF08;&#x30A8;&#x30C1;&#x30EC;&#x30F3;&#x30B0;&#x30EA;&#x30B3;&#x30FC;&#x30EB;&#xFF09;&#xFF08;PEG&#xFF09;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F;&#x5408;&#x6210;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x3068;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x751F;&#x7406;&#x6D3B;&#x6027;PEG-&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30B2;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x4E3B;&#x306B;&#x53D6;&#x5F97;&#x3059;&#x308B;&#x5408;&#x6210;&#x3068;&#x7279;&#x5FB4;&#x3065;&#x3051;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x56F0;&#x96E3;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x9AD8;&#x4FA1;&#x306A;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x30D8;&#x30C6;&#x30ED;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x30DE;&#x30EB;&#x30C1;&#x30A2;&#x30FC;&#x30E0;PEG&#x524D;&#x99C6;&#x4F53;&#x306B;&#x983C;&#x3063;&#x3066;&#x304D;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x4EE3;&#x308F;&#x308A;&#x306B;&#x8ABF;&#x9054;&#x53CD;&#x5FDC;&#x3092;&#x7C21;&#x7D20;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x5B89;&#x4FA1;&#x3067;&#x5BB9;&#x6613;&#x306B;&#x5165;&#x624B;&#x3067;&#x304D;&#x308B;PEG&#x306E;&#x524D;&#x99C6;&#x4F53;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x5225;&#x306E;&#x6226;&#x7565;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306F;&#x3001;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x3068;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x9593;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5805;&#x7262;&#x306A;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x751F;&#x5206;&#x89E3;&#x6027;&#x306E;&#x5149;&#x6D3B;&#x6027;&#x30DE;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DE;&#x30FC;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x30DE;&#x30A4;&#x30B1;&#x30EB;&#x578B;&#x6DFB;&#x52A0;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x30D3;&#x30B9; - &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30A4;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x30E1;&#x30BF;&#x30ED;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C6;&#x30A2;&#x30FC;&#x30BC;&#xFF08;MMP&#xFF09;&#x306B;&#x654F;&#x611F;&#x306A;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x3068;PEG&#x30A2;&#x30AF;&#x30EA;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x306E;&#x30B9;&#x30C6;&#x30C3;&#x30D7;&#x6210;&#x9577;&#x91CD;&#x5408;&#xFF08;PEGDA&#x3001;3400Da&#xFF09;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x305F;&#x30A2;&#x30AF;&#x30EA;&#x30EB;&#x9178;PEG-&#xFF08;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;-PEG&#xFF09;&#xFF08; M&#xFF09;&#x30A2;&#x30AF;&#x30EA;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30DE;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DE;&#x30FC;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x91CF;&#xFF08;MW&#xFF09;&#x306F;500kDa&#x4EE5;&#x4E0A;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x30DE;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DE;&#x30FC;&#x7A2E;&#x306E;&#x5272;&#x5408;&#x304C;&#x9AD8;&#x3044;&#x3068;&#x3001;&#x53CD;&#x5FDC;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x91CF;&#x8AD6;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5236;&#x5FA1;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x591A;&#x5206;&#x6563;&#x6027;&#x306F;&#x3001;&#x540C;&#x4E00;&#x306E;&#x53CD;&#x200B;&#x200B;&#x5FDC;&#x6761;&#x4EF6;&#x306B;&#x3055;&#x3089;&#x3055;&#x3064;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;MMP-&#x654F;&#x611F;&#x306A;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x307B;&#x307C;&#x540C;&#x4E00;&#x3067;&#x3042;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306B;&#x5149;&#x91CD;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x5834;&#x5408;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x9AD8;MW&#x6750;&#x6599;&#x306F;&#x3001;&#x4EE5;&#x524D;&#x306B;&#x767A;&#x884C;&#x3055;&#x308C;&#x305F;PEG&#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306B;&#x6BD4;&#x3079;&#x3066;&#x5897;&#x52A0;&#x3057;&#x305F;&#x816B;&#x308C;&#x3084;&#x30B3;&#x30E9;&#x30B2;&#x30CA;&#x30FC;&#x30BC;&#x5A92;&#x4ECB;&#x52A3;&#x5316;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x611F;&#x5EA6;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3002;&#x7D30;&#x80DE;&#x63A5;&#x7740;&#x6027;&#x306E;&#x30A2;&#x30AF;&#x30EA;&#x30EB;&#x9178;-PEG-CGRGDS&#x3082;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x5408;&#x6210;&#x3057;&#x3001;&#x56FA;&#x4F53;&#x306E;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x3067;&#x306E;&#x56FA;&#x5B9A;&#x5316;&#x3068;&#x5B89;&#x5B9A;&#x6027;&#x306F;&#x3001;Lowry&#x6539;&#x826F;&#x6CD5;&#x3067;&#x7279;&#x5FB4;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x306A;&#x8A2D;&#x5B9A;&#x3067;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x30E6;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30EA;&#x30C6;&#x30A3;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;ex vivo&#x3067;&#x5927;&#x52D5;&#x8108;&#x5F13;&#x306E;&#x79FB;&#x690D;&#x7247;&#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4;&#x3067;&#x8840;&#x7BA1;&#x65B0;&#x751F;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x6750;&#x6599;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x9069;&#x7528;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x7D44;&#x307F;&#x8FBC;&#x307F;&#x30CB;&#x30EF;&#x30C8;&#x30EA;&#x80DA;&#x5927;&#x52D5;&#x8108;&#x5F13;&#x304B;&#x3089;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306B;&#x5185;&#x76AE;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5A92;&#x4ECB;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x65B0;&#x82BD;&#x306E;&#x5F62;&#x6210;&#x3068;&#x6D78;&#x6F64;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x8840;&#x7BA1;&#x5185;&#x76AE;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x3053;&#x306E;&#x6BDB;&#x7D30;&#x8840;&#x7BA1;&#x306E;&#x767A;&#x82BD;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x79FB;&#x884C;&#x304C;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B8;&#x30CB;&#x30A2;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306E;MMP-&#x611F;&#x53D7;&#x6027;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6A5F;&#x80FD;&#x7684;&#x306A;&#x56FA;&#x5B9A;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x63A5;&#x7740;&#x5264;&#x306E;&#x30EA;&#x30AC;&#x30F3;&#x30C9;&#xFF08;CGRGDS&#x5BFE;CGRGES&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#xFF09;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x8ABF;&#x6574;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x3001;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x304C;&#x89B3;&#x5BDF;&#x5BB9;&#x6613;&#x306A;&#x5316;&#x5B66;&#x306F;&#x3001;in vitro&#x304A;&#x3088;&#x3073;ex vivo&#x3067;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x306B;&#x304A;&#x3044;&#x3066;&#x69D8;&#x3005;&#x306A;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x6709;&#x7528;&#x6027;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3001;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x7684;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306E;&#x7BC4;&#x56F2;&#x306E;&#x6750;&#x6599;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x8A2D;&#x8A08;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x6539;&#x826F;&#x306B;&#x5F79;&#x7ACB;&#x3064;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30B9;&#x30C6;&#x30C3;&#x30D7;&#x6210;&#x9577;&#x6D3E;&#x751F;PEG-&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30DE;&#x30AF;&#x30ED;&#x30DE;&#x30FC;&#x304B;&#x3089;&#x4F5C;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x751F;&#x7406;&#x6D3B;&#x6027;&#x30B2;&#x30EB;

Poly(ethylene glycol) (&#xB098;&#xBB34; &#xBABB;)&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xD569;&#xC131; hydrogels &#xC138;&#xD3EC; &#xC0DD;&#xBB3C;&#xD559; &#xBC0F; &#xC870;&#xC0AC; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0DD;&#xCCB4;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC0DD;&#xB9AC; &#xD65C;&#xC131; &#xD398;&#xADF8; &#xAE30;&#xBC18; &#xC824; heterobifunctional &#xB610;&#xB294; &#xD569;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654; &#xD558; &#xC5B4;&#xB835;&#xAC70;&#xB098; &#xBE44;&#xC2FC; &#xC5BB;&#xC744; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xBA40;&#xD2F0; &#xBABB; &#xC77C;&#xC5B4;&#xB098; &#xACE0;&#xC5D0; &#xD06C;&#xAC8C; &#xC758;&#xC874; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;&#xC5D0;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB300;&#xC2E0; &#xC800;&#xB834; &#xD558; &#xACE0; &#xC27D;&#xAC8C; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD398;&#xADF8; &#xC804;&#xC870;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xBC18;&#xC751; &#xC18C;&#xC2F1;&#xC744; &#xB2E8;&#xC21C;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xB300;&#xCCB4; &#xC804;&#xB7B5; &#xBCF4;&#xACE0;&#xC11C;. Microenvironment&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xC138;&#xD3EC; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xAC15;&#xB825;&#xD55C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xB294;&#xC774; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC811;&#xADFC;. &#xB450;&#xBC88;&#xC9F8; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD14C;&#xC778; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; metalloproteinase (MMP)-&#xB9C8;&#xC774;&#xD074; &#xD615; &#xCD94;&#xAC00; &#xC591;&#xC2DD; acrylate-PEG-(peptide-PEG) (m)&#xC758; &#xC0DD; &#xBD84;&#xD574;&#xC131; &#xAD11; macromers&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC;-&#xC544;&#xD06C;&#xB9B4;&#xACFC; &#xD398;&#xADF8; &#xBE5B; (PEGDA, 3400Da)&#xC758; &#xB2E8;&#xACC4; &#xC131;&#xC7A5; &#xC911; &#xD569;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; macromers&#xC758; &#xBD84;&#xC790;&#xB7C9; (MW) 500kDa &#xBCF4;&#xB2E4; &#xD070; &#xACB0;&#xACFC; macromer&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xBE44;&#xC728;&#xC744; &#xAC00;&#xC9C4;, &#xBC18;&#xC751;&#xC758; stoichiometry&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC81C;&#xC5B4; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC790;&#xB8CC;&#xC758; &#xC99D;&#xAC00;&#xD560;&#xC218;&#xB85D;&#xC740; 3 &#xAC1C;&#xC758; &#xB2E4;&#xB978; MMP &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xC2DC;&#xD000;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xB3D9;&#xC77C;&#xD55C; &#xBC18;&#xC751; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0; &#xB4E4;&#xC5B4;&#xC11C;&#xB294; &#xAC70;&#xC758; &#xB3D9;&#xC77C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB54C; hydrogels, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xB192;&#xC740; MW &#xC790;&#xB8CC;&#xC5D0; photopolymerized &#xC99D;&#xAC00; &#xBD93;&#xAE30;&#xC640; &#xAC10;&#xB3C4; &#xC774;&#xC804;&#xC5D0; &#xAC8C;&#xC2DC; &#xB41C; &#xB9D0;&#xB69D; hydrogel &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; &#xC800;&#xD558; &#xCF5C;&#xB77C; &#xC911;&#xC7AC;&#xB97C; &#xC804;&#xC2DC;. &#xC140; &#xC811;&#xCC29;&#xC81C; &#xC544;&#xD06C;&#xB9B4;-&#xB9D0;&#xB69D;-CGRGDS&#xB294; &#xC720;&#xC0AC; &#xD558; &#xAC8C; &#xD569;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; immobilization&#xC640; &#xACE0;&#xCCB4; hydrogels &#xC548;&#xC815;&#xC131; &#xC218;&#xC815;&#xB41C; Lowry &#xBD84;&#xC11D; &#xACB0;&#xACFC;&#xC640; &#xD2B9;&#xC9D5; &#xC774;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC0DD;&#xBB3C;&#xD559;&#xC5D0;&#xC11C;&#xB294;&#xC774; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC720;&#xD2F8;&#xB9AC;&#xD2F0;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC804;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xC2E0;&#xC0DD;&#xC744; &#xCD09;&#xC9C4; &#xD558;&#xB294; &#xBB3C;&#xC9C8;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD558;&#xC774; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xC801;&#xC6A9; vivo &#xB300;&#xB3D9;&#xB9E5; &#xC544;&#xCE58; explant &#xBD84;&#xC11D; &#xACB0;&#xACFC;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB97C; &#xD615;&#xC131; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xCF69;&#xB098;&#xBB3C; &#xD3EC;&#xD568; &#xB41C; &#xBC30;&#xC544; &#xBCD1;&#xC544;&#xB9AC; &#xB300;&#xB3D9;&#xB9E5; &#xC544;&#xCE58;&#xC5D0;&#xC11C; hydrogels&#xB85C; &#xB0B4; &#xD53C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC911;&#xC7AC;&#xC758; &#xCE68;&#xACF5; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC774; &#xBAA8; &#xC138;&#xAD00; &#xB3CB; &#xC544; &#xBC0F; &#xB0B4; &#xD53C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xB9C8;&#xC774;&#xADF8;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1;&#xC740; hydrogels MMP &#xBBFC;&#xAC10;&#xC131; &#xBC0F; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC6C0;&#xC9C1;&#xC774;&#xC9C0; &#xC811;&#xCC29;&#xC81C; ligands (CGRGDS &#xB300; CGRGES &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC;)&#xC758; &#xC874;&#xC7AC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC870;&#xC815; &#xB420; &#xC218; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC190;&#xC26C;&#xC6B4; &#xD654;&#xD559; &#xC124;&#xBA85; &#xBC0F; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC18;&#xC751;&#xC744; &#xAD00;&#xCC30; ex vivo &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xC870;&#xC0AC;&#xC640; &#xCCB4; &#xC678;&#xC758; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C;&#xC774; &#xC790;&#xB8CC;&#xC758; &#xC720;&#xC6A9;&#xC131;&#xC744; &#xC81C;&#xC548; &#xD558; &#xACE0; &#xB514;&#xC790;&#xC778; &#xC774;&#xB098; &#xD2F0;&#xC288; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xC811;&#xADFC;&#xC758; &#xBC94;&#xC704;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC18C;&#xC7AC; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xC218;&#xC815;&#xC5D0; &#xB3C4;&#xC6C0;&#xC774; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB2E8;&#xACC4; &#xC131;&#xC7A5;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB9CC;&#xB4E0; &#xC0DD;&#xB9AC; &#xD65C;&#xC131; hydrogels &#xD398;&#xADF8;-&#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; macromers &#xD30C;&#xC0DD;.

Hidrogeles sint&#xE9;ticos a base de poli (etileno glicol) (PEG) se han utilizado como biomateriales para la biolog&#xED;a celular y las investigaciones de ingenier&#xED;a de tejidos. Bioactivos basados &#x200B;&#x200B;en geles de PEG-han dependido en gran medida los precursores de PEG heterobifuncionales o multi-brazo que pueden ser dif&#xED;ciles de sintetizar y caracterizar o costosa de obtener. Aqu&#xED;, se presenta una estrategia alternativa, que en su lugar utiliza precursores de PEG de bajo costo y de f&#xE1;cil acceso para simplificar reactivo de abastecimiento. Este nuevo enfoque proporciona un sistema s&#xF3;lido en el que para investigar las interacciones celulares con el microambiente. Se utiliz&#xF3; la polimerizaci&#xF3;n por crecimiento en etapas de PEG diacrilato (PEGDA, 3400Da) con matriz de bis-ciste&#xED;na metaloproteinasa (MMP)-sensibles p&#xE9;ptidos a trav&#xE9;s de tipo Michael Adem&#xE1;s de formar macr&#xF3;meros biodegradables fotoactivos de la forma acrilato-PEG-(p&#xE9;ptido-PEG) ( m)-acrilato. El peso molecular (MW) de estos macr&#xF3;meros es controlado por la estequiometr&#xED;a de la reacci&#xF3;n, con una alta proporci&#xF3;n de especies macr&#xF3;mero resultantes mayores que 500kDa. Adem&#xE1;s, la polidispersidad de estos materiales fue casi id&#xE9;ntico para tres diferentes secuencias pept&#xED;dicas MMP-sensibles sometidos a las mismas condiciones de reacci&#xF3;n. Cuando fotopolimerizadas en hidrogeles, estos materiales exhiben altos MW hinchaz&#xF3;n aument&#xF3; y la sensibilidad a la colagenasa-mediada por la degradaci&#xF3;n, en comparaci&#xF3;n con los sistemas previamente publicados PEG hidrogel. Cell-adhesivo de acrilato-PEG-CGRGDS se sintetiz&#xF3; de forma similar y su inmovilizaci&#xF3;n y la estabilidad en hidrogeles s&#xF3;lidos se caracteriz&#xF3; con un ensayo de Lowry modificado. Para ilustrar la utilidad funcional de este enfoque en un entorno biol&#xF3;gico, hemos aplicado este sistema para desarrollar materiales que promueven la angiog&#xE9;nesis en un antiguo ensayo in vivo explante del arco a&#xF3;rtico. Se demuestra la formaci&#xF3;n y la invasi&#xF3;n de nuevos brotes mediadas por las c&#xE9;lulas endoteliales en los hidrogeles de embri&#xF3;n de pollo incrustado arcos a&#xF3;rticos. Por otra parte, nos muestran que esta migraci&#xF3;n capilar surgimiento y tridimensionales de las c&#xE9;lulas endoteliales se puede ajustar mediante la ingenier&#xED;a de la MMP-susceptibilidad de los hidrogeles y la presencia de ligandos de adherencia funcionales inmovilizado (CGRGDS vs p&#xE9;ptido CGRGES). La qu&#xED;mica superficial se describe e importantes respuestas celulares observadas sugieren la utilidad de estos materiales en una variedad de investigaciones in vitro y ex vivo biol&#xF3;gicos, y puede ayudar en el dise&#xF1;o o el perfeccionamiento de los sistemas de material para una serie de enfoques de ingenier&#xED;a de tejidos.

Los hidrogeles bioactivos Hecho de paso de crecimiento derivado de PEG-p&#xE9;ptido macr&#xF3;meros

&#x5B9A;&#x91CF;&#x6D4B;&#x91CF;&#x7EC6;&#x80DE;&#x751F;&#x6210;&#x90E8;&#x961F;&#x8FC4;&#x4ECA;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x662F;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x7684;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x63CF;&#x8FF0;&#x6280;&#x672F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x6D4B;&#x91CF;&#x4E09;&#x7EF4;&#x7275;&#x5F15;&#x90E8;&#x961F;&#x65BD;&#x52A0;&#x5B8C;&#x5168;&#x5C01;&#x88C5;&#x5728;&#x660E;&#x786E;&#x754C;&#x5B9A;&#x7684;&#x5F39;&#x6027;&#x51DD;&#x80F6;&#x77E9;&#x9635;&#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6765;&#x8861;&#x91CF;&#x7275;&#x5F15;&#x90E8;&#x961F;&#x5728;&#x5404;&#x79CD;&#x60C5;&#x51B5;&#x4E0B;&#x7684;&#x51E0;&#x79CD;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7C7B;&#x578B;&#x548C;&#x63ED;&#x793A;&#x7684;&#x90E8;&#x961F;&#x4EA7;&#x751F;&#x5F52;&#x56E0;&#x4E8E;&#x5F62;&#x6001;&#x4E0A;&#x4E0D;&#x540C;&#x533A;&#x57DF;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x683C;&#x5C40;&#xFF0C;&#x56E0;&#x4E3A;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x5C06;&#x6269;&#x5C55;&#x5230;&#x5468;&#x56F4;&#x7684;&#x77E9;&#x9635;&#x3002;

&#x6D4B;&#x91CF;&#x7684;&#x4E09;&#x7EF4;&#x77E9;&#x9635;&#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x6240;&#x65BD;&#x52A0;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x529B;&#x3002;

Quantitative measurements of cell-generated forces have heretofore required that cells be cultured on two-dimensional substrates. We describe a technique to quantitatively measure three-dimensional traction forces exerted by cells fully encapsulated in well-defined elastic hydrogel matrices. Using this approach we measured traction forces for several cell types in various contexts and revealed patterns of force generation attributable to morphologically distinct regions of cells as they extend into the surrounding matrix.

Measurement of mechanical tractions exerted by cells in three-dimensional matrices.

Les mesures quantitatives de la cellule g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9;es par les forces ont jusqu&#x26;#39;ici n&#xE9;cessaire que les cellules &#xEA;tre cultiv&#xE9;es sur des substrats en deux dimensions. Nous d&#xE9;crivons une technique permettant de mesurer quantitativement les forces de traction en trois dimensions exerc&#xE9;es par les cellules enti&#xE8;rement encapsul&#xE9;s dans bien d&#xE9;finis matrices d&#x26;#39;hydrogel &#xE9;lastiques. En utilisant cette approche, nous avons mesur&#xE9; des forces de traction pour plusieurs types de cellules dans des contextes diff&#xE9;rents et ont r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; des tendances de la g&#xE9;n&#xE9;ration de la force imputables &#xE0; des r&#xE9;gions morphologiquement distincts de cellules &#xE0; mesure qu&#x26;#39;elles s&#x26;#39;&#xE9;tendent dans la matrice environnante.

Mesure de la Traction m&#xE9;canique exerc&#xE9;e par des cellules dans des matrices tridimensionnelles

Quantitative Messungen der Zelle erzeugten Kr&auml;fte haben bisher erforderlich, dass Zellen auf zweidimensionalen Substraten kultiviert werden. Wir beschreiben eine Technik um dreidimensionale Traktion Kr&auml;fte durch Zellen vollst&auml;ndig gekapselt in klar definierten elastischen Hydrogel Matrizen quantitativ zu messen. Mit diesem Ansatz wir Ma&szlig;en Traktion Kr&auml;fte f&uuml;r verschiedene Zelltypen in verschiedenen Kontexten und offenbart Muster der Kraft-Generation auf morphologisch verschiedene Regionen der Zellen zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, wie sie in die umliegenden Matrix zu verl&auml;ngern.

Messung von mechanischen Doppeltraktionen von Zellen in dreidimensionale Matrizen ausge&uuml;bt.

Le misure quantitative delle forze generate delle cellule finora hanno richiesto che le cellule essere coltivati su substrati bidimensionali. Descriviamo una tecnica per misurare quantitativamente le forze di trazione tridimensionale esercitate dalle cellule completamente incapsulate in matrici di idrogel elastico ben definiti. Utilizzando questo approccio abbiamo misurato le forze di trazione per diversi tipi di cellule in vari contesti e rivelato modelli della generazione di forza attribuibili alle regioni morfologicamente distinte delle cellule che si estendono nella matrice circostante.

Misurazione delle trazioni meccaniche esercitata dalle cellule in matrici tridimensionali.

&#x7D30;&#x80DE;&#x3067;&#x751F;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x529B;&#x306E;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x307E;&#x3067;&#x7D30;&#x80DE;&#x304C;&#x4E8C;&#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x3067;&#x57F9;&#x990A;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x5FC5;&#x8981;&#x3068;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x306B;&#x5B8C;&#x5168;&#x306B;&#x660E;&#x78BA;&#x306B;&#x5B9A;&#x7FA9;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5F3E;&#x6027;&#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x5185;&#x306B;&#x30AB;&#x30D7;&#x30BB;&#x30EB;&#x5316;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x767A;&#x63EE;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x727D;&#x5F15;&#x529B;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x624B;&#x6CD5;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x69D8;&#x3005;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30C6;&#x30AD;&#x30B9;&#x30C8;&#x3067;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x30BF;&#x30A4;&#x30D7;&#x306E;&#x727D;&#x5F15;&#x529B;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x304C;&#x5468;&#x56F2;&#x306E;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306B;&#x53CA;&#x3076;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5F62;&#x614B;&#x5B66;&#x7684;&#x306B;&#x5225;&#x500B;&#x306E;&#x9818;&#x57DF;&#x306B;&#x8D77;&#x56E0;&#x3059;&#x308B;&#x529B;&#x306E;&#x767A;&#x751F;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x53CA;&#x307C;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x6A5F;&#x68B0;Tractions&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;

&#xC9C0;&#xAE08;&#xAE4C;&#xC9C0; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC0DD;&#xC131; &#xB41C; &#xC138;&#xB825;&#xC758; &#xC815;&#xB7C9;&#xC801; &#xCE21;&#xC815; &#xC140; 2 &#xCC28;&#xC6D0; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xACBD;&#xC791; &#xB420; &#xC694;&#xAD6C;. &#xC591;&#xC801; &#xC644;&#xBCBD; &#xD558; &#xAC8C; &#xC798; &#xC815;&#xC758; &#xB41C; &#xD0C4;&#xC131; hydrogel &#xD589;&#xB82C;&#xC5D0; &#xCEA1;&#xC290;&#xD654; &#xB41C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574;&#xAC00; &#xD574;&#xC9C0;&#xB294; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xACAC;&#xC778; &#xC138;&#xB825;&#xC744; &#xCE21;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC0C1;&#xD669;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC140; &#xD615;&#xC2DD;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACAC;&#xC778; &#xD798; &#xCE21;&#xC815; &#xD558; &#xACE0; &#xC8FC;&#xBCC0; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;&#xB85C; &#xD655;&#xC7A5;&#xD560; &#xD798; &#xC0DD;&#xC131; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xD615;&#xD0DC;&#xD559; &#xBCC4;&#xAC1C;&#xC758; &#xC601;&#xC5ED;&#xC5D0; &#xAE30;&#xC778;&#xC758; &#xD328;&#xD134;&#xC744; &#xBC1D;&#xD600;.

3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xD589;&#xB82C;&#xC758; &#xC140;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574;&#xAC00; &#xD574;&#xC9C0;&#xB294; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; tractions&#xC758; &#xCE21;&#xC815;.

Las medidas cuantitativas de c&#xE9;lulas generadas por las fuerzas han requerido hasta ahora que las c&#xE9;lulas se cultivaron en dos dimensiones sustratos. Se describe una t&#xE9;cnica para medir cuantitativamente tridimensionales fuerzas de tracci&#xF3;n ejercidas por las c&#xE9;lulas completamente encapsulados en zonas bien definidas matrices de hidrogel el&#xE1;sticas. Utilizando este enfoque que mide las fuerzas de tracci&#xF3;n para varios tipos de c&#xE9;lulas en varios contextos y revel&#xF3; patrones de generaci&#xF3;n de fuerza atribuibles a las regiones morfol&#xF3;gicamente distintas de las c&#xE9;lulas ya que se extienden dentro de la matriz circundante.

La medici&#xF3;n de tracciones mec&#xE1;nicas ejercidas por las c&#xE9;lulas en matrices tridimensionales

&#x5FC3;&#x808C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6784;&#x5EFA;&#x53EF;&#x7528;&#x4E8E;&#x6F84;&#x6E05;&#x5FC3;&#x808C;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x7279;&#x5F81;&#x3001; &#x53D1;&#x5C55;&#x5668;&#x5B98;&#x5728;&#x4F53;&#x5916;&#x6A21;&#x578B;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5316;&#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x6784;&#x9020;&#x4E3A;&#x66FF;&#x6362;&#x53D7;&#x635F;&#x5FC3;&#x810F;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x4F53;&#x5185;&#x3002;&#x4F46;&#x662F;&#xFF0C;&#x5173;&#x952E;&#x7684;&#x9650;&#x5236;&#x662F;&#x4E0D;&#x80FD;&#x6D4B;&#x8BD5;&#x8303;&#x56F4;&#x5E7F;&#x6CDB;&#x7684;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#x548C;&#x6A21;&#x4EFF;&#x672C;&#x673A;&#x5FC3;&#x810F;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7684;&#x73AF;&#x5883;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x53EF;&#x80FD;&#x4F1A;&#x5F71;&#x54CD;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5316;&#x7684;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7684;&#x53C2;&#x6570;&#x673A;&#x7535;&#x3001; &#x53EF;&#x6EB6;&#x6027;&#x523A;&#x6FC0;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6E90;&#xFF09;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x7528;&#x5FAE;&#x7535;&#x5B50;&#x673A;&#x68B0;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x6280;&#x672F;&#x6765;&#x751F;&#x6210;&#x4E09;&#x7EF4; micropatterned &#x77E9;&#x9635;&#x5185;&#x5D4C;&#x5165;&#x5FC3;&#x810F; microtissues &#xFF08;CMTs&#xFF09; &#x7684;&#x6570;&#x7EC4;&#x3002;&#x63D0;&#x9AD8;&#x540C;&#x65F6;&#x7EA6;&#x675F;&#x751F;&#x6210;&#x7684;&#x5B9E;&#x65F6; CMTs CMT &#x6536;&#x7F29;&#x548C;&#x62A5;&#x544A;&#x90E8;&#x961F;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5C55;&#x793A;&#x5B9A;&#x671F;&#x5236;&#x4F5C; &sim;200 CMTs &#x6BCF;&#x767E;&#x4E07;&#x4E2A;&#x5FC3;&#x810F;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x80FD;&#x529B; &#xFF08;&lt; 1 &#x65B0;&#x751F;&#x5927;&#x9F20;&#x5FC3;&#x810F;&#xFF09; &#x53EF;&#x4EE5;&#x8DDF;&#x8E2A;&#x5176;&#x81EA;&#x53D1;&#x6536;&#x7F29;&#x9891;&#x7387;&#x3001; &#x6301;&#x7EED;&#x65F6;&#x95F4;&#x548C;&#x529B;&#x91CF;&#x3002;&#x72EC;&#x7ACB;&#x53D8;&#x7684;&#x60AC;&#x81C2;&#x548C;&#x80F6;&#x539F;&#x57FA;&#x8D28;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x521A;&#x5EA6;&#x900F;&#x9732;&#x52A8;&#x529B;&#x5FC3;&#x810F;&#x6536;&#x7F29;&#x4EE5;&#x53CA; CMT &#x5185;&#x57FA;&#x5E95;&#x7684;&#x9759;&#x6001;&#x5F20;&#x529B;&#x589E;&#x52A0;&#x521A;&#x6027;&#x8FB9;&#x754C;&#x6216;&#x77E9;&#x9635;&#x3002;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5BF9;&#x9F50;&#x65B9;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x4F46;&#x662F;&#xFF0C;&#x4E4B;&#x5185;&#x964D;&#x4F4E;&#x50F5;&#x786C;&#x7684;&#x80F6;&#x539F;&#x86CB;&#x767D; &#xFF1B;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x5C3D;&#x7BA1;&#x751F;&#x4EA7;&#x66F4;&#x9AD8;&#x7684;&#x6B66;&#x529B;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x66F4;&#x9AD8;&#x7684;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x80F6;&#x539F;&#x6784;&#x9020; CMTs &#x6709;&#x4F4E;&#x65AD;&#x9762;&#x5E94;&#x529B;&#x6BD4;&#x90A3;&#x4E9B;&#x4F4E;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x80F6;&#x539F;&#x4ECE;&#x6784;&#x9020;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x7814;&#x7A76;&#x7535;&#x523A;&#x6FC0;&#x5BF9;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5BF9;&#x9F50;&#x65B9;&#x5F0F;&#x7684;&#x6548;&#x679C;&#x548C;&#x5F3A;&#x5236;&#x4EE3; CMTs &#x5185;&#x7684;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x51FA;&#x523A;&#x6FC0;&#x548C; auxotonic &#x7528;&#x7535;&#x8D1F;&#x8377;&#x7EC4;&#x5408;&#x5927;&#x529B;&#x63D0;&#x9AD8;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#x7684; CMTs&#x3002;&#x6700;&#x540E;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BC1;&#x660E;&#x6211;&#x4EEC;&#x4E3A;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x836F;&#x7269;&#x5F15;&#x8D77;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x76D1;&#x6D4B;&#x4E2D;&#x81EA;&#x53D1;&#x9891;&#x7387;&#x6216; CMTs &#x6536;&#x7F29;&#x529B;&#x4EE5;&#x53CA;&#x9499;&#x52A8;&#x6001;&#x4F7F;&#x7528;&#x8367;&#x5149;&#x67D3;&#x6599;&#x7684;&#x9AD8;&#x901F;&#x6210;&#x50CF;&#x6280;&#x672F;&#xFF0C;&#x9002;&#x5408;&#x3002;&#x5728;&#x4E00;&#x8D77;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x7A81;&#x51FA;&#x663E;&#x793A;&#x80FD;&#x591F;&#x4F7F;&#x7528;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x3001; &#x4F4E;&#x5377;&#x7B5B;&#x9009;&#x7814;&#x7A76;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5FC3;&#x808C;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6765;&#x4ECE;&#x6570;&#x91CF;&#x4E0A;&#x6210;&#x719F;&#x3001; &#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x5FC3;&#x808C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5C55;&#x793A;&#x7269;&#x7406;&#x53C2;&#x6570;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x548C;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3002;

&#x8861;&#x91CF;&#x548C;&#x64CD;&#x7EB5;&#x7684;&#x5FC3;&#x810F; Microtissues &#x5DE5;&#x7A0B;&#x529B;&#x5B66;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x5E73;&#x53F0;&#x3002;

Engineered myocardial tissues can be used to elucidate fundamental features of myocardial biology, develop organotypic in vitro model systems, and as engineered tissue constructs for replacing damaged heart tissue in vivo. However, a key limitation is an inability to test the wide range of parameters (cell source, mechanical, soluble and electrical stimuli) that might impact the engineered tissue in a high-throughput manner and in an environment that mimics native heart tissue. Here we used microelectromechanical systems technology to generate arrays of cardiac microtissues (CMTs) embedded within three-dimensional micropatterned matrices. Microcantilevers simultaneously constrain CMT contraction and report forces generated by the CMTs in real time. We demonstrate the ability to routinely produce âˆ¼200 CMTs per million cardiac cells (<1 neonatal rat heart) whose spontaneous contraction frequency, duration, and forces can be tracked. Independently varying the mechanical stiffness of the cantilevers and collagen matrix revealed that both the dynamic force of cardiac contraction as well as the basal static tension within the CMT increased with boundary or matrix rigidity. Cell alignment is, however, reduced within a stiff collagen matrix; therefore, despite producing higher force, CMTs constructed from higher density collagen have a lower cross-sectional stress than those constructed from lower density collagen. We also study the effect of electrical stimulation on cell alignment and force generation within CMTs and we show that the combination of electrical stimulation and auxotonic load strongly improves both the structure and the function of the CMTs. Finally, we demonstrate the suitability of our technique for high-throughput monitoring of drug-induced changes in spontaneous frequency or contractility in CMTs as well as high-speed imaging of calcium dynamics using fluorescent dyes. Together, these results highlight the potential for this approach to quantitatively demonstrate the impact of physical parameters on the maturation, structure, and function of cardiac tissue and open the possibility to use high-throughput, low volume screening for studies on engineered myocardium.

A Microfabricated Platform to Measure and Manipulate the Mechanics of Engineered Cardiac Microtissues.

Engineered tissus myocardiques peuvent &#xEA;tre utilis&#xE9;s pour &#xE9;lucider les caract&#xE9;ristiques fondamentales de la biologie du myocarde, de d&#xE9;velopper organotypique dans des syst&#xE8;mes mod&#xE8;les in vitro, et en tant que constructions de tissu con&#xE7;u pour remplacer les tissus cardiaques endommag&#xE9;s in vivo. Toutefois, une limitation cl&#xE9; est une impossibilit&#xE9; de v&#xE9;rifier la large gamme de param&#xE8;tres (source de cellules, m&#xE9;canique, soluble et des stimuli &#xE9;lectriques) qui pourraient influer sur la de l&#x26;#39;ing&#xE9;nierie tissulaire d&#x26;#39;une mani&#xE8;re &#xE0; haut d&#xE9;bit et dans un environnement qui imite le tissu cardiaque d&#x26;#39;origine. Ici nous avons utilis&#xE9; la technologie micro-&#xE9;lectrom&#xE9;canique des syst&#xE8;mes pour g&#xE9;n&#xE9;rer des tableaux de microtissues cardiaques (CMTS) incorpor&#xE9;s dans des matrices tridimensionnelles micro&#xE9;lectrodes. Microleviers simultan&#xE9;ment limiter la contraction CMT et les forces de rapports g&#xE9;n&#xE9;r&#xE9;s par le CMT en temps r&#xE9;el. Nous d&#xE9;montrons la capacit&#xE9; de produire en routine ~ 200 CMT par million de cellules cardiaques (&#x26;lt;1 coeur de rat nouveau-n&#xE9;), dont la contraction spontan&#xE9;e fr&#xE9;quence, la dur&#xE9;e, et les forces peuvent &#xEA;tre suivis. Faire varier ind&#xE9;pendamment la raideur m&#xE9;canique des leviers et le collag&#xE8;ne de la matrice r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; que tant la force dynamique de la contraction cardiaque ainsi que la tension de base statique dans l&#x26;#39;IMS augmente avec la limite ou de la rigidit&#xE9; de la matrice. Alignement des cellules est, cependant, r&#xE9;duite au sein d&#x26;#39;une matrice de collag&#xE8;ne rigide et, par cons&#xE9;quent, malgr&#xE9; la production de force sup&#xE9;rieure, CMT construit &#xE0; partir de collag&#xE8;ne ont une densit&#xE9; plus &#xE9;lev&#xE9;e inf&#xE9;rieure une coupe transversale de stress que ceux qui sont construits &#xE0; partir de collag&#xE8;ne plus faible densit&#xE9;. Nous &#xE9;tudions aussi l&#x26;#39;effet de la stimulation &#xE9;lectrique sur l&#x26;#39;alignement des cellules et de g&#xE9;n&#xE9;ration de force au sein de CMT et nous montrons que la combinaison de la stimulation &#xE9;lectrique et la charge auxotonique am&#xE9;liore fortement la structure et la fonction de la CMT. Enfin, nous d&#xE9;montrons la pertinence de notre technique de haut d&#xE9;bit de surveillance du m&#xE9;dicament induites par les changements de fr&#xE9;quence ou de la contractilit&#xE9; spontan&#xE9;e dans CMT ainsi que l&#x26;#39;imagerie &#xE0; haute vitesse de la dynamique de calcium en utilisant des colorants fluorescents. Ensemble, ces r&#xE9;sultats mettent en &#xE9;vidence le potentiel de cette approche quantitative de d&#xE9;montrer l&#x26;#39;impact des param&#xE8;tres physiques sur la maturation, la structure et la fonction du tissu cardiaque et d&#x26;#39;ouvrir la possibilit&#xE9; d&#x26;#39;utiliser &#xE0; haut d&#xE9;bit, le d&#xE9;pistage &#xE0; faible volume pour les &#xE9;tudes d&#x26;#39;ing&#xE9;nierie sur le myocarde.

Une plate-forme microfabriqu&#xE9; pour mesurer et de manipuler la m&#xE9;canique des Engineered Microtissues cardiaques

Manipulierte myokardialem Gewebe k&ouml;nnen verwendet werden, zu erhellen Grundmerkmale der myokardialen Biologie organotypische in Vitro Modellsysteme zu entwickeln und wie ver&auml;nderte Gewebe f&uuml;r konstruiert ersetzen Herzgewebe in-vivo besch&auml;digt. Eine wichtige Einschr&auml;nkung ist jedoch die Unf&auml;higkeit, die Vielzahl von Parametern (Zelle Quelle, mechanische, l&ouml;slich und elektrische Reize) zu testen, das das ver&auml;nderte Gewebe auswirken kann, eine Hochdurchsatz-Weise und in einer Umgebung, die native Herzgewebe nachbildet. Hier haben wir Microelectromechanical Systeme Technologie verwendet, um Arrays von kardialen Microtissues (CMTs) eingebettet in dreidimensionale Micropatterned Matrizen zu generieren. Microcantilevers einschr&auml;nken gleichzeitig CMT-Kontraktion und Bericht-Kr&auml;fte von der CMTs in Echtzeit generiert. Wir zeigen: routinem&auml;&szlig;ig &sim;200 CMTs pro million Herzzellen erzeugen (&lt; 1 neonatalen Ratte Herz) deren spontane Kontraktion H&auml;ufigkeit, Dauer und Kr&auml;fte verfolgt werden. Unabh&auml;ngig voneinander variieren die mechanische Steifigkeit der Ausleger und Kollagen-Matrix ergab, dass sowohl die dynamische Kraft der kardiale Kontraktion als auch die basale statische Spannung in die CMT mit Grenze oder Matrix Steifigkeit erh&ouml;ht. Zellenausrichtung ist, jedoch innerhalb einer steifen Kollagen-Matrix verringert; daher trotz erzeugen h&ouml;here Kraft, haben CMTs aus h&ouml;heren Dichte Kollagen gebaut eine niedrigere Querschnitt-Stress als diejenigen aus niedriger Dichte Kollagen gebaut. Wir untersuchen die Wirkung der elektrischen Stimulation auf Zellenausrichtung und Streitkr&auml;fteaufwuchs innerhalb CMTs und wir zeigen, dass die Kombination von elektrische Stimulation und Auxotonic Belastung stark die Struktur und die Funktion der CMTs verbessert. Schlie&szlig;lich zeigen wir die Eignung unserer Technik f&uuml;r Hochdurchsatz-&Uuml;berwachung der Arzneimittel-induzierter Ver&auml;nderungen im spontanen H&auml;ufigkeit oder Kontraktilit&auml;t in CMTs sowie Hochgeschwindigkeitsaufnahmen Kalzium-Dynamik, die Verwendung von fluoreszierender Farbstoffen. Diese Ergebnisse unterstreichen zusammen, das Potential f&uuml;r diesen Ansatz zu quantitativ zeigen die Auswirkungen der physikalischen Parameter auf die Reifung, Struktur und Funktion von Herzgewebe und die M&ouml;glichkeit offen, hohen Durchsatz, low-Volume-Screening f&uuml;r Studien &uuml;ber manipulierte Myokard zu benutzen.

Eine Microfabricated-Plattform zu messen und die Mechanik der manipulierte kardiale Microtissues zu manipulieren.

Tessuti ingegnerizzati del miocardio possono essere utilizzati per illustrare le caratteristiche fondamentali della biologia del miocardio, sviluppare organotypic in vitro sistemi modello, e come tessuto ingegnerizzato costruisce per sostituzione danneggiato tessuto cardiaco in vivo. Tuttavia, una limitazione chiave &egrave; l&#39;incapacit&agrave; di provare la vasta gamma di parametri (cella source, stimoli meccanici, solubile ed elettrici) che potrebbero avere un impatto il tessuto ingegnerizzato in modo ad alta velocit&agrave; e in un ambiente che imita il tessuto cardiaco nativo. Qui abbiamo utilizzato la tecnologia dei sistemi microelettromeccanici per generare matrici di microtissues cardiaca (CMT) incorporati all&#39;interno di matrici tridimensionali micropatterned. Microcantilevers vincolare contemporaneamente CMT contrazione e relazione le forze generate da CMTs in tempo reale. Noi dimostrare la capacit&agrave; di produrre regolarmente &sim;200 CMTs per milioni di cellule cardiaci (&lt; 1 cuore neonatale ratto) cui contrazione spontanea frequenza, durata e le forze possono essere rintracciate. Variando in modo indipendente la rigidit&agrave; meccanica del cantilever e matrice di collagene ha rivelato che la forza dinamica della contrazione cardiaca cos&igrave; come la tensione statica basale entro il CMT aumentato con contorno o matrice di rigidezza. Allineamento delle cellule &egrave;, comunque, ridotta all&#39;interno di una matrice di collagene rigido; Pertanto, nonostante la produzione di forza maggiore, CMTs costruito da collagene di densit&agrave; superiore hanno uno stress trasversale inferiore rispetto a quelli costruiti da collagene di densit&agrave; inferiore. Abbiamo anche studiare l&#39;effetto di stimolazione elettrica su Allineamento celle e forzare la generazione all&#39;interno di CMT e ci mostrano che la combinazione di carichi elettrici di stimolazione e auxotonic fortemente migliora sia la struttura e la funzione della CMT. Infine, noi dimostrare l&#39;idoneit&agrave; della nostra tecnica per high-throughput di monitoraggio delle modifiche farmaco-indotta in frequenza spontanea o contrattilit&agrave; in CMTs nonch&eacute; imaging ad alta velocit&agrave; della dinamica del calcio mediante coloranti fluorescenti. Insieme, questi risultati evidenziano il potenziale per questo approccio quantitativamente dimostrare l&#39;impatto dei parametri fisici sulla maturazione, struttura e funzione del tessuto cardiaco e aprire la possibilit&agrave; di utilizzare lo screening ad alta velocit&agrave;, a basso volume per gli studi sul miocardio ingegnerizzato.

Una piattaforma di Microfabricated per misurare e manipolare la meccanica dell&#39;ingegneria cardiaco Microtissues.

&#x8A2D;&#x8A08;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5FC3;&#x7B4B;&#x7D44;&#x7E54;&#x306F;&#x3001;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x3067;&#x640D;&#x50B7;&#x3057;&#x305F;&#x5FC3;&#x81D3;&#x7D44;&#x7E54;&#x3092;&#x7F6E;&#x304D;&#x63DB;&#x3048;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;in vitro&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x7CFB;&#x306E;&#x5668;&#x5B98;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x7D44;&#x7E54;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x3001;&#x5FC3;&#x7B4B;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x306E;&#x57FA;&#x672C;&#x7684;&#x306A;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x89E3;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x305F;&#x3060;&#x3057;&#x3001;&#x30AD;&#x30FC;&#x306E;&#x5236;&#x9650;&#x306F;&#x3001;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3068;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x5FC3;&#x81D3;&#x7D44;&#x7E54;&#x3092;&#x6A21;&#x5023;&#x3057;&#x305F;&#x74B0;&#x5883;&#x3067;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x7D44;&#x7E54;&#x306B;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x4E0E;&#x3048;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x306E;&#x3042;&#x308B;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x5E83;&#x3044;&#x7BC4;&#x56F2;&#xFF08;&#x30BB;&#x30EB;&#x30BD;&#x30FC;&#x30B9;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x3001;&#x6C34;&#x6EB6;&#x6027;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF09;&#x3092;&#x30C6;&#x30B9;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x306A;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x5185;&#x306B;&#x57CB;&#x3081;&#x8FBC;&#x307E;&#x308C;&#x305F;&#x5FC3;&#x81D3;&#x306E;microtissues&#xFF08;CMTS&#xFF09;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x96FB;&#x6C17;&#x6A5F;&#x68B0;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30AB;&#x30F3;&#x30C1;&#x30EC;&#x30D0;&#x30FC;&#x3092;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x3067;CMTS&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x751F;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x305F;CMT&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30EC;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x529B;&#x3092;&#x5236;&#x7D04;&#x3059;&#x308B;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x5B9A;&#x671F;&#x7684;&#x306B;&#x301C;200&#x81EA;&#x767A;&#x53CE;&#x7E2E;&#x983B;&#x5EA6;&#x5104;&#x5FC3;&#x81D3;&#x7D30;&#x80DE;&#x5F53;&#x305F;&#x308A;&#x306E;CMTS&#xFF08;&#x26;lt;1&#x65B0;&#x751F;&#x5150;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x5FC3;&#x81D3;&#xFF09;&#x3001;&#x671F;&#x9593;&#x3001;&#x5F37;&#x5236;&#x7684;&#x306B;&#x8FFD;&#x8DE1;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3092;&#x751F;&#x7523;&#x3059;&#x308B;&#x80FD;&#x529B;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3057;&#x3066;&#x30AB;&#x30F3;&#x30C1;&#x30EC;&#x30D0;&#x30FC;&#x3068;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x525B;&#x6027;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x5FC3;&#x81D3;&#x306E;&#x53CE;&#x7E2E;&#x3060;&#x3051;&#x3067;&#x306A;&#x304F;&#x3001;CMT&#x5185;&#x306E;&#x57FA;&#x5E95;&#x9759;&#x7684;&#x5F35;&#x529B;&#x306E;&#x52D5;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x304C;&#x5883;&#x754C;&#x3084;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x525B;&#x6027;&#x3092;&#x5897;&#x52A0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30BB;&#x30EB;&#x306E;&#x914D;&#x7F6E;&#x306F;&#x3001;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;&#x786C;&#x3044;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x5185;&#x306B;&#x4F4E;&#x6E1B;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x3088;&#x308A;&#x9AD8;&#x3044;&#x529B;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x3082;&#x304B;&#x304B;&#x308F;&#x3089;&#x305A;&#x3001;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x69CB;&#x6210;&#x3055;CMTS&#x306F;&#x3001;&#x4F4E;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x306E;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x69CB;&#x6210;&#x3055;&#x3088;&#x308A;&#x4F4E;&#x3044;&#x65AD;&#x9762;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30B9;&#x3092;&#x6301;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x30BB;&#x30EB;&#x306E;&#x914D;&#x7F6E;&#x304A;&#x3088;&#x3073;CMTS&#x5185;&#x529B;&#x767A;&#x751F;&#x306E;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x52B9;&#x679C;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3057;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x96FB;&#x6C17;&#x523A;&#x6FC0;&#x3068;auxotonic&#x8CA0;&#x8377;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x304C;&#x5F37;&#x304F;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;CMTS&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x3092;&#x5411;&#x4E0A;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x6700;&#x5F8C;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;CMTS&#x3067;&#x306E;&#x81EA;&#x767A;&#x7684;&#x306A;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3084;&#x53CE;&#x7E2E;&#x6027;&#x306E;&#x85AC;&#x7269;&#x8A98;&#x767A;&#x6027;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x76E3;&#x8996;&#x3068;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x86CD;&#x5149;&#x8272;&#x7D20;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x30AB;&#x30EB;&#x30B7;&#x30A6;&#x30E0;&#x52D5;&#x614B;&#x306E;&#x9AD8;&#x901F;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x624B;&#x6CD5;&#x306E;&#x9069;&#x5408;&#x6027;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4E00;&#x7DD2;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x306B;&#x5FC3;&#x81D3;&#x7D44;&#x7E54;&#x306E;&#x6210;&#x719F;&#x3001;&#x69CB;&#x9020;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6A5F;&#x80FD;&#x4E0A;&#x306E;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3068;&#x4EBA;&#x5DE5;&#x5FC3;&#x7B4B;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x3001;&#x4F4E;&#x5BB9;&#x91CF;&#x306E;&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x958B;&#x304F;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306E;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x8868;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30A8;&#x30F3;&#x30B8;&#x30CB;&#x30A2;&#x5FC3;&#x81D3;Microtissues&#x306E;&#x529B;&#x5B66;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x64CD;&#x4F5C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;

&#xC124;&#xACC4; &#xB41C; &#xC2EC;&#xADFC; &#xC870;&#xC9C1; &#xC2EC;&#xADFC; &#xC0DD;&#xBB3C;&#xD559;&#xC758; &#xAE30;&#xBCF8;&#xC801;&#xC778; &#xD2B9;&#xC9D5;&#xC744; &#xBA85;&#xB8CC; &#xD558; &#xAC8C;, &#xCCB4; &#xC678; &#xBAA8;&#xB378; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0;&#xC11C; organotypic &#xAC1C;&#xBC1C; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC73C;&#xBA70; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1;&#xB41C; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0DD;&#xC131;&#xC73C;&#xB85C; in vivo &#xC2EC;&#xC7A5; &#xC870;&#xC9C1;&#xC758; &#xC190;&#xC0C1; &#xAD50;&#xCCB4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, &#xD0A4; &#xC81C;&#xD55C; &#xB9E4;&#xAC1C; (&#xC140; &#xC18C;&#xC2A4;, &#xAE30;&#xACC4;, &#xC218;&#xC6A9; &#xC131; &#xBC0F; &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;) &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC0F; &#xB124;&#xC774;&#xD2F0;&#xBE0C; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xC870;&#xC9C1;&#xC744; &#xBAA8;&#xBC29; &#xD558;&#xB294; &#xD658;&#xACBD;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC124;&#xACC4; &#xC870;&#xC9C1; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC904; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xB113;&#xC740; &#xBC94;&#xC704;&#xB97C; &#xD14C;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xD558;&#xB294; &#xBB34; &#xB2A5;&#xB825; &#xC774;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; microelectromechanical &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xC2EC;&#xC7A5; microtissues (CMTs) micropatterned 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xB0B4;&#xC5D0; &#xD3EC;&#xD568; &#xB41C; &#xBC30;&#xC5F4; &#xC0DD;&#xC131;. Microcantilevers &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04;&#xC73C;&#xB85C; Cmts&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC0DD;&#xC131; &#xB41C; CMT &#xC218;&#xCD95; &#xBC0F; &#xBCF4;&#xACE0;&#xC11C; &#xC138;&#xB825; &#xAD6C;&#xC18D;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xC77C;&#xC0C1;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xC138;&#xD3EC; &#xB2F9; &sim;200 CMTs &#xC0DD;&#xC0B0; &#xB2A5;&#xB825; &#xC785;&#xC99D; (&lt; 1 &#xC2E0;&#xC0DD;&#xC544; &#xC950; &#xC2EC;&#xC7A5;) &#xADF8; &#xC790;&#xBC1C;&#xC801; &#xC218;&#xCD95; &#xBE48;&#xB3C4;, &#xAE30;&#xAC04;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC138;&#xB825;&#xC744; &#xCD94;&#xC801;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xCE94;&#xD2F8;&#xB808;&#xBC84;&#xC640; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xAC15;&#xC131;&#xC744; &#xB3C5;&#xB9BD;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xACF5;&#xAC1C;&#xB85C; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xC218;&#xCD95; &#xB3D9;&#xC801; &#xD3EC;&#xC2A4;&#xC640;&#xB294; CMT &#xB0B4; &#xAE30;&#xC800; &#xC815;&#xC801; &#xAE34;&#xC7A5; &#xACBD;&#xACC4; &#xB610;&#xB294; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xAC15;&#xC131;&#xC744; &#xC99D;&#xAC00; &#xD588;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xC140; &#xB9DE;&#xCDA4;&#xC740;,, &#xBEE3; &#xBEE3; &#xD55C; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;; &#xB0B4; &#xAC10;&#xC18C; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, &#xB354; &#xB192;&#xC740; &#xD798;&#xC744; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xD558;&#xB294;&#xB3C4; &#xBD88;&#xAD6C; &#xD558;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB354; &#xB192;&#xC740; &#xBC00;&#xB3C4; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xC0DD;&#xC131; CMTs &#xB0AE;&#xC740; &#xBC00;&#xB3C4; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAC74;&#xC124; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB0AE;&#xC740; &#xD6A1;&#xB2E8;&#xBA74; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4;&#xAC00; &#xC788;&#xB2E4;. &#xB610;&#xD55C; &#xC140; &#xB9DE;&#xCDA4;&#xC5D0; &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xD558; &#xACE0; &#xAC15;&#xC81C;&#xB85C; CMTs &#xB0B4; &#xC138;&#xB300;&#xC640; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xC804;&#xAE30; &#xC790;&#xADF9; &#xBC0F; auxotonic &#xBD80;&#xD558;&#xC758; &#xC870;&#xD569;&#xC744; &#xAC15;&#xB825; &#xD558; &#xAC8C; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640;&#xB294; Cmts&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5; &#xD5A5;&#xC0C1;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB9C8;&#xC9C0;&#xB9C9;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC790;&#xBC1C;&#xC801;&#xC778; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xB610;&#xB294; Cmts&#xC5D0; &#xC218;&#xCD95; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xCE7C;&#xC298; &#xC5ED;&#xD559; &#xD615;&#xAD11; &#xC5FC;&#xB8CC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xACE0;&#xC18D; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5;&#xC5D0; &#xC57D;&#xBB3C; &#xC720;&#xBC1C; &#xBCC0;&#xD654;&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1;&#xC744; &#xC704;&#xD55C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xAE30;&#xC220; &#xC801;&#xD569;&#xC131; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD568;&#xAED8;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xC591;&#xC801; &#xC131;&#xC219;, &#xAD6C;&#xC870; &#xBC0F; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xC870;&#xC9C1;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC5D0; &#xC2E4;&#xC81C; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;&#xB4E4;&#xC758; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC124;&#xBA85; &#xD558; &#xACE0; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xC5F4;&#xC5B4;&#xC774; &#xC811;&#xADFC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC744; &#xAF80;&#xD55C; &#xC2EC;&#xADFC;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB97C; &#xC704;&#xD55C; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9;&#xACFC; &#xB0AE;&#xC740; &#xBCFC;&#xB968; &#xC2EC;&#xC0AC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xAC15;&#xC870; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xCE21;&#xC815; &#xD558; &#xC5EC; &#xC124;&#xACC4; &#xB41C; &#xC2EC;&#xC7A5; Microtissues &#xC5ED;&#xD559; &#xC870;&#xC791;&#xD560; &#xFE59; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;.

Engineered tejidos mioc&#xE1;rdicos puede ser utilizada para aclarar las caracter&#xED;sticas fundamentales de la biolog&#xED;a de miocardio, desarrollar organot&#xED;pico en sistemas modelo in vitro, y como ingenier&#xED;a construcciones de tejidos para la sustituci&#xF3;n de tejido card&#xED;aco da&#xF1;ado in vivo. Sin embargo, una limitaci&#xF3;n clave es la incapacidad para probar la amplia gama de par&#xE1;metros (fuente de c&#xE9;lulas, mec&#xE1;nico, soluble y est&#xED;mulos el&#xE9;ctricos) que podr&#xED;a afectar a la ingenier&#xED;a tisular en un modo de alto rendimiento y en un ambiente que imita el tejido del coraz&#xF3;n nativo. Aqu&#xED; hemos utilizado la tecnolog&#xED;a de sistemas microelectromec&#xE1;nicos para generar matrices de microtejidos card&#xED;acos (CMTS) incrustados en matrices tridimensionales micropatterned. Microcantilevers al mismo tiempo limitar la contracci&#xF3;n CMT y las fuerzas de informes generados por la CMT en tiempo real. Se demuestra la capacidad de producir habitualmente ~ 200 CMT por mill&#xF3;n de c&#xE9;lulas card&#xED;acas (&#x26;lt;1 coraz&#xF3;n de rata neonatal), cuya contracci&#xF3;n espont&#xE1;nea frecuencia, duraci&#xF3;n, y las fuerzas puede ser rastreado. Independientemente variando la rigidez mec&#xE1;nica de los voladizos y la matriz de col&#xE1;geno revel&#xF3; que tanto la fuerza din&#xE1;mica de la contracci&#xF3;n card&#xED;aca, as&#xED; como la tensi&#xF3;n basal est&#xE1;tica dentro de la CMT aument&#xF3; con l&#xED;mite o rigidez de la matriz. La alineaci&#xF3;n de la c&#xE9;lula es, sin embargo, reduce en una matriz de col&#xE1;geno r&#xED;gido, por lo tanto, a pesar de producir una mayor fuerza, CMT construido a partir de col&#xE1;geno de mayor densidad tienen una menor secci&#xF3;n transversal estr&#xE9;s que los construidos a partir de col&#xE1;geno de menor densidad. Tambi&#xE9;n se estudia el efecto de la estimulaci&#xF3;n el&#xE9;ctrica en la alineaci&#xF3;n de la c&#xE9;lula y la generaci&#xF3;n de la fuerza dentro de CMT y nos muestran que la combinaci&#xF3;n de la estimulaci&#xF3;n el&#xE9;ctrica y la carga auxotonic mejora fuertemente la estructura y la funci&#xF3;n de la CMT. Por &#xFA;ltimo, demostrar la idoneidad de nuestra t&#xE9;cnica de alto rendimiento para el seguimiento de la droga-inducida por cambios en la frecuencia o la contractilidad espont&#xE1;nea en CMT, as&#xED; como im&#xE1;genes de alta velocidad de la din&#xE1;mica del calcio con los tintes fluorescentes. En conjunto, estos resultados ponen de manifiesto el potencial de este enfoque para demostrar cuantitativamente el impacto de los par&#xE1;metros f&#xED;sicos en la maduraci&#xF3;n, la estructura y funci&#xF3;n del tejido cardiaco y abrir la posibilidad de utilizar de alto rendimiento, detecci&#xF3;n de bajo volumen para los estudios de ingenier&#xED;a de miocardio.

Wesley R. Legant

Department of Bioengineering

University of Pennsylvania

Microfabricated Post-Array-Detectors (mPADs): an Approach to Isolate Mechanical Forces

Wesley R. Legant

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Bioengineering

University of Pennsylvania

Microfabricated Post-Array-Detectors (mPADs): an Approach to Isolate Mechanical Forces

Department of Bioengineering