Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or ...

University of Toronto

Poly(dimethylsiloxane) (&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;)-&#x57FA;&#x4E8E;&#x7684;&#x4FE1;&#x53F7;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x542F;&#x7528;&#x4E86;&#x5FEB;&#x901F;&#x3001; &#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x5BF9;&#x7CBE;&#x786E;&#x63A7;&#x5236;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x523A;&#x6FC0;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x5316;&#x5B66;&#x3001; &#x77E9;&#x9635;&#x548C;&#x673A;&#x68B0;&#x56E0;&#x7D20;&#x8BC4;&#x4F30;&#x3002;&#x7136;&#x800C;&#xFF0C;&#x5229;&#x7528;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x6587;&#x5316;&#x57FA;&#x4F53;&#x6392;&#x9664;&#x957F;&#x671F;&#x57F9;&#x517B;&#x548C;&#x53EF;&#x80FD;&#x4F1A;&#x5927;&#x5927;&#x5F71;&#x54CD;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x3002;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x4E00;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5C06;&#x7CBE;&#x5FC3;&#x7814;&#x7A76;&#x548C;&#x4E34;&#x5E8A;&#x76F8;&#x5173;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x805A;&#x6C28;&#x916F; (PU) &#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x591A;&#x5C42;&#x5FAE;&#x7EC6;&#x52A0;&#x5DE5;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x7EB3;&#x5165;&#x4F7F;&#x957F;&#x671F;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x7684;&#x4FE1;&#x53F7;&#x66FF;&#x4EE3;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x7684;&#x63A2;&#x7D22;&#x3002;&#x4E3A;&#x4E86;&#x6F14;&#x793A;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x57F9;&#x517B;&#x7684;&#x6DF7;&#x5408;&#x4FE1;&#x53F7;&#x7684;&#x5B9E;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6BD4;&#x8F83;&#x521D;&#x59CB;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7C98;&#x9644;&#x3001; &#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5728;&#x8513;&#x5EF6;&#xFF0C;&#x548C;&#x7EF4;&#x62A4;&#x7684;&#x86CB;&#x767D;&#x578B;&#x805A;&#x6C28;&#x916F;&#x548C;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x57FA;&#x5E95;&#x4E0A;&#x3002;&#x80F6;&#x539F;&#x6D82;&#x5C42;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x548C;&#x535C;&#x57FA;&#x5E95; &#xFF08;&#x6709;&#x6216;&#x6CA1;&#x6709;&#x80F6;&#x539F;&#x6D82;&#x5C42;)&#xFF0C;&#x4F46;&#x5927;&#x5927;&#x4F4E;&#x4E8E;&#x672C;&#x673A; PDMS &#x57FA;&#x7247;&#x4E0A;&#x4E4B;&#x95F4;&#x53EF;&#x6BD4;&#x521D;&#x59CB;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7C98;&#x9644;&#x548C;&#x4F20;&#x64AD;&#x5728;&#x4E09;&#x5929;&#x540E;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x4F46;&#x662F;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x4E8E;&#x8F83;&#x957F;&#x7684;&#x57F9;&#x517B;&#x65F6;&#x95F4; (&gt; &#x6216; = 6 &#x5929;&#xFF09;&#x3001; &#x7EC6;&#x80DE;&#x4F20;&#x64AD;&#x548C;&#x86CB;&#x767D;&#x9ECF;&#x9644;&#x805A;&#x6C28;&#x916F;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x7684;&#x662F;&#x5927;&#x5927;&#x4F18;&#x4E8E;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x886C;&#x5E95;&#xFF0C;&#x548C;&#x5BF9;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x57F9;&#x517B;&#x5BF9;&#x5F85;&#x805A;&#x82EF;&#x4E59;&#x70EF;&#x5AB2;&#x7F8E;&#x3002;&#x56E0;&#x6B64;&#xFF0C;&#x6CDB;&#x578B;&#x805A;&#x6C28;&#x916F;&#x57FA;&#x4F53;&#x4E2D;&#x4FE1;&#x53F7;&#x7684;&#x4F7F;&#x7528;&#xFF0C;&#x53EF;&#x4EE5;&#x957F;&#x671F;&#x57F9;&#x517B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6BD4;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7;&#x57FA;&#x8D28;&#x3002;&#x66F4;&#x4E00;&#x822C;&#x5730;&#x8BF4;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x6280;&#x672F;&#x53EF;&#x4EE5;&#x63D0;&#x9AD8;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x548C;&#x9002;&#x7528;&#x6027;&#x7684;&#x57FA;&#x4E8E; microdevice &#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x901A;&#x8FC7;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x5907;&#x7528;&#x3001; &#x6709;&#x5173;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x7684;&#x4F7F;&#x7528;&#xFF0C;&#x540C;&#x65F6;&#x4FDD;&#x8BC1;&#x4F7F;&#x7528;&#x805A;&#x4E8C;&#x7532;&#x57FA;&#x7845;&#x6C27;&#x70F7; microdevice &#x5236;&#x9020;&#x7684;&#x4F18;&#x70B9;&#x3002;

&#x805A;&#x6C28;&#x916F;&#x80B2;&#x82D7;&#x57FA;&#x8D28;&#x878D;&#x5165; poly(dimethylsiloxane) &#x4FE1;&#x53F7;&#x3002;

Poly(dimethylsiloxane) (PDMS)-based microdevices have enabled rapid, high-throughput assessment of cellular response to precisely controlled microenvironmental stimuli, including chemical, matrix and mechanical factors. However, the use of PDMS as a culture substrate precludes long-term culture and may significantly impact cell response. Here we describe a method to integrate polyurethane (PU), a well-studied and clinically relevant biomaterial, into the PDMS multilayer microfabrication process, enabling the exploration of long-term cellular response on alternative substrates in microdevices. To demonstrate the utility of these hybrid microdevices for cell culture, we compared initial cell adhesion, cell spreading, and maintenance of protein patterns on PU and PDMS substrates. Initial cell adhesion and cell spreading after three days were comparable between collagen-coated PDMS and PU substrates (with or without collagen coating), but significantly lower on native PDMS substrates. However, for longer culture durations (> or = 6 days), cell spreading and protein adhesion on PU substrates was significantly better than that on PDMS substrates, and comparable to that on tissue culture-treated polystyrene. Thus, the use of a generic polyurethane substrate in microdevices enables longer-term cell culture than is possible with PDMS substrates. More generally, this technique can improve the impact and applicability of microdevice-based research by facilitating the use of alternate, relevant biomaterials while maintaining the advantages of using PDMS for microdevice fabrication.

Integrating polyurethane culture substrates into poly(dimethylsiloxane) microdevices.

Poly (dim&#xE9;thylsiloxane) (PDMS) &#xE0; base de microsyst&#xE8;mes ont permis rapide, &#xE0; haut d&#xE9;bit &#xE9;valuation de la r&#xE9;ponse cellulaire &#xE0; des stimuli du microenvironnement pr&#xE9;cis&#xE9;ment contr&#xF4;l&#xE9;es, y compris les produits chimiques, la matrice et des facteurs m&#xE9;caniques. Cependant, l&#x26;#39;utilisation de PDMS comme un substrat de culture s&#x26;#39;oppose &#xE0; long terme de la culture et pourrait nuire consid&#xE9;rablement &#xE0; la r&#xE9;ponse cellulaire. Nous d&#xE9;crivons ici une m&#xE9;thode pour int&#xE9;grer polyur&#xE9;thane (PU), un bien &#xE9;tudi&#xE9; et cliniquement pertinente biomat&#xE9;riau, dans le processus de microfabrication PDMS multicouche, permettant l&#x26;#39;exploration &#xE0; long terme la r&#xE9;ponse cellulaire sur des substrats de substitution dans microdispositifs. Pour d&#xE9;montrer l&#x26;#39;utilit&#xE9; de ces microdispositifs hybrides pour la culture cellulaire, nous avons compar&#xE9; l&#x26;#39;adh&#xE9;rence cellulaire initiale, &#xE9;talement cellulaire, et la maintenance des motifs prot&#xE9;iques sur PU et PDMS substrats. Adh&#xE9;sion cellulaire initiale et &#xE9;talement cellulaire apr&#xE8;s trois jours &#xE9;taient comparables entre le collag&#xE8;ne enduit PU PDMS et substrats (avec ou sans rev&#xEA;tement de collag&#xE8;ne), mais significativement plus faible sur les substrats natif PDMS. Toutefois, pour des dur&#xE9;es plus longues de la culture (&#x26;gt; ou = 6 jours), la cellule d&#x26;#39;&#xE9;talement et l&#x26;#39;adh&#xE9;rence des prot&#xE9;ines sur des substrats PU &#xE9;tait significativement meilleure que celle de PDMS substrats, et comparable &#xE0; celle sur la culture de tissus trait&#xE9;s polystyr&#xE8;ne. Ainsi, l&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;un substrat en polyur&#xE9;thane g&#xE9;n&#xE9;rique microdispositifs permet la culture de cellules &#xE0; plus long terme que ce qui est possible avec PDMS substrats. Plus g&#xE9;n&#xE9;ralement, cette technique peut am&#xE9;liorer l&#x26;#39;impact et l&#x26;#39;applicabilit&#xE9; de la recherche ax&#xE9;e sur microdispositif en facilitant l&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;autres, les biomat&#xE9;riaux pertinentes tout en conservant les avantages de l&#x26;#39;utilisation pour la fabrication de PDMS microdispositif.

Int&#xE9;grer substrats de culture en polyur&#xE9;thane en poly (dim&#xE9;thylsiloxane) Microdevices

Poly (PDMS)-basierte Mikrovorrichtungen rapid, Hochdurchsatz-Beurteilung der zellul&auml;ren Antwort auf genau kontrollierten microenvironmental Reize, einschlie&szlig;lich Chemie-, Matrix und mechanische Faktoren aktiviert haben. Jedoch die Verwendung von PDMS als Substrat Kultur schlie&szlig;t Langzeitkultur und kann die Reaktion der Zelle erheblich beeintr&auml;chtigen. Hier beschreiben wir eine Methode zur Integration von Polyurethan (PU), ein gut erforscht und klinisch relevante Biomaterial, in der PDMS mehrlagige Microfabrication Prozess, erm&ouml;glicht die Erforschung des langfristigen zellul&auml;re Reaktion auf alternativen Substraten in Mikrovorrichtungen. Um das Dienstprogramm von diesen Hybrid-Mikrovorrichtungen f&uuml;r Zellkultur zu demonstrieren, verglichen wir anf&auml;ngliche Zelladh&auml;sion, Zelle verbreiten und Wartung der Protein-Muster auf PU und PDMS-Substraten. Anf&auml;ngliche Zelladh&auml;sion und Zelle verbreiten nach drei Tagen waren vergleichbar zwischen Kollagen-beschichteten PDMS und PU Substraten (mit oder ohne Kollagen-Beschichtung), aber deutlich niedriger auf native PDMS-Substraten. Jedoch f&uuml;r l&auml;ngere Laufzeiten der Kultur (&gt; oder = 6 Tage), Handy-Verbreitung und Protein-Haftung auf PU-Substraten war deutlich besser als die auf PDMS Substraten und auf Gewebekultur-behandelten Polystyrol vergleichbar. So erm&ouml;glicht die Verwendung eines generischen Polyurethan Substrats in Mikrovorrichtungen l&auml;ngerfristigen Zellkultur als mit PDMS Substraten m&ouml;glich ist. Generell kann diese Technik die Auswirkungen und die Anwendbarkeit der Microdevice Forschung verbessern, indem die Erleichterung des Einsatzes alternativer, relevante Biomaterialien und gleichzeitig die Vorteile der Verwendung von PDMS f&uuml;r Microdevice Fertigung.

Polyurethan Kultur Substrate in Poly Mikrovorrichtungen zu integrieren.

Poly(dimethylsiloxane) (PDMS)-base microdevices hanno permesso la valutazione rapida, ad alta velocit&agrave; di risposta cellulare a precisamente controllati stimoli microenvironmental, chimico, matrix e fattori meccanici. Tuttavia, l&#39;uso di PDMS come un substrato di coltura osta cultura a lungo termine e pu&ograve; incidere significativamente risposta cellulare. Qui descriviamo un metodo per integrare in poliuretano (PU), un biomateriale ben studiato e clinicamente rilevanti, nel processo di microfabbricazione multistrato PDMS, consentendo l&#39;esplorazione di risposta cellulare a lungo termine su substrati alternativi in microdevices. Per dimostrare l&#39;utilit&agrave; di questi microdevices ibrido per la coltura cellulare, abbiamo confrontato adesione cellula iniziale, diffusione delle cellule e la manutenzione dei modelli di proteine su substrati PU e PDMS. Adesione iniziale delle cellule e delle cellule diffondendo dopo tre giorni erano paragonabili tra collagene rivestito PDMS e PU substrati (con o senza rivestimento di collagene), ma significativamente inferiore su substrati PDMS nativi. Tuttavia, per protrarre la durata cultura (&amp;gt; o = 6 giorni), diffusione di cella e adesione di proteine su substrati PU era significativamente migliore rispetto a quella su substrati PDMS e paragonabile a quello su polistirolo coltura dei tessuti trattati. Pertanto, l&#39;uso di un generico substrato in poliuretano in microdevices consente a pi&ugrave; lungo termine coltura cellulare che &egrave; possibile con substrati PDMS. Pi&ugrave; in generale, questa tecnica pu&ograve; migliorare l&#39;impatto e l&#39;applicabilit&agrave; di una ricerca basata su microdevice agevolando l&#39;uso di biomateriali alternativi, pertinenti pur mantenendo i vantaggi di usare PDMS per microdevice fabbricazione.

Integrazione di substrati di coltura in poliuretano in poly(dimethylsiloxane) microdevices.

&#x30DD;&#x30EA;&#xFF08;&#x30B8;&#x30E1;&#x30C1;&#x30EB;&#x30B7;&#x30ED;&#x30AD;&#x30B5;&#x30F3;&#xFF09;&#xFF08;PDMS&#xFF09;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306F;&#x3001;&#x5316;&#x5B66;&#x7269;&#x8CEA;&#x3001;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x8981;&#x56E0;&#x3092;&#x542B;&#x3081;&#x3066;&#x6B63;&#x78BA;&#x306B;&#x5236;&#x5FA1;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x306E;&#x523A;&#x6FC0;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x8FC5;&#x901F;&#x3001;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3092;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x3001;&#x57F9;&#x990A;&#x57FA;&#x677F;&#x3068;&#x3057;&#x3066;PDMS&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x306F;&#x3001;&#x9577;&#x671F;&#x57F9;&#x990A;&#x3092;&#x6392;&#x9664;&#x3057;&#x3001;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306B;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x4E0E;&#x3048;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306E;&#x4EE3;&#x66FF;&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x3067;&#x306E;&#x9577;&#x671F;&#x7684;&#x306A;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x63A2;&#x67FB;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3057;&#x3001;PDMS&#x591A;&#x5C64;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x306B;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A6;&#x30EC;&#x30BF;&#x30F3;&#xFF08;PU&#xFF09;&#x3001;&#x3088;&#x304F;&#x52C9;&#x5F37;&#x3057;&#x3001;&#x81E8;&#x5E8A;&#x7684;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x3092;&#x7D71;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D30;&#x80DE;&#x57F9;&#x990A;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30CF;&#x30A4;&#x30D6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30C9;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306E;&#x6709;&#x7528;&#x6027;&#x3092;&#x5B9F;&#x8A3C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x63A5;&#x7740;&#x3001;&#x62E1;&#x6563;&#x30BB;&#x30EB;&#x3001;PU&#x3068;PDMS&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x306E;&#x4FDD;&#x5B88;&#x3092;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x4E09;&#x65E5;&#x9593;&#x306F;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x3067;&#x30B3;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x3055;&#x308C;&#x305F;PDMS&#x3068;PU&#x57FA;&#x677F;&#xFF08;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x30B3;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x6709;&#x7121;&#x306B;&#x304B;&#x304B;&#x308F;&#x3089;&#x305A;&#xFF09;&#x304C;&#x3001;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;PDMS&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x6709;&#x610F;&#x306B;&#x4F4E;&#x304F;&#x9593;&#x3067;&#x540C;&#x7B49;&#x3067;&#x3042;&#x3063;&#x305F;&#x5F8C;&#x3001;&#x62E1;&#x6563;&#x521D;&#x671F;&#x7D30;&#x80DE;&#x63A5;&#x7740;&#x3084;&#x7D30;&#x80DE;&#x3002;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;&#x9577;&#x3044;&#x6587;&#x5316;&#x306E;&#x6301;&#x7D9A;&#x6642;&#x9593;&#xFF08;&#x26;gt;&#x307E;&#x305F;&#x306F;= 6&#x65E5;&#x9593;&#xFF09;&#x3001;PU&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x62E1;&#x6563;&#x3068;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x4ED8;&#x7740;&#x304C;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;PDMS&#x57FA;&#x677F;&#x4E0A;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x512A;&#x308C;&#x3066;&#x304A;&#x308A;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x4E0A;&#x3067;&#x7D44;&#x7E54;&#x57F9;&#x990A;&#x51E6;&#x7406;&#x30DD;&#x30EA;&#x30B9;&#x30C1;&#x30EC;&#x30F3;&#x3068;&#x540C;&#x7B49;&#x3067;&#x3042;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306E;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306A;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A6;&#x30EC;&#x30BF;&#x30F3;&#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x306F;&#x3001;PDMS&#x57FA;&#x677F;&#x3068;&#x53EF;&#x80FD;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3088;&#x308A;&#x9577;&#x671F;&#x7684;&#x306A;&#x7D30;&#x80DE;&#x57F9;&#x990A;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3088;&#x308A;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x624B;&#x6CD5;&#x306F;&#x3001;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306E;&#x88FD;&#x9020;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;PDMS&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306E;&#x5229;&#x70B9;&#x3092;&#x7DAD;&#x6301;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x3001;&#x4EE3;&#x66FF;&#x3001;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3068;&#x9069;&#x7528;&#x6027;&#x3092;&#x5411;&#x4E0A;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30DD;&#x30EA;&#xFF08;&#x30B8;&#x30E1;&#x30C1;&#x30EB;&#x30B7;&#x30ED;&#x30AD;&#x30B5;&#x30F3;&#xFF09;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306B;&#x30DD;&#x30EA;&#x30A6;&#x30EC;&#x30BF;&#x30F3;&#x6587;&#x5316;&#x57FA;&#x677F;&#x3092;&#x7D71;&#x5408;

Poly(dimethylsiloxane) (PDMS)-&#xC815;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xC81C;&#xC5B4; microenvironmental &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0;, &#xD654;&#xD559;, &#xAE30;&#xACC4; &#xC694;&#xC18C;, &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xB4F1; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC18;&#xC751;&#xC758; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xACE0; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xD3C9;&#xAC00; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xBC18;&#xC73C;&#xB85C; microdevices. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098; &#xBB38;&#xD654; &#xAE30;&#xD310;&#xC73C;&#xB85C; PDMS &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC7A5;&#xAE30; &#xBB38;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xAC78;&#xB85C; &#xD558; &#xACE0; &#xC140; &#xC751;&#xB2F5;&#xC5D0; &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC904; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xC0AC;&#xC6A9; microdevices &#xB300;&#xCCB4; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xC7A5;&#xAE30; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC18;&#xC751;&#xC758; &#xD0D0;&#xC0AC; &#xD3F4;&#xB9AC;&#xC6B0;&#xB808;&#xD0C4; (PU), &#xACF5;&#xBD80; &#xD558; &#xACE0; &#xC784;&#xC0C1; &#xAD00;&#xB828; biomaterial PDMS &#xB2E4;&#xCE35; &#xC81C;&#xC791; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xD1B5;&#xD569; &#xD558;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC138;&#xD3EC; &#xBC30;&#xC591;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD558;&#xC774;&#xBE0C;&#xB9AC;&#xB4DC; microdevices &#xC720;&#xD2F8;&#xB9AC;&#xD2F0;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xCD08;&#xAE30; &#xC138;&#xD3EC; &#xC811;&#xCC29;, &#xC140;, &#xD655;&#xC0B0; &#xBC0F; &#xC720;&#xC9C0; &#xBCF4;&#xC218; PU &#xBC0F; PDMS &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD328;&#xD134;&#xC758; &#xBE44;&#xAD50;. &#xCD08;&#xAE30; &#xC138;&#xD3EC; &#xC811;&#xCC29; &#xBC0F; 3 &#xC77C; &#xD6C4; &#xD655;&#xC0B0; &#xC140; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xCF54;&#xD305; PDMS&#xC640; &#xC6B0; &#xB808; &#xD0C4; &#xAE30;&#xD310; (&#xB610;&#xB294; &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xCF54;&#xD305; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xACE0;), &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB124;&#xC774;&#xD2F0;&#xBE0C; PDMS &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xD604;&#xC800; &#xD558; &#xAC8C; &#xB0AE;&#xC740; &#xC0AC;&#xC774; &#xBE44;&#xAD50; &#xD588;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, &#xB354; &#xC774;&#xC0C1; &#xBB38;&#xD654; &#xAE30;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; (&amp;gt; &#xB610;&#xB294; = 6 &#xC77C;), &#xC138;&#xD3EC; &#xD655;&#xC0B0;&#xACFC; &#xC6B0; &#xB808; &#xD0C4; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xC811;&#xCC29; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC740; PDMS &#xAE30;&#xD310;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC870;&#xC9C1; &#xBB38;&#xD654; &#xCDE8;&#xAE09; &#xD3F4;&#xB9AC;&#xC2A4; &#xD2F0; &#xB80C;&#xC5D0; &#xBE44;&#xAD50; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xD6E8;&#xC52C; &#xB354; &#xB098;&#xC740;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, microdevices&#xC5D0;&#xC11C; &#xC77C;&#xBC18; &#xD3F4;&#xB9AC;&#xC6B0;&#xB808;&#xD0C4; &#xAE30;&#xD310; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xC7A5;&#xAE30; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC30;&#xC591;&#xC744; PDMS &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xAC83; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;,&#xC774; &#xAE30;&#xC220;&#xC740; PDMS&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; microdevice &#xC81C;&#xC870;&#xC758; &#xC7A5;&#xC810;&#xC744; &#xC720;&#xC9C0; &#xD558;&#xBA74;&#xC11C; &#xB300;&#xCCB4;, &#xAD00;&#xB828; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC7AC;&#xB8CC;&#xC758; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xC744; &#xCD09;&#xC9C4; &#xD558; &#xC5EC; &#xC601;&#xD5A5; &#xBC0F; microdevice &#xAE30;&#xBC18; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC758; &#xC801;&#xC6A9; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xAC1C;&#xC120;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xD3F4;&#xB9AC;&#xC6B0;&#xB808;&#xD0C4; &#xBB38;&#xD654; &#xAE30;&#xD310; poly(dimethylsiloxane) microdevices &#xD1B5;&#xD569;.

Poli (dimetilsiloxano) (PDMS)-basados &#x200B;&#x200B;en microdispositivos han permitido r&#xE1;pido, de alto rendimiento evaluaci&#xF3;n de la respuesta celular a est&#xED;mulos microambientales controladas con precisi&#xF3;n, incluyendo qu&#xED;mica, la matriz y factores mec&#xE1;nicos. Sin embargo, el uso de PDMS como un sustrato de cultivo se opone a largo plazo y la cultura pueden afectar significativamente la respuesta celular. Aqu&#xED; se describe un m&#xE9;todo para integrar poliuretano (PU), una bien estudiada y cl&#xED;nicamente relevante biomaterial, en el proceso de microfabricaci&#xF3;n PDMS multicapa, que permite la exploraci&#xF3;n a largo plazo de la respuesta celular de sustratos alternativos en microdispositivos. Para demostrar la utilidad de estos microdispositivos h&#xED;bridos para cultivo celular, se compar&#xF3; la adhesi&#xF3;n celular inicial, la propagaci&#xF3;n de c&#xE9;lulas, y el mantenimiento de los patrones de prote&#xED;nas en PU y sustratos PDMS. La adhesi&#xF3;n celular inicial y la propagaci&#xF3;n de c&#xE9;lulas despu&#xE9;s de tres d&#xED;as fueron comparables entre el col&#xE1;geno recubierto con PDMS y PU sustratos (con o sin recubrimiento col&#xE1;geno), pero significativamente m&#xE1;s baja en nativo sustratos PDMS. Sin embargo, para las duraciones de cultivo m&#xE1;s largas (&#x26;gt; o = 6 d&#xED;as), la propagaci&#xF3;n de c&#xE9;lulas y prote&#xED;nas de adhesi&#xF3;n sobre sustratos de PU era significativamente mejor que el PDMS sustratos, y comparable a la de cultivo de tejido tratado con poliestireno. As&#xED;, el uso de un sustrato de poliuretano gen&#xE9;rico en microdispositivos permite a m&#xE1;s largo plazo cultivo celular que es posible con PDMS sustratos. De manera m&#xE1;s general, esta t&#xE9;cnica puede mejorar el impacto y la aplicabilidad de la investigaci&#xF3;n basada en microdispositivo facilitando el uso de biomateriales suplentes, relevantes y mantener las ventajas de utilizar para la fabricaci&#xF3;n de microdispositivo PDMS.

La integraci&#xF3;n de sustratos de poliuretano Cultura en poli (dimetilsiloxano) Microdevices

&#x9AD8;&#x901A;&#x91CF;&#x7B5B;&#x9009;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x5F80;&#x5F80;&#x65E0;&#x6CD5;&#x8003;&#x8651;&#x51E0;&#x4E2A;&#x56E0;&#x7D20;&#x5B58;&#x5728;&#x4E8E;&#x4F53;&#x5185;&#x7684;&#x73AF;&#x5883;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#x8BB8;&#x591A;&#x5DF2;&#x663E;&#x793A;&#xFF0C;&#x8C03;&#x8282;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x5230;&#x5C4F;&#x853D;&#x53C2;&#x6570;&#x3002;&#x5728;&#x4E09;&#x7EF4;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x548C;&#x6D3B;&#x52A8;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x523A;&#x6FC0;&#x6587;&#x5316;&#x6709;&#x4E24;&#x4E2A;&#x8FD9;&#x79CD;&#x56E0;&#x7D20;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x9879;&#x5DE5;&#x4F5C;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5C06;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x53C2;&#x6570;&#x7EB3;&#x5165;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x591A;&#x529F;&#x80FD;&#x8BBE;&#x5907;&#xFF0C;&#x5B83;&#x80FD;&#x540C;&#x65F6;&#x5BF9;&#x5C01;&#x88C5; micropatterned &#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x7684;&#x6570;&#x7EC4;&#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5E94;&#x7528;&#x4E00;&#x7CFB;&#x5217;&#x5FAA;&#x73AF;&#x3001; &#x538B;&#x7F29;&#x673A;&#x68B0;&#x90E8;&#x961F;&#x3002;&#x5E7F;&#x6CDB;&#x9002;&#x7528;&#x4E8E;&#x4E09;&#x7EF4;&#x57F9;&#x517B;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x591A;&#x5C42;&#x805A;&#x5408;&#x7269;&#x4FE1;&#x53F7;&#x4E00;&#x4F53;&#x5316;&#xFF0C;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x5F00;&#x53D1;&#x7684;&#x5236;&#x9020;&#x6280;&#x672F;&#x3002;6%&#x81F3; 26%&#x4E0D;&#x7B49;&#x7684;&#x538B;&#x7F29;&#x682A;&#x540C;&#x65F6;&#x5B9E;&#x73B0;&#x4E86;&#x8DE8;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x9635;&#x5217;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E00;&#x6280;&#x672F;&#x9996;&#x6B21;&#x5C55;&#x793A;&#xFF0C;&#x4F5C;&#x4E3A; C3H10T1/2 &#x5C0F;&#x9F20;&#x95F4;&#x5145;&#x8D28;&#x5E72;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5728; poly(ethylene glycol) &#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x5185;&#x5C01;&#x88C5;&#x5728;&#x8BC4;&#x4F30;&#x6838;&#x548C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53D8;&#x5F62;&#x5E94;&#x7528;&#x538B;&#x7F29;&#x54CD;&#x5E94;&#x3002;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x3001; &#x7EC6;&#x80DE;&#x3001; &#x548C;&#x6838;&#x53D8;&#x5F62;&#x4E86;&#x975E;&#x7EBF;&#x6027;&#x76F8;&#x5173;&#x3002;&#x53C2;&#x6570;&#x5316;&#x6709;&#x9650;&#x5143;&#x6A21;&#x62DF;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x8FD9;&#x79CD;&#x73B0;&#x8C61;&#x662F;&#x7531;&#x4E8E;&#x6C34;&#x51DD;&#x80F6;&#x57FA;&#x8D28;&#x548C;&#x5C01;&#x88C5;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x548C;&#x6838;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5411;&#x5E94;&#x53D8;&#x52A0;&#x52B2;&#x77E9;&#x9635;&#x7684;&#x63D0;&#x9AD8;&#x538B;&#x7F29;&#x6BD4;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x5BF9;&#x521A;&#x5EA6;&#x5DEE;&#x5F02;&#x3002;&#x6B64;&#x590D;&#x6742;&#x673A;&#x68B0;&#x4E92;&#x52A8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E0E;&#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x5F3A;&#x8C03;&#xFF0C;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x7684;&#x529E;&#x6CD5;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E09;&#x7EF4;&#x6587;&#x5316;&#x4E2D;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x6D3B;&#x52A8;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x3002;

Micropatterned &#x751F;&#x7269;&#x6750;&#x6599;&#x9635;&#x5217;&#x7684;&#x9AD8;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#x65E0;&#x4FA7;&#x9650;&#x538B;&#x7F29;&#x7684;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x5E73;&#x53F0;&#x3002;

High-throughput screening techniques for cellular response are often unable to account for several factors present in the in vivo environment, many of which have been shown to modulate cellular response to the screened parameter. Culture in three-dimensional biomaterials and active mechanical stimulation are two such factors. In this work, we integrate these microenvironmental parameters into a versatile microfabricated device, capable of simultaneously applying a range of cyclic, compressive mechanical forces to cells encapsulated in an array of micropatterned biomaterials. The fabrication techniques developed here are broadly applicable to the integration of three-dimensional culture systems in complex multilayered polymeric microdevices. Compressive strains ranging from 6% to 26% were achieved simultaneously across the biomaterial array. As a first demonstration of this technology, nuclear and cellular deformation in response to applied compression was assessed in C3H10T1/2 mouse mesenchymal stem cells encapsulated within poly(ethylene glycol) hydrogels. Biomaterial, cellular, and nuclear deformations were non-linearly related. Parametric finite element simulations suggested that this phenomenon was due to the relative stiffness differences between the hydrogel matrix and that of the encapsulated cell and nucleus, and to strain stiffening of the matrix with increasing compression. This complex mechanical interaction between cells and biomaterials further emphasizes the need for high-throughput approaches to conduct mechanically active experiments in three-dimensional culture.

A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays.

Techniques de criblage &#xE0; haut d&#xE9;bit pour la r&#xE9;ponse cellulaire sont souvent incapables de rendre compte de plusieurs facteurs pr&#xE9;sents dans l&#x26;#39;environnement in vivo, dont beaucoup ont &#xE9;t&#xE9; pr&#xE9;sent&#xE9;s &#xE0; moduler la r&#xE9;ponse cellulaire au param&#xE8;tre blind&#xE9;. La culture en trois dimensions des biomat&#xE9;riaux et des actifs de stimulation m&#xE9;canique sont deux de ces facteurs. Dans ce travail, nous int&#xE9;grons ces param&#xE8;tres du microenvironnement dans un appareil polyvalent microfabriqu&#xE9;, capable d&#x26;#39;appliquer simultan&#xE9;ment une gamme de cycliques, de compression des forces m&#xE9;caniques pour les cellules encapsul&#xE9;es dans une matrice de micro&#xE9;lectrodes biomat&#xE9;riaux. Les techniques de fabrication d&#xE9;velopp&#xE9;es ici sont largement applicables &#xE0; l&#x26;#39;int&#xE9;gration des syst&#xE8;mes de culture en trois dimensions dans un complexe multicouches microdispositifs polym&#xE8;res. Contraintes de compression allant de 6% &#xE0; 26% ont &#xE9;t&#xE9; r&#xE9;alis&#xE9;s simultan&#xE9;ment &#xE0; travers le r&#xE9;seau biomat&#xE9;riau. Comme une premi&#xE8;re d&#xE9;monstration de cette technologie, la d&#xE9;formation nucl&#xE9;aire et cellulaire en r&#xE9;ponse &#xE0; la compression appliqu&#xE9;e a &#xE9;t&#xE9; &#xE9;valu&#xE9;e dans C3H10T1 / 2 cellules souches m&#xE9;senchymateuses de souris encapsul&#xE9;s au sein de poly (&#xE9;thyl&#xE8;ne glycol) hydrogels. D&#xE9;formations biomat&#xE9;riaux, cellulaire et nucl&#xE9;aire sont en relation non lin&#xE9;aire. Simulations param&#xE9;triques par &#xE9;l&#xE9;ments finis a sugg&#xE9;r&#xE9; que ce ph&#xE9;nom&#xE8;ne &#xE9;tait d&#xFB; &#xE0; des diff&#xE9;rences de rigidit&#xE9; relative entre la matrice d&#x26;#39;hydrogel et celle de la cellule encapsul&#xE9;e et le noyau, et &#xE0; la souche raidissement de la matrice avec la compression augmente. Cette interaction m&#xE9;canique complexe entre les cellules et les biomat&#xE9;riaux souligne en outre la n&#xE9;cessit&#xE9; d&#x26;#39;approches &#xE0; haut d&#xE9;bit pour effectuer des exp&#xE9;riences m&#xE9;caniquement actives dans les trois dimensions de la culture.

Une plate-forme pour microfabriqu&#xE9; &#xE0; haut d&#xE9;bit de compression simple de tableaux biomat&#xE9;riaux micro&#xE9;lectrodes

High-Throughput-Screening-Techniken f&uuml;r zellul&auml;re Reaktion sind oft nicht in der Lage, mehrere Faktoren, die in der in-vivo-Umgebung zu ber&uuml;cksichtigen, viele davon nachweislich zellul&auml;re Reaktion auf den &uuml;berwachten Parameter zu modulieren. Kultur in dreidimensionale Biomaterialien und aktive mechanische Stimulation sind zwei Faktoren. In dieser Arbeit integrieren wir diese microenvironmental Parameter in ein vielseitiges Microfabricated Ger&auml;t, gleichzeitig eine Reihe von cyclic, zusammenpressende mechanischen Kr&auml;fte auf Zellen in ein Array von Micropatterned Biomaterialien gekapselt anzuwenden. Die hier entwickelten Fertigungstechniken gelten weitgehend die Integration der dreidimensionalen Kultur Systeme in komplexe, vielschichtige Polymeren Mikrovorrichtungen. Kompressive St&auml;mme zwischen 6 % und 26 % wurden gleichzeitig &uuml;ber das Biomaterial-Array erreicht. Als eine erste Demonstration dieser Technik wurde nukleare und zellul&auml;ren Verformung als Reaktion auf angewandte Kompression in C3H10T1/2-Maus mesenchymaler Stammzellen in Poly(ethylene glycol) Hydrogele gekapselt bewertet. Biomaterial, Mobilfunk und nukleare Verformungen nicht-linear verkn&uuml;pft waren. Parametrische finite-Elemente-Simulationen vorgeschlagen, dass dieses Ph&auml;nomen aufgrund der relativen Steifigkeit-Unterschiede zwischen der Hydrogel-Matrix und der gekapselte Zelle und Kern und Belastung Versteifung der Matrix mit zunehmender Kompression war. Diese komplexe mechanische Interaktion zwischen Zellen und Biomaterialien weiter unterstreicht die Notwendigkeit f&uuml;r Hochdurchsatz-Ans&auml;tze im dreidimensionalen Kultur mechanisch aktive Experimente durchf&uuml;hren.

Eine Microfabricated-Plattform f&uuml;r Hochdurchsatz ungespannten Kompression von Micropatterned Biomaterial-Arrays.

Tecniche di high-throughput screening per risposta cellulare sono spesso impossibile tenere conto di diversi fattori presenti nell&#39;ambiente in vivo, molti dei quali hanno dimostrati di modulare la risposta cellulare al parametro schermato. Cultura in biomateriali tridimensionale e attiva stimolazione meccanica sono due fattori. In questo lavoro, integriamo questi parametri microenvironmental in un dispositivo microfabricated versatile, in grado di applicare contemporaneamente una gamma delle forze meccaniche cicliche, compressione a celle incapsulate in una matrice di micropatterned biomateriali. Le tecniche di fabbricazione sviluppate qui sono ampiamente applicabili all&#39;integrazione dei sistemi di coltura tridimensionale nel complesso multistrato microdevices polimerici. Compressione ceppi che vanno dal 6% al 26% sono stati raggiunti simultaneamente attraverso la matrice di biomateriali. Come una prima dimostrazione di questa tecnologia, deformazione nucleare e cellulare in risposta a compressione applicata &egrave; stata valutata in C3H10T1/2 del mouse cellule staminali mesenchimali incapsulate all&#39;interno di poly(ethylene glycol) idrogel. Biomateriali, cellulari e deformazioni nucleare erano correlati a modo non lineare. Simulazioni parametriche elementi finiti ha suggerito che questo fenomeno &egrave; stato a causa delle differenze di rigidezza relativa tra la matrice di idrogel e quello della cella incapsulata e nucleo e al ceppo irrigidimento della matrice con l&#39;aumento della compressione. Questa complessa interazione meccanica tra cellule e biomateriali ulteriormente sottolinea la necessit&agrave; di approcci high-throughput per condurre esperimenti meccanicamente attivi nella cultura tridimensionale.

Una piattaforma di microfabricated per compressione freatico high-throughput di matrici di biomateriale micropatterned.

&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30CF;&#x30A4;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x6280;&#x8853;&#x306F;&#x3001;&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x591A;&#x304F;&#x306F;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x74B0;&#x5883;&#x4E2D;&#x306B;&#x5B58;&#x5728;&#x3057;&#x3001;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x8981;&#x56E0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x983B;&#x7E41;&#x306B;&#x30A2;&#x30AB;&#x30A6;&#x30F3;&#x30C8;&#x306B;&#x306F;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x6587;&#x5316;&#x306F;&#x3053;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;2&#x3064;&#x306E;&#x8981;&#x56E0;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x672C;&#x7814;&#x7A76;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x5316;&#x30D0;&#x30A4;&#x30AA;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x5185;&#x306B;&#x30AB;&#x30D7;&#x30BB;&#x30EB;&#x5316;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x5468;&#x671F;&#x7684;&#x306A;&#x3001;&#x5727;&#x7E2E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306E;&#x7BC4;&#x56F2;&#x3092;&#x9069;&#x7528;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3001;&#x6C4E;&#x7528;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x3092;&#x7D71;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x305F;&#x88FD;&#x9020;&#x6280;&#x8853;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x591A;&#x5C64;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306E;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x57F9;&#x990A;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x7D71;&#x5408;&#x306B;&#x5E83;&#x304F;&#x9069;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002; 6&#xFF05;&#x304B;&#x3089;26&#xFF05;&#x306B;&#x53CA;&#x3076;&#x5727;&#x7E2E;&#x682A;&#x306F;&#x3001;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x30A2;&#x30EC;&#x30A4;&#x5168;&#x4F53;&#x3092;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x9054;&#x6210;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x9069;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x5727;&#x7E2E;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x6280;&#x8853;&#x306F;&#x3001;&#x6838;&#x3068;&#x7D30;&#x80DE;&#x5909;&#x5F62;&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x30C7;&#x30E2;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306F;&#x3001;&#x30DD;&#x30EA;&#xFF08;&#x30A8;&#x30C1;&#x30EC;&#x30F3;&#x30B0;&#x30EA;&#x30B3;&#x30FC;&#x30EB;&#xFF09;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x5185;&#x306B;&#x30AB;&#x30D7;&#x30BB;&#x30EB;&#x5316;&#x3055;C3H10T1 / 2&#x30DE;&#x30A6;&#x30B9;&#x9593;&#x8449;&#x7CFB;&#x5E79;&#x7D30;&#x80DE;&#x3067;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3057;&#x305F;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3002;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x3001;&#x6838;&#x306E;&#x5909;&#x5F62;&#x306F;&#x3001;&#x975E;&#x76F4;&#x7DDA;&#x7684;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x305F;&#x3002;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x6709;&#x9650;&#x8981;&#x7D20;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x73FE;&#x8C61;&#x306F;&#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068;&#x30AB;&#x30D7;&#x30BB;&#x30EB;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;&#x6838;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x5BFE;&#x7684;&#x306A;&#x525B;&#x6027;&#x306E;&#x9055;&#x3044;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x3082;&#x306E;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x793A;&#x5506;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x5897;&#x52A0;&#x5727;&#x7E2E;&#x3067;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x786C;&#x5316;&#x3092;&#x8CA0;&#x62C5;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;&#x751F;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x3053;&#x306E;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306F;&#x3001;&#x3055;&#x200B;&#x200B;&#x3089;&#x306B;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x57F9;&#x990A;&#x306B;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306B;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306A;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3092;&#x884C;&#x3046;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30CF;&#x30A4;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306A;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306E;&#x5FC5;&#x8981;&#x6027;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;

&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30D1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x30CF;&#x30A4;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x4E00;&#x8EF8;&#x5727;&#x7E2E;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;

&#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; &#xC751;&#xB2F5;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC; &#xC2EC;&#xC0AC; &#xAE30;&#xBC95; &#xB4E4;&#xC740; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xD658;&#xACBD;&#xC5D0;&#xB294; &#xB9CE;&#xC740; &#xC2A4;&#xD06C;&#xB9B0; &#xB41C; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;&#xB97C; &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xC751;&#xB2F5; &#xBCC0;&#xC870; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC694;&#xC778;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACC4;&#xC815; &#xC218; &#xD558; &#xACE0;. 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC7AC;&#xB8CC; &#xBC0F; &#xD65C;&#xC131; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC790;&#xADF9; &#xBB38;&#xD654;&#xB294; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC694;&#xC778;. &#xC774; &#xC791;&#xD488;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xC21C;&#xD658;, &#xAC15;&#xD55C; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798;&#xC758; &#xBC94;&#xC704; &#xC140; micropatterned &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC7AC;&#xB8CC;&#xC758; &#xBC30;&#xC5F4;&#xC5D0; &#xC801;&#xC6A9; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xB2E4;&#xBAA9;&#xC801; &#xFE59; &#xC7A5;&#xCE58;&#xC5D0; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; microenvironmental &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD569;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xC81C;&#xC870; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xB2E4;&#xCE35;&#xB41C; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; microdevices&#xC5D0;&#xC11C; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xBB38;&#xD654; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xD1B5;&#xD569;&#xC5D0; &#xAD11;&#xBC94;&#xC704; &#xD558; &#xAC8C; &#xC801;&#xC6A9; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. 6%&#xC5D0;&#xC11C; 26%&#xC5D0; &#xC774;&#xB974;&#xAE30;&#xAE4C;&#xC9C0; &#xC555;&#xCD95; &#xBCC0;&#xC885; biomaterial &#xBC30;&#xC5F4;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xB2EC;&#xC131; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC774; &#xAE30;&#xC220; &#xCD5C;&#xCD08;&#xB85C; &#xC2DC;&#xC5F0;&#xC73C;&#xB85C; &#xD575;&#xACFC; &#xC138;&#xD3EC; &#xBCC0;&#xD615; &#xC801;&#xC6A9; &#xB41C; &#xC555;&#xCD95;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC751;&#xB2F5;&#xC5D0;&#xC11C; C3H10T1/2 &#xB9C8;&#xC6B0;&#xC2A4; &#xC911;&#xAC04; &#xC5FD; &#xC904;&#xAE30; &#xC138;&#xD3EC; poly(ethylene glycol) hydrogels &#xCEA1;&#xC290;&#xD654;&#xC5D0; &#xD3C9;&#xAC00; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. Biomaterial, &#xC138;&#xD3EC;, &#xD575; &#xBCC0;&#xD615; &#xAD00;&#xB828; &#xBE44; &#xC120;&#xD615;&#xC73C;&#xB85C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xD30C;&#xB77C;&#xBA54;&#xD2B8;&#xB9AD; &#xC720;&#xD55C; &#xC694;&#xC18C; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xC774;&#xB7F0;&#xC774; &#xD604;&#xC0C1;&#xC744; hydrogel &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4; &#xBC0F; &#xCEA1;&#xC290;&#xD654; &#xB41C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC640; &#xD575;&#xC758; &#xACE0; &#xC555;&#xCD95; &#xC99D;&#xAC00;&#xC640; &#xB9E4;&#xD2B8;&#xB9AD;&#xC2A4;&#xC758; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC778; &#xC2A4;&#xD2F0;&#xD504;&#xB2DD; &#xD558; &#xAC04;&#xC758; &#xC0C1;&#xB300;&#xC801;&#xC778; &#xAC15;&#xC131; &#xCC28;&#xC774; &#xB54C;&#xBB38; &#xC774;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC81C;&#xC548; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xAE30;&#xACC4; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xC0AC;&#xC774; &#xC138;&#xD3EC;&#xC640; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC7AC;&#xB8CC; &#xCD94;&#xAC00; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xBC29;&#xBC95; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xBB38;&#xD654;&#xC5D0; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD65C;&#xC131; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC744; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xC758; &#xD544;&#xC694;&#xC131;&#xC744; &#xAC15;&#xC870; &#xD55C;&#xB2E4;.

Micropatterned biomaterial &#xBC30;&#xC5F4;&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; unconfined &#xC555;&#xCD95; &#xFE59; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;.

T&#xE9;cnicas de alto rendimiento de detecci&#xF3;n de la respuesta celular a menudo no pueden dar cuenta de varios factores presentes en el ambiente in vivo, muchos de los que han demostrado para modular la respuesta celular al par&#xE1;metro de cribado. Cultura en tres dimensiones los biomateriales y la estimulaci&#xF3;n mec&#xE1;nica activa son dos de esos factores. En este trabajo, integramos estos par&#xE1;metros microambientales en un dispositivo vers&#xE1;til microfabricated, capaz de aplicar simult&#xE1;neamente una serie de fuerzas c&#xED;clicas, mec&#xE1;nicos de compresi&#xF3;n a las c&#xE9;lulas encapsuladas en una serie de biomateriales micropatterned. Las t&#xE9;cnicas de fabricaci&#xF3;n desarrolladas aqu&#xED; son ampliamente aplicables a la integraci&#xF3;n de los sistemas de cultivo en tres dimensiones en el complejo de microdispositivos polim&#xE9;ricos multicapa. Cepas de compresi&#xF3;n que van desde 6% a un 26% se alcanzaron simult&#xE1;neamente a trav&#xE9;s de la matriz biomaterial. Como una primera demostraci&#xF3;n de esta tecnolog&#xED;a, la deformaci&#xF3;n nuclear y celular en respuesta a la compresi&#xF3;n aplicada fue evaluada en C3H10T1 / 2 c&#xE9;lulas madre de rat&#xF3;n mesenquimales encapsuladas dentro de poli (etileno glicol) hidrogeles. Deformaciones biomaterial, celular, y la energ&#xED;a nuclear eran no-linealmente relacionados. Param&#xE9;tricos simulaciones de elementos finitos sugerido que este fen&#xF3;meno era debido a las diferencias relativas entre la rigidez de la matriz de hidrogel y la de la c&#xE9;lula encapsulada y el n&#xFA;cleo, y para tensar endurecimiento de la matriz con la compresi&#xF3;n creciente. Esta compleja interacci&#xF3;n mec&#xE1;nica entre las c&#xE9;lulas y biomateriales destaca adem&#xE1;s la necesidad de enfoques de alto rendimiento para llevar a cabo experimentos de mec&#xE1;nica que trabajan en tres dimensiones la cultura.

Una plataforma Microfabricated de alto rendimiento de compresi&#xF3;n no confinada de micropatterned matrices de biomateriales

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&#x9AD8;&#x901A;&#x91CF;&#x836F;&#x7269;&#x7B5B;&#x9009;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x5230;&#x5FAA;&#x73AF;&#x57FA;&#x677F;&#x53D8;&#x5F62;&#x7684;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x9635;&#x5217;&#x3002;

Mechanical forces play an important role in regulating cellular function and have been shown to modulate cellular response to other factors in the cellular microenvironment. Presently, no technique exists to rapidly screen for the effects of a range of uniform mechanical forces on cellular function. In this work, we developed and characterized a novel microfabricated array capable of simultaneously applying cyclic equibiaxial substrate strains ranging in magnitude from 2 to 15% to small populations of adherent cells. The array is versatile, and capable of simultaneously generating a range of substrate strain fields and magnitudes. The design can be extended to combinatorially manipulate other mechanobiological culture parameters in the cellular microenvironment. As a first demonstration of this technology, the array was used to determine the effects of equibiaxial mechanical strain on activation of the canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway in cardiac valve mesenchymal progenitor cells. This high-throughput approach to mechanobiological screening enabled the identification of a novel co-dependence between strain magnitude and duration of stimulation in controlling beta-catenin nuclear accumulation. More generally, this versatile platform has broad applicability in the fields of mechanobiology, tissue engineering and pathobiology.

Microfabricated arrays for high-throughput screening of cellular response to cyclic substrate deformation.

Les forces m&#xE9;caniques jouent un r&#xF4;le important dans la r&#xE9;gulation de la fonction cellulaire et il a &#xE9;t&#xE9; d&#xE9;montr&#xE9; pour moduler la r&#xE9;ponse cellulaire &#xE0; d&#x26;#39;autres facteurs dans le microenvironnement cellulaire. &#xC0; l&#x26;#39;heure actuelle, aucune technique existe pour cribler rapidement les effets d&#x26;#39;une gamme de forces m&#xE9;caniques uniformes sur la fonction cellulaire. Dans ce travail, nous avons d&#xE9;velopp&#xE9; et caract&#xE9;ris&#xE9; un large roman microfabriqu&#xE9; capable de l&#x26;#39;application simultan&#xE9;e d&#x26;#39;cycliques souches substrat &#xE9;quibiaxiale allant de grandeur de 2 &#xE0; 15% &#xE0; de petites populations de cellules adh&#xE9;rentes. Le tableau est polyvalent, et capable de g&#xE9;n&#xE9;rer simultan&#xE9;ment une gamme de champs de d&#xE9;formations du substrat et des grandeurs. La conception peut &#xEA;tre &#xE9;tendue &#xE0; d&#x26;#39;autres param&#xE8;tres de manipuler de fa&#xE7;on combinatoire culture m&#xE9;canobiologique dans le microenvironnement cellulaire. Comme une premi&#xE8;re d&#xE9;monstration de cette technologie, le tableau a &#xE9;t&#xE9; utilis&#xE9; pour d&#xE9;terminer les effets de d&#xE9;formation m&#xE9;canique &#xE9;quibiaxiale sur l&#x26;#39;activation de l&#x26;#39;application canonique Wnt / beta-cat&#xE9;nine dans les cellules de signalisation des valves cardiaques prog&#xE9;nitrices m&#xE9;senchymateuses. Cette approche &#xE0; haut d&#xE9;bit pour le d&#xE9;pistage m&#xE9;canobiologique permis l&#x26;#39;identification d&#x26;#39;un roman co-d&#xE9;pendance entre la magnitude et la dur&#xE9;e de souche dans le contr&#xF4;le de la stimulation b&#xEA;ta-cat&#xE9;nine accumulation nucl&#xE9;aire. Plus g&#xE9;n&#xE9;ralement, cette plate-forme polyvalente a une large applicabilit&#xE9; dans les domaines de la m&#xE9;canobiologie, l&#x26;#39;ing&#xE9;nierie tissulaire et de pathobiologie.

Les tableaux microfabriqu&#xE9;s pour criblage &#xE0; haut d&#xE9;bit de la r&#xE9;ponse cellulaire &#xE0; la d&#xE9;formation du substrat cyclique

Mechanische Kr&auml;fte spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Zellfunktion und haben gezeigt worden, um zellul&auml;re Reaktion auf andere Faktoren in der zellul&auml;ren Mikromilieu zu modulieren. Derzeit gibt es keine Technik zu schnell Schirm f&uuml;r die Auswirkungen einer Reihe von einheitlichen mechanischen Kr&auml;fte auf die Zellfunktion. In dieser Arbeit entwickelt und charakterisiert eine neuartige Microfabricated Array Lage gleichzeitig zyklische Equibiaxial Substrat St&auml;mme reichen in der Gr&ouml;&szlig;enordnung von 2 bis 15 % zu kleine Populationen adh&auml;renter Zellen anzuwenden. Das Array ist vielseitig und erzeugen gleichzeitig eine Reihe von Substrat Belastung Felder und Gr&ouml;&szlig;enklassen. Das Design kann erweitert werden, um andere Mechanobiological-Kultur-Parameter in der zellul&auml;ren Mikromilieu combinatorially bearbeiten zu k&ouml;nnen. Als eine erste Demonstration dieser Technologie war das Array verwendet, zur Bestimmung der Wirkung von Equibiaxial mechanische Belastung f&uuml;r die Aktivierung von der kanonischen Wnt/Beta-Catenin-Signalweg in Herzklappen Mesenchymale Vorl&auml;uferzellen. Dieser Ansatz Hochdurchsatz-Screening Mechanobiological aktiviert die Ermittlung eine neuartige Abh&auml;ngigkeit zwischen Stamm-Ausma&szlig; und Dauer der Stimulation bei der Kontrolle der Beta-Catenin nuklearen Anreicherung. Generell hat diese vielseitige Plattform breiten Anwendbarkeit in den Bereichen Mechanobiology, Tissue-Engineering und Pathobiologie.

Microfabricated-Arrays f&uuml;r High-Throughput-Screening der zellul&auml;re Reaktion auf zyklische Substrat Verformung.

Forze meccaniche giocano un ruolo importante nella regolazione della funzione cellulare e hanno dimostrate di modulare la risposta cellulare ad altri fattori nel microambiente cellulare. Attualmente, nessuna tecnica esiste a schermo rapidamente per gli effetti di una gamma di forze meccaniche uniformi sulla funzione cellulare. In questo lavoro, abbiamo sviluppato e caratterizzato una matrice microfabricated romanzo in grado di applicare contemporaneamente ciclico equibiaxial ceppi di substrato che variano in grandezza da 2 a 15% a piccole popolazioni di cellule aderenti. La matrice &egrave; versatile e capace di generare simultaneamente una serie di campi di sforzo del substrato e le magnitudini. Il design pu&ograve; essere esteso per combinatoriamente modificare altri parametri di cultura mechanobiological nel microambiente cellulare. Come una prima dimostrazione di questa tecnologia, la matrice &egrave; stata utilizzata per determinare gli effetti di deformazione meccanica equibiaxial su attivazione della canonica via di segnalazione Wnt/beta-catenina in cellule progenitrici mesenchimali valvola cardiaca. Questo approccio high-throughput screening mechanobiological ha permesso l&#39;identificazione di un romanzo co-dipendenza tra ceppo entit&agrave; e la durata della stimolazione nel controllare l&#39;accumulo di beta-catenina nucleare. Pi&ugrave; in generale, questa versatile piattaforma ha ampia applicabilit&agrave; nei campi di mechanobiology, ingegneria tissutale e British.

Microfabricated matrici per high-throughput screening della risposta cellulare alla deformazione ciclica del substrato.

&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3068;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x4ED6;&#x306E;&#x8981;&#x56E0;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x8ABF;&#x7BC0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x73FE;&#x6642;&#x70B9;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x6280;&#x8853;&#x304C;&#x6025;&#x901F;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306B;&#x5747;&#x4E00;&#x306A;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306E;&#x7BC4;&#x56F2;&#x306E;&#x52B9;&#x679C;&#x3092;&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5B58;&#x5728;&#x3057;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x672C;&#x7814;&#x7A76;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x958B;&#x767A;&#x3068;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x3001;2&#x304B;&#x3089;15&#x30D1;&#x30FC;&#x30BB;&#x30F3;&#x30C8;&#x304B;&#x3089;&#x63A5;&#x7740;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5C0F;&#x96C6;&#x56E3;&#x306B;&#x5927;&#x304D;&#x3055;&#x306B;&#x53CA;&#x3076;&#x74B0;&#x72B6;&#x306E;&#x7B49;&#x4E8C;&#x8EF8;&#x57FA;&#x677F;&#x682A;&#x3092;&#x9069;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x65B0;&#x898F;&#x306A;&#x5FAE;&#x7D30;&#x52A0;&#x5DE5;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x3092;&#x7279;&#x5FB4;&#x3068;&#x3059;&#x308B;&#x3002;&#x914D;&#x5217;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x6C4E;&#x7528;&#x6027;&#x3068;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x3001;&#x57FA;&#x677F;&#x3072;&#x305A;&#x307F;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x3068;&#x5927;&#x304D;&#x3055;&#x306E;&#x7BC4;&#x56F2;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8A2D;&#x8A08;&#x306F;&#x7D44;&#x5408;&#x305B;&#x7684;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x5185;&#x306E;&#x4ED6;&#x306E;mechanobiological&#x57F9;&#x990A;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x3092;&#x64CD;&#x4F5C;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x62E1;&#x5F35;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x6280;&#x8853;&#x306E;&#x6700;&#x521D;&#x306E;&#x30C7;&#x30E2;&#x30F3;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x914D;&#x5217;&#x306F;&#x3001;&#x5FC3;&#x81D3;&#x5F01;&#x9593;&#x8449;&#x7CFB;&#x524D;&#x99C6;&#x7D30;&#x80DE;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x53E4;&#x5178;&#x7684;Wnt /&#x3B2;-&#x30AB;&#x30C6;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x4F1D;&#x9054;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x7B49;&#x4E8C;&#x8EF8;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x3072;&#x305A;&#x307F;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002; mechanobiological&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x306B;&#x3053;&#x306E;&#x9AD8;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306F;&#x3001;&#x3B2;-&#x30AB;&#x30C6;&#x30CB;&#x30F3;&#x6838;&#x5185;&#x84C4;&#x7A4D;&#x3092;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x306E;&#x306B;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x3072;&#x305A;&#x307F;&#x306E;&#x5927;&#x304D;&#x3055;&#x3068;&#x6301;&#x7D9A;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x65B0;&#x305F;&#x306A;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F9D;&#x5B58;&#x306E;&#x8B58;&#x5225;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3088;&#x308A;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x6C4E;&#x7528;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x306F;&#x3001;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CE;&#x3001;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x3068;&#x75C5;&#x7406;&#x306E;&#x5206;&#x91CE;&#x3067;&#x306E;&#x5E45;&#x5E83;&#x3044;&#x9069;&#x7528;&#x6027;&#x3092;&#x6301;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x7E70;&#x8FD4;&#x3057;&#x57FA;&#x677F;&#x5909;&#x5F62;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x30CF;&#x30A4;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x30B9;&#x30AF;&#x30EA;&#x30FC;&#x30CB;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5FAE;&#x7D30;&#x914D;&#x5217;

&#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798; &#xC138;&#xD3EC; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC870;&#xC808;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xD558; &#xACE0; &#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; microenvironment&#xC5D0; &#xB2E4;&#xB978; &#xC694;&#xC778;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xC751;&#xB2F5; &#xBCC0;&#xC870; &#xD45C;&#xC2DC; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD604;&#xC7AC;, &#xC544;&#xB2C8; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC5D0; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xADE0;&#xC77C; &#xD55C; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xD798;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xB300; &#xD55C; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xAC8C; &#xD654;&#xBA74;&#xC5D0; &#xC874;&#xC7AC;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC791;&#xD488;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xACFC; &#xC18C;&#xC124; &#xFE59; &#xBC30;&#xC5F4; &#xBD80;&#xCC29; &#xD55C; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xC791;&#xC740; &#xC778;&#xAD6C;&#xB97C; 15 %2&#xC5D0;&#xC11C; &#xD06C;&#xAE30;&#xC5D0; &#xC774;&#xB974;&#xAE30;&#xAE4C;&#xC9C0; &#xC8FC;&#xAE30;&#xC801; equibiaxial &#xAE30;&#xD310; &#xAE34;&#xC7A5;&#xC744; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xC801;&#xC6A9; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xAC83;&#xC774; &#xD2B9;&#xC9D5;. &#xBC30;&#xC5F4;&#xC774; &#xBAA9;&#xC801;&#xACFC; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAE30;&#xD310; &#xBCC0;&#xD615; &#xD544;&#xB4DC;&#xC640; &#xD06C;&#xAE30;&#xB97C; &#xC0DD;&#xC131;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Combinatorially &#xC138;&#xD3EC; microenvironment&#xC758; &#xB2E4;&#xB978; mechanobiological culture &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;&#xB97C; &#xC870;&#xC791; &#xD558;&#xB294; &#xB514;&#xC790;&#xC778;&#xC744; &#xD655;&#xC7A5;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xAE30;&#xC220; &#xCD5C;&#xCD08;&#xB85C; &#xC2DC;&#xC5F0;&#xC73C;&#xB85C; &#xBC30;&#xC5F4; equibiaxial &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xBCC0;&#xD615; &#xC2EC;&#xC7A5; &#xBC38;&#xBE0C; &#xC5FD; &#xBFCC;&#xB9AC; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC815;&#xC2DD; Wnt/&#xBCA0;&#xD0C0;-catenin &#xC2E0;&#xD638; &#xD1B5;&#xB85C;&#xC758; &#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xC5D0; &#xD6A8;&#xACFC; &#xD655;&#xC778; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. Mechanobiological &#xC2EC;&#xC0AC;&#xB97C; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xC774;&#xB807;&#xAC8C; &#xBD80;&#xB2F4; &#xADDC;&#xBAA8; &#xBC0F; &#xBCA0;&#xD0C0;-catenin &#xD575; &#xCD95;&#xC801;&#xC744; &#xD1B5;&#xC81C; &#xC790;&#xADF9;&#xC758; &#xAE30;&#xAC04; &#xC0AC;&#xC774; &#xC18C;&#xC124; co-dependence &#xC2DD;&#xBCC4;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB354; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;,&#xC774; &#xB2E4;&#xC7AC; &#xB2E4;&#xB2A5; &#xD55C; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC; mechanobiology, &#xC870;&#xC9C1; &#xACF5;&#xD559;, pathobiology &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD11;&#xBC94;&#xC704; &#xD55C; &#xC801;&#xC6A9; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC740; &#xC788;&#xB2E4;.

&#xFE59; &#xC8FC;&#xAE30;&#xC801; &#xAE30;&#xD310; &#xBCC0;&#xD615; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC18;&#xC751;&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xAC80;&#xC5F4;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBC30;&#xC5F4;.

Fuerzas mec&#xE1;nicas juegan un papel importante en la regulaci&#xF3;n de la funci&#xF3;n celular y se ha demostrado para modular la respuesta celular a otros factores en el microambiente celular. Actualmente, no existe una t&#xE9;cnica para cribar r&#xE1;pidamente los efectos de una serie de fuerzas mec&#xE1;nicas uniformes en la funci&#xF3;n celular. En este trabajo, hemos desarrollado y caracterizado una gran novela de microfabricated capaz de aplicar simult&#xE1;neamente c&#xED;clicos cepas sustrato equibiaxial que var&#xED;an en magnitud a partir de 2 a 15% de las peque&#xF1;as poblaciones de c&#xE9;lulas adherentes. La matriz es muy vers&#xE1;til, y capaz de generar al mismo tiempo una amplia gama de campos de deformaci&#xF3;n del substrato y magnitudes. El dise&#xF1;o puede ser ampliado para manipular combinatoriamente otros par&#xE1;metros de cultivo mecanobiol&#xF3;gica en el microambiente celular. Como primera demostraci&#xF3;n de esta tecnolog&#xED;a, la matriz se utiliz&#xF3; para determinar los efectos de la tensi&#xF3;n mec&#xE1;nica en equibiaxial la activaci&#xF3;n de la v&#xED;a can&#xF3;nica de Wnt / beta-catenina v&#xED;a de se&#xF1;alizaci&#xF3;n en las c&#xE9;lulas de las v&#xE1;lvulas card&#xED;acas progenitoras mesenquimales. Este enfoque de alto rendimiento a la selecci&#xF3;n mecanobiol&#xF3;gica permitido la identificaci&#xF3;n de una novela de co-dependencia entre la magnitud de la tensi&#xF3;n y la duraci&#xF3;n de la estimulaci&#xF3;n en el control de la acumulaci&#xF3;n de beta-catenina nuclear. En t&#xE9;rminos m&#xE1;s generales, esta plataforma vers&#xE1;til tiene una amplia aplicabilidad en los campos de la ingenier&#xED;a de tejidos mecanobiolog&#xED;a y patobiolog&#xED;a.

Las matrices microfabricated para cribado de alto rendimiento de la respuesta celular a la deformaci&#xF3;n del soporte c&#xED;clico

&#x6574;&#x5408;&#x4F20;&#x7EDF;&#x548C;&#x65B0;&#x5174;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6587;&#x5316;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x64CD;&#x4F5C;&#x6280;&#x5DE7;&#x662F;&#x5BCC;&#x6709;&#x6311;&#x6218;&#x6027;&#x7684;&#x3002;&#x7279;&#x522B;&#x662F;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x8BBE;&#x5907;&#x4E3A;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x5F80;&#x5F80;&#x9700;&#x8981;&#x7A7A;&#x95F4;&#x4F4D;&#x4E8E;&#x7279;&#x5B9A;&#x533A;&#x57DF;&#x6027;&#x7AD9;&#x70B9;&#x8BBE;&#x5907;&#x8868;&#x9762;&#x4E0A;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x672C;&#x6587;&#x63D0;&#x51FA;&#x4E86;&#x5FAE;&#x64CD;&#x4F5C;&#x673A;&#x5668;&#x4EBA;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x9009;&#x53D6;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x5B9A;&#x4F4D;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x96C6;&#x6210;&#x8BA1;&#x7B97;&#x673A;&#x89C6;&#x89C9;&#x548C;&#x8FD0;&#x52A8;&#x63A7;&#x5236;&#x7B97;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x76F4;&#x89C2;&#x5730;&#x8DDF;&#x8E2A;&#x5B9E;&#x65F6;&#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x5E76;&#x63A7;&#x5236;&#x591A;&#x4E2A;&#x5B9A;&#x4F4D;&#x8BBE;&#x5907;&#x540C;&#x65F6;&#x51C6;&#x786E;&#x5730;&#x9009;&#x53D6;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x5C06;&#x5176;&#x8F6C;&#x79FB;&#x5230;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x886C;&#x5E95;&#xFF0C;&#x548C;&#x5176;&#x5B58;&#x653E;&#x5728;&#x6307;&#x5B9A;&#x7684;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3002;&#x4F20;&#x7EDF;&#x73BB;&#x7483;&#x5FAE;&#x7BA1;&#x4F7F;&#x7528;&#xFF0C;&#x5E76;&#x4E14;&#x6574;&#x4F53;&#x548C;&#x5C40;&#x90E8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7A7F;&#x523A;&#x6280;&#x672F;&#x8FDB;&#x884C;&#x8C03;&#x67E5;&#x6765;&#x64CD;&#x7EB5;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x90E8;&#x5206;&#x5438;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5BFC;&#x81F4;&#x7EC6;&#x80DE;&#x548C; 95%&#x7684;&#x6210;&#x529F;&#x7387;&#x6BCF; 15 &#x79D2;&#x7684;&#x8FD0;&#x884C;&#x901F;&#x5EA6;&#x3002;&#x76F8;&#x6BD4;&#x4E4B;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x5168;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7A7F;&#x523A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x9700;&#x8981; 30 &#x79D2;&#xFF0C;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x5E76;&#x53D6;&#x5F97; 80%&#x7684;&#x6210;&#x529F;&#x7387;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x673A;&#x5668;&#x4EBA;&#x64CD;&#x7EB5;&#x6280;&#x672F;&#x5177;&#x6709;&#x5E7F;&#x6CDB;&#x7684;&#x9002;&#x7528;&#x6027;&#xFF0C;&#x8DB3;&#x4EE5;&#x8BC1;&#x660E;&#x4F7F;&#x7528;&#x591A;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7C7B;&#x578B;&#x4F20;&#x7EDF;&#x7684;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x548C;&#x5728;&#x5F00;&#x9876;&#x5F0F;&#x8D85;&#x5FAE;&#x578B;&#x8BBE;&#x5907;&#x4E0A;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E0D;&#x9700;&#x8981;&#x5BF9;&#x8BBE;&#x5907;&#x7684;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x8FDB;&#x884C;&#x4FEE;&#x6539;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6B64;&#x4E32;&#x884C;&#x6C89;&#x79EF;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x4E0E;&#x7ED3;&#x5408;&#x4F7F;&#x7528;&#x65E2;&#x5B9A;&#x7684;&#x5E76;&#x884C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x64CD;&#x7EB5;&#x6280;&#x672F;&#x6765;&#x63D0;&#x9AD8;&#x6548;&#x7387;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x6355;&#x83B7;&#x4ECE; &sim;80%&#x81F3; 100%&#x3002;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#xFF0C;&#x6D88;&#x9664;&#x4E00;&#x4E9B;&#x6807;&#x51C6;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x5904;&#x7406;&#x548C;&#x64CD;&#x7EB5;&#x6280;&#x672F;&#x4E0E;&#x76F8;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x7F3A;&#x70B9;&#x7684;&#x4E00;&#x79CD;&#x6709;&#x6548;&#x72EC;&#x7ACB;&#x6216;&#x652F;&#x6491;&#x6280;&#x672F;&#x6F14;&#x793A;&#x4E86;&#x4F7F;&#x7528;&#x5FAE;&#x64CD;&#x4F5C;&#x673A;&#x5668;&#x4EBA;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x886C;&#x5E95;&#x4E0A;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3002;

&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x6C89;&#x79EF;&#x548C;&#x9635;&#x5217;&#x4E0E;&#x673A;&#x5668;&#x4EBA;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x3002;

Integrating single-cell manipulation techniques in traditional and emerging biological culture systems is challenging. Microfabricated devices for single cell studies in particular often require cells to be spatially positioned at specific culture sites on the device surface. This paper presents a robotic micromanipulation system for pick-and-place positioning of single cells. By integrating computer vision and motion control algorithms, the system visually tracks a cell in real time and controls multiple positioning devices simultaneously to accurately pick up a single cell, transfer it to a desired substrate, and deposit it at a specified location. A traditional glass micropipette is used, and whole- and partial-cell aspiration techniques are investigated to manipulate single cells. Partially aspirating cells resulted in an operation speed of 15 seconds per cell and a 95% success rate. In contrast, the whole-cell aspiration method required 30 seconds per cell and achieved a success rate of 80%. The broad applicability of this robotic manipulation technique is demonstrated using multiple cell types on traditional substrates and on open-top microfabricated devices, without requiring modifications to device designs. Furthermore, we used this serial deposition process in conjunction with an established parallel cell manipulation technique to improve the efficiency of single cell capture from âˆ¼80% to 100%. Using a robotic micromanipulation system to position single cells on a substrate is demonstrated as an effective stand-alone or bolstering technology for single-cell studies, eliminating some of the drawbacks associated with standard single-cell handling and manipulation techniques.

Single cell deposition and patterning with a robotic system.

Int&#xE9;gration des techniques de manipulation unicellulaires dans les traditionnels et &#xE9;mergents des syst&#xE8;mes de culture biologiques est difficile. Dispositifs microfabriqu&#xE9;s pour les &#xE9;tudes de cellules uniques, en particulier, ont souvent besoin de cellules &#xE0; l&#x26;#39;espace situ&#xE9; &#xE0; des emplacements sp&#xE9;cifiques de la culture sur la surface du dispositif. Cet article pr&#xE9;sente un syst&#xE8;me de micromanipulation robotique pour pick-and-place positionnement de cellules individuelles. En int&#xE9;grant la vision par ordinateur et les algorithmes de commande de mouvement, le syst&#xE8;me d&#xE9;tecte visuellement une cellule en temps r&#xE9;el et contr&#xF4;le des dispositifs de positionnement simultan&#xE9; de plusieurs choisir pr&#xE9;cis&#xE9;ment en place une cellule unique, le transf&#xE9;rer sur un substrat d&#xE9;sir&#xE9;, et le d&#xE9;poser &#xE0; un emplacement sp&#xE9;cifi&#xE9;. Une micropipette de verre traditionnelle est utilis&#xE9;e, et les techniques d&#x26;#39;aspiration entiers et partielle des cellules sont &#xE9;tudi&#xE9;s pour manipuler des cellules individuelles. Cellules partiellement aspiration donn&#xE9; lieu &#xE0; une vitesse de fonctionnement de 15 secondes par cellule et un taux de r&#xE9;ussite de 95%. En revanche, la m&#xE9;thode d&#x26;#39;aspiration cellule enti&#xE8;re n&#xE9;cessaire 30 secondes par cellule et a r&#xE9;alis&#xE9; un taux de r&#xE9;ussite de 80%. La large applicabilit&#xE9; de cette technique de manipulation robotique est d&#xE9;montr&#xE9;e en utilisant plusieurs types de cellules sur des substrats traditionnels et sur open-top dispositifs microfabriqu&#xE9;s, sans n&#xE9;cessiter de modifications aux dessins et mod&#xE8;les de p&#xE9;riph&#xE9;riques. En outre, nous avons utilis&#xE9; ce proc&#xE9;d&#xE9; de d&#xE9;p&#xF4;t de s&#xE9;rie en conjonction avec une technique &#xE9;tablie de cellules parall&#xE8;les de manipulation pour am&#xE9;liorer l&#x26;#39;efficacit&#xE9; de la capture cellulaire unique &#xE0; partir de ~ 80% &#xE0; 100%. L&#x26;#39;utilisation d&#x26;#39;un syst&#xE8;me de micromanipulation robotique pour positionner des cellules individuelles sur un substrat est d&#xE9;montr&#xE9; comme un moyen efficace stand-alone ou renforcer la technologie pour une seule cellule d&#x26;#39;&#xE9;tudes, d&#x26;#39;&#xE9;liminer certains des inconv&#xE9;nients li&#xE9;s &#xE0; la norme unique cellule de manipulation et de techniques de manipulation.

D&#xE9;position seule cellule et Mod&#xE9;lisation d&#x26;#39;un syst&#xE8;me de robotique

Einzellige Manipulation Techniken in traditionellen und neuen biologischen Kultur-Systeme zu integrieren ist eine Herausforderung. Microfabricated-Ger&auml;te f&uuml;r einzelne Zelle Studien erfordern insbesondere h&auml;ufig Zellen r&auml;umlich positioniert werden, um bestimmte Kultur Orte auf der Ger&auml;teoberfl&auml;che. Dieser Beitrag stellt ein Roboter Mikromanipulation-System f&uuml;r Pick-and-Place Positionierung der einzelnen Zellen. Durch die Integration von Computer Vision und Motion Regelalgorithmen, das System optisch verfolgt eine Zelle in Echtzeit und steuert mehrere Positionierung Ger&auml;te gleichzeitig um genau eine einzelne Zelle abholen, auf eine gew&uuml;nschte Substrat &uuml;bertragen und Zahlen Sie es an einer angegebenen Position. Eine traditionelle Glas Mikropipette dient, und ganz und teilweise-Zell streben Techniken zum Bearbeiten von einzelner Zellen untersucht werden. Teilweise Ansaugrauchmelder Zellen f&uuml;hrte eine Betriebsgeschwindigkeit von 15 Sekunden pro Zelle und eine Erfolgsquote von 95 %. Im Gegensatz dazu die ganze Zellen streben-Methode ben&ouml;tigt 30 Sekunden pro Zelle und eine Erfolgsquote von 80 % erreicht. Die breite Anwendbarkeit dieser Roboter Manipulation-Technik wird gezeigt, mit dem mehrere Zelltypen auf traditionelle Substraten und auf Open Top Microfabricated Ger&auml;te, ohne dass &Auml;nderungen an Ger&auml;t Entw&uuml;rfe. Dar&uuml;ber hinaus haben wir verwendet dabei serielle Ablagerungen in Verbindung mit einer etablierten parallel Zelle-Manipulation-Technik zur Verbesserung der Effizienz der Einzelzelle Erfassung von &sim;80 % auf 100 %. Mit einem Roboter Mikromanipulation System Einzelzellen auf einem Substrat positioniert zeigt sich als eine wirksame Standalone- oder st&auml;rken-Technologie f&uuml;r einzellige Studien, einige der zugeordneten einzellige Handling und Manipulation Standardtechniken Nachteile zu beseitigen.

Einzelne Zelle Deposition und Musterung mit Robot-System.

Integrazione di tecniche di manipolazione a cella singola in sistemi di coltura biologica tradizionali ed emergenti &egrave; impegnativo. Microfabricated dispositivi per studi di singola cellula in particolare richiedono spesso le cellule per essere spazialmente posizionati in siti specifici di cultura sulla superficie del dispositivo. Questo libro presenta un sistema di micromanipolazione robotico per pick-and-place di posizionamento delle singole cellule. Attraverso l&#39;integrazione di algoritmi di controllo computer vision e di movimento, il sistema visivamente una cella in tempo reale le tracce e controlla i dispositivi di posizionamento multipli simultaneamente per prendere una singola cella con precisione, trasferirlo su un substrato desiderato e depositarlo in una posizione specificata. Viene utilizzata una micropipetta di vetro tradizionale e tecniche di aspirazione di cellule intere e parziali sono studiati per manipolare le singole cellule. Parzialmente aspirando cellule ha portato a una velocit&agrave; di rotazione di 15 secondi per ogni cella e un tasso di successo del 95%. Al contrario, il metodo di aspirazione di cellule intere richiesto 30 secondi per ogni cella e raggiunto un tasso di successo di 80%. L&#39;ampia applicabilit&agrave; di questa tecnica di manipolazione robotizzata &egrave; dimostrata utilizzando pi&ugrave; tipi di cellule su substrati tradizionali e su dispositivi open-top microfabricated, senza richiedere modifiche ai disegni del dispositivo. Inoltre, abbiamo utilizzato questo processo di deposizione seriale in congiunzione con una tecnica di manipolazione cellulare parallelo stabilito per migliorare l&#39;efficienza della singola cella cattura dal &sim;80% al 100%. Utilizzando un sistema robotico micromanipolazione per posizionare le singole cellule su un substrato &egrave; dimostrato come una tecnologia efficacia rafforzamento o stand-alone per cella singola studi, eliminando alcuni degli svantaggi associati con tecniche di movimentazione e manipolazione cella singola standard.

Cella singola deposizione e creare una serie con un sistema robotico.

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La integraci&#xF3;n de una sola c&#xE9;lula de las t&#xE9;cnicas de manipulaci&#xF3;n en sistemas de cultivo tradicionales y emergentes biol&#xF3;gicos es un reto. Dispositivos microfabricated para estudios de c&#xE9;lulas individuales, en particular, a menudo requieren c&#xE9;lulas para ser espacialmente colocarse en lugares de cultivo espec&#xED;ficas sobre la superficie del dispositivo. Este trabajo presenta un sistema de micromanipulaci&#xF3;n rob&#xF3;tica para el posicionamiento de selecci&#xF3;n y colocaci&#xF3;n de las c&#xE9;lulas individuales. Mediante la integraci&#xF3;n de la visi&#xF3;n por ordenador y algoritmos de control de movimiento, el sistema visual de seguimiento de una celda en tiempo real y controla varios dispositivos al mismo tiempo de posicionamiento para recoger con precisi&#xF3;n una sola c&#xE9;lula, la transferencia a un substrato deseado, y depositarlo en un lugar especificado. Una micropipeta de vidrio tradicionales se utilizan, y t&#xE9;cnicas de aspiraci&#xF3;n enteros y parcial c&#xE9;lulas son investigados para manipular c&#xE9;lulas individuales. C&#xE9;lulas parcialmente aspiraci&#xF3;n result&#xF3; en una velocidad de funcionamiento de 15 segundos por c&#xE9;lula y una tasa de &#xE9;xito del 95%. En contraste, el m&#xE9;todo de aspiraci&#xF3;n de c&#xE9;lulas enteras se requiere de 30 segundos por c&#xE9;lula y lograr una tasa de &#xE9;xito del 80%. La amplia aplicabilidad de esta t&#xE9;cnica de manipulaci&#xF3;n rob&#xF3;tica se demuestra mediante varios tipos de c&#xE9;lulas en sustratos tradicionales y en la parte superior abierta microfabricated dispositivos, sin necesidad de modificaciones a los dise&#xF1;os de dispositivos. Adem&#xE1;s, hemos utilizado este proceso de deposici&#xF3;n de serie en combinaci&#xF3;n con una t&#xE9;cnica establecida paralelo manipulaci&#xF3;n celular para mejorar la eficiencia de captura sola c&#xE9;lula de ~ 80% a 100%. Utilizando un sistema rob&#xF3;tico micromanipulaci&#xF3;n para posicionar las c&#xE9;lulas individuales sobre un sustrato se demuestra como una eficaz independiente o reforzar la tecnolog&#xED;a para una sola c&#xE9;lula de estudios, eliminando algunos de los inconvenientes asociados con el est&#xE1;ndar de una sola c&#xE9;lula manipulaci&#xF3;n y t&#xE9;cnicas de manipulaci&#xF3;n.

La deposici&#xF3;n de los organismos unicelulares y Patrones con un sistema rob&#xF3;tico

&#x673A;&#x68B0;&#x90E8;&#x961F;&#x662F;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x7684;&#x91CD;&#x8981;&#x7EC4;&#x6210;&#x90E8;&#x5206;&#xFF0C;&#x5E76;&#x53D1;&#x6325;&#x5173;&#x952E;&#x4F5C;&#x7528;&#xFF0C;&#x9A7E;&#x9A76;&#x4F53;&#x5185;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x3002;&#x5939;&#x5C42;&#x673A;&#x68B0;&#x90E8;&#x961F;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5E94;&#x5BF9;&#x6311;&#x6218;&#x6027;&#xFF0C;&#x56E0;&#x4E3A;&#x751A;&#x81F3;&quot;&#x7B80;&#x5355;&quot;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x523A;&#x6FC0;&#x4F53;&#x5916;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x4E2D;&#x53EF;&#x80FD;&#x4F1A;&#x5BFC;&#x81F4;&#x591A;&#x4E2A;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F9D;&#x5B58;&#x7684;&#x66F4;&#x6539;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x523A;&#x6FC0;&#x5305;&#x62EC;&#x56FA;&#x4F53;&#x53D8;&#x5F62;&#x3001; &#x6D41;&#x4F53;&#x6D41;&#x52A8;&#x3001; &#x6539;&#x53D8;&#x7684;&#x7269;&#x7406;&#x548C;&#x5316;&#x5B66;&#x8868;&#x9762;&#x7279;&#x5F81;&#x548C;&#x8D1F;&#x8F7D;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6587;&#x5316;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x5404;&#x79CD;&#x4EA4;&#x4E92;&#x7EC4;&#x4EF6;&#x590D;&#x6742;&#x8F6C;&#x79FB;&#x3002;&#x6D3B;&#x52A8;&#x673A;&#x68B0;&#x751F;&#x5316;&#x53CD;&#x5E94;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5BF9;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x523A;&#x6FC0;&#x4E2D;&#x751F;&#x6210;&#x5185;&#x90E8;&#x529B;&#x91CF;&#xFF0C;&#x91CD;&#x65B0;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x5E76;&#x542F;&#x52A8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5185;&#x7684;&#x4FE1;&#x53F7;&#xFF0C;&#x6307;&#x5B9A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x547D;&#x8FD0;&#x548C;&#x6539;&#x578B;&#x5468;&#x56F4;&#x73AF;&#x5883;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x590D;&#x6742;&#x5316;&#x673A;&#x68B0;&#x90E8;&#x961F;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5448;&#x73B0;&#x975E;&#x7EBF;&#x6027;&#x54CD;&#x5E94;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x90E8;&#x961F;&#x3001; &#x6750;&#x6599;&#x3001; &#x5316;&#x5B66;&#x54C1;&#x3001; &#x8868;&#x9762;&#x7279;&#x5F81;&#x3001; &#x77E9;&#x9635;&#x5C5E;&#x6027;&#x548C;&#x5176;&#x4ED6;&#x6548;&#x5E94;&#x5668;&#x7684;&#x7EC4;&#x5408;&#x3002;&#x5FAE;&#x6280;&#x672F;&#x4E3A;&#x57FA;&#x7840;&#x7684;&#x529E;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x6311;&#x6218;&#x53EF;&#x4EE5;&#x589E;&#x4EA7;&#x5173;&#x952E;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x884C;&#x4E3A;&#xFF0C;&#x529B;&#x5B66;&#x6027;&#x8D28;&#x89E3;&#x8026;&#x523A;&#x6FC0;&#x53C2;&#x6570; &#xFF1B;&#x542F;&#x7528;&#x591A;&#x5F0F;&#x8054;&#x8FD0;&#x63A7;&#x5236;&#x7EC4;&#x5408;&#x7684;&#x523A;&#x6FC0; &#xFF1B;&#x548C;&#x589E;&#x52A0;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7684;&#x541E;&#x5410;&#x91CF;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x800C;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x5730;&#x63A2;&#x8BA8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x53CD;&#x5E94;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x5173;&#x952E;&#x7684;&#x68C0;&#x8BA8;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7B80;&#x8981;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x6027;&#x6240;&#x56FA;&#x6709;&#x7684;&#x673A;&#x68B0;&#x523A;&#x6FC0;&#x7EC6;&#x80DE; &#xFF1B;&#x8C03;&#x67E5;&#x548C;&#x5BA1;&#x614E;&#x8BC4;&#x4F30;&#x9886;&#x57DF;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7F8E;&#x56FD; &#xFF1B; &#x76EE;&#x524D;&#x5FAE;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;&#x548C;&#x63A2;&#x7D22;&#x7684;&#x673A;&#x4F1A;&#x548C;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#xFF0C;&#x4F7F;&#x7528;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5DE5;&#x5177;&#x6765;&#x83B7;&#x53D6;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x4E0E;&#x5176;&#x73AF;&#x5883;&#x4E4B;&#x95F4;&#x76F8;&#x4E92;&#x673A;&#x68B0;&#x66F4;&#x6DF1;&#x5165;&#x7684;&#x8BA4;&#x8BC6;&#x3002;

&#xFF08;&#x5FAE;&#x89C2;&#xFF09; &#x7BA1;&#x7406;&#x673A;&#x68B0;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x3002;

Mechanical forces are critical components of the cellular microenvironment and play a pivotal role in driving cellular processes in vivo. Dissecting cellular responses to mechanical forces is challenging, as even "simple" mechanical stimulation in vitro can cause multiple interdependent changes in the cellular microenvironment. These stimuli include solid deformation, fluid flows, altered physical and chemical surface features, and a complex transfer of loads between the various interacting components of a biological culture system. The active mechanical and biochemical responses of cells to these stimuli in generating internal forces, reorganizing cellular structures, and initiating intracellular signals that specify cell fate and remodel the surrounding environment further complicates cellular response to mechanical forces. Moreover, cells present a non-linear response to combinations of mechanical forces, materials, chemicals, surface features, matrix properties and other effectors. Microtechnology-based approaches to these challenges can yield key insights into the mechanical nature of cellular behaviour, by decoupling stimulation parameters; enabling multimodal control over combinations of stimuli; and increasing experimental throughput to systematically probe cellular response. In this critical review, we briefly discuss the complexities inherent in the mechanical stimulation of cells; survey and critically assess the applications of present microtechnologies in the field of experimental mechanobiology; and explore opportunities and possibilities to use these tools to obtain a deeper understanding of mechanical interactions between cells and their environment.

(Micro)managing the mechanical microenvironment.

Les forces m&#xE9;caniques sont des composantes essentielles du microenvironnement cellulaire et jouent un r&#xF4;le essentiel dans la conduite des processus cellulaires in vivo. Dissection des r&#xE9;ponses cellulaires &#xE0; des forces m&#xE9;caniques est difficile, car m&#xEA;me &#xAB;simple&#xBB; stimulation m&#xE9;canique in vitro peut entra&#xEE;ner plusieurs changements interd&#xE9;pendants dans le microenvironnement cellulaire. Ces stimuli comprennent d&#xE9;formation du solide, fluide, modifi&#xE9; les caract&#xE9;ristiques de surface physiques et chimiques, et un complexe de transfert de charges entre les diff&#xE9;rentes composantes d&#x26;#39;un syst&#xE8;me en interaction de la culture biologique. Les r&#xE9;ponses actives m&#xE9;caniques et biochimiques des cellules &#xE0; ces stimuli en g&#xE9;n&#xE9;rant des forces internes, la r&#xE9;organisation des structures cellulaires, et d&#x26;#39;initier des signaux intracellulaires qui sp&#xE9;cifient le destin des cellules et de remodeler l&#x26;#39;environnement complique encore la r&#xE9;ponse cellulaire &#xE0; des forces m&#xE9;caniques. En outre, les cellules pr&#xE9;sentent une r&#xE9;ponse non-lin&#xE9;aire &#xE0; des combinaisons de forces m&#xE9;caniques, de mat&#xE9;riaux, les produits chimiques, des caract&#xE9;ristiques de surface, des propri&#xE9;t&#xE9;s de matrice et des effecteurs autres. Microtechnique approches fond&#xE9;es sur ces d&#xE9;fis peuvent donner des informations cl&#xE9;s sur la nature m&#xE9;canique de comportement cellulaire, par le d&#xE9;couplage des param&#xE8;tres de stimulation; permettant un contr&#xF4;le multimodal sur des combinaisons de stimuli, et en augmentant le d&#xE9;bit exp&#xE9;rimental pour sonder syst&#xE9;matiquement la r&#xE9;ponse cellulaire. Dans cette revue critique, nous examinons bri&#xE8;vement les complexit&#xE9;s inh&#xE9;rentes &#xE0; la stimulation m&#xE9;canique des cellules; enqu&#xEA;te et une &#xE9;valuation critique des applications de microtechnologies actuelles dans le domaine de la m&#xE9;canobiologie exp&#xE9;rimentale, et explorer les possibilit&#xE9;s et les possibilit&#xE9;s d&#x26;#39;utiliser ces outils pour obtenir une compr&#xE9;hension plus profonde de la m&#xE9;canique interactions entre les cellules et leur environnement.

(Micro) la gestion du micro-environnement m&#xE9;canique

Mechanische Kr&auml;fte sind kritische Komponenten der zellul&auml;ren Untersuchungsverfahren und spielen eine Schl&uuml;sselrolle beim Autofahren zellul&auml;re Prozesse in-vivo. Sezieren zellul&auml;re Reaktionen auf mechanische Kr&auml;fte ist schwierig, da selbst &quot;einfache&quot; in-vitro-mechanische Stimulation mehrere voneinander abh&auml;ngige &Auml;nderungen in der zellularen Mikromilieu verursachen kann. Diese Reize sind solide Verformung Fl&uuml;ssigkeit flie&szlig;t, ver&auml;nderte physikalische und chemische Oberfl&auml;chenstrukturen und eine komplexe &Uuml;bertragung von Lasten zwischen den verschiedenen interagierenden Komponenten eines biologischen Kultur-Systems. Die aktiven mechanischen und biochemischen Reaktionen Zellen auf diese Reize inneren Kr&auml;fte zu generieren, erschwert reorganisieren Zellstrukturen und initiieren intrazellul&auml;re Signale, die Zelle Schicksal angeben und umgestalten die Umgebung weitere zellul&auml;re Reaktion auf mechanische Kr&auml;fte. Dar&uuml;ber hinaus pr&auml;sentieren die Zellen eine nichtlineare Antwort auf Kombinationen von mechanischen Kr&auml;ften, Materialien, Chemikalien, Oberfl&auml;chenstrukturen, Matrixeigenschaften und andere Effektoren. Mikrotechnik-basierte Ans&auml;tze auf diese Herausforderungen k&ouml;nnen wichtige Einblicke in die mechanische Art der zellul&auml;ren Verhalten, Ertrag, durch Entkopplung Stimulationsparameter; Aktivieren von multimodalen Kontrolle &uuml;ber Kombinationen von Reizen; und experimentelle Durchsatz um zellul&auml;re Reaktion systematisch zu untersuchen. In diesen kritischen Bericht diskutieren wir kurz die Komplexit&auml;t, die die mechanische Stimulation der Zellen innewohnen; Umfrage und die Anwendungen der gegenw&auml;rtigen Mikrotechniken im Bereich der experimentellen Mechanobiology kritisch zu bewerten; und entdecken Sie Chancen und M&ouml;glichkeiten, um diese Tools zu verwenden, um ein tieferes Verst&auml;ndnis der mechanischen Wechselwirkung zwischen Zellen und ihrer Umgebung zu erhalten.

(Micro) Gesch&auml;ftsf&uuml;hrer der mechanischen Untersuchungsverfahren.

Forze meccaniche sono componenti critici del microambiente cellulare e giocano un ruolo fondamentale nel guidare i processi cellulari in vivo. Cellular responses to le forze meccaniche di dissezione &egrave; impegnativo, come anche &quot;semplice&quot; stimolo meccanico in vitro possono causare molteplici cambiamenti interdipendenti nel microambiente cellulare. Questi stimoli sono solidi deformazione, scorre fluidi, alterati, fisiche e chimiche superficiali caratteristiche e un complesso trasferimento dei carichi tra i vari componenti interagenti di un sistema di coltura biologica. Attive meccaniche e biochimiche risposte delle cellule a questi stimoli nel generare forze interne, la riorganizzazione di strutture cellulari e avvio di segnali intracellulari che specificano il destino delle cellule e rimodellare l&#39;ambiente circostante ulteriormente complica la risposta cellulare alle forze meccaniche. Inoltre, le cellule presentano una risposta non lineare per combinazioni di forze meccaniche, materiali, prodotti chimici, feature di superficie, propriet&agrave; matrix e altri effettori. Gli approcci basati sulla microtecnologia queste sfide possono produrre intuizioni fondamentali della natura meccanica del comportamento cellulare, disaccoppiando i parametri di stimolazione; Abilitazione del controllo multimodale sopra combinazioni di stimoli; e aumentare la velocit&agrave; effettiva sperimentale per sondare sistematicamente la risposta cellulare. In questa revisione critica, discutiamo brevemente la complessit&agrave; insita nella stimolazione meccanica delle cellule; indagine e valutare criticamente le applicazioni delle microtecnologie presenti nel campo della mechanobiology sperimentale; ed esplorare le opportunit&agrave; e le possibilit&agrave; per utilizzare questi strumenti per ottenere una pi&ugrave; profonda comprensione delle interazioni meccaniche tra le cellule e il loro ambiente.

(Micro) gestire il microambiente meccanico.

&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DD;&#x30FC;&#x30CD;&#x30F3;&#x30C8;&#x3067;&#x3042;&#x308A;&#x3001;in vivo&#x3067;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3092;&#x63A8;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x4E0A;&#x3067;&#x6975;&#x3081;&#x3066;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8A66;&#x9A13;&#x7BA1;&#x5185;&#x3067;&#x3082; &#x26;quot;&#x5358;&#x7D14;&#x306A;&#x26;quot;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x523A;&#x6FC0;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x5185;&#x306E;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F9D;&#x5B58;&#x306E;&#x95A2;&#x4FC2;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x5909;&#x66F4;&#x306E;&#x539F;&#x56E0;&#x3068;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x306E;&#x3067;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x89E3;&#x5256;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x3084;&#x308A;&#x304C;&#x3044;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x523A;&#x6FC0;&#x306F;&#x3001;&#x56FA;&#x4F53;&#x306E;&#x5909;&#x5F62;&#x3001;&#x6D41;&#x4F53;&#x306E;&#x6D41;&#x308C;&#x3001;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x8868;&#x9762;&#x7279;&#x5FB4;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x3001;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x6587;&#x5316;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30DD;&#x30FC;&#x30CD;&#x30F3;&#x30C8;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x8377;&#x91CD;&#x306E;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x8EE2;&#x9001;&#x304C;&#x542B;&#x307E;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x518D;&#x7DE8;&#x6210;&#x3057;&#x3001;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x8907;&#x96D1;&#x306B;&#x3057;&#x3066;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x904B;&#x547D;&#x3068;&#x6539;&#x9020;&#x306E;&#x5468;&#x56F2;&#x306E;&#x74B0;&#x5883;&#x3092;&#x6307;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5185;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x3092;&#x958B;&#x59CB;&#x3057;&#x3001;&#x5185;&#x90E8;&#x306E;&#x529B;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x969B;&#x306B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x523A;&#x6FC0;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x7A4D;&#x6975;&#x7684;&#x306A;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x751F;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x306A;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306F;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306A;&#x529B;&#x3001;&#x6750;&#x6599;&#x3001;&#x5316;&#x5B66;&#x3001;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x7279;&#x5FB4;&#x3001;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30D1;&#x30C6;&#x30A3;&#x3068;&#x4ED6;&#x306E;&#x30A8;&#x30D5;&#x30A7;&#x30AF;&#x30BF;&#x30FC;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x306B;&#x975E;&#x7DDA;&#x5F62;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x8AB2;&#x984C;&#x3078;&#x306E;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C6;&#x30AF;&#x30CE;&#x30ED;&#x30B8;&#x30FC;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306F;&#x3001;&#x523A;&#x6FC0;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x3092;&#x5206;&#x96E2;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x6319;&#x52D5;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x6027;&#x8CEA;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x3092;&#x5F97;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x523A;&#x6FC0;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x4E0A;&#x306E;&#x30DE;&#x30EB;&#x30C1;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C0;&#x30EB;&#x5236;&#x5FA1;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x305D;&#x3057;&#x3066;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7684;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5FDC;&#x7B54;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x306A;&#x30B9;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30C3;&#x30C8;&#x304C;&#x5411;&#x4E0A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8ABF;&#x67FB;&#x3068;&#x6279;&#x5224;&#x7684;&#x306B;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x306A;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CE;&#x306E;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x5185;&#x306B;&#x5B58;&#x5728;&#x3059;&#x308B;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C6;&#x30AF;&#x30CE;&#x30ED;&#x30B8;&#x30FC;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3059;&#x308B;;&#x3053;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30EC;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x7C21;&#x5358;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x523A;&#x6FC0;&#x306B;&#x5185;&#x5728;&#x3059;&#x308B;&#x8907;&#x96D1;&#x3055;&#x3092;&#x8B70;&#x8AD6;&#x3057;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x306E;&#x3088;&#x308A;&#x6DF1;&#x3044;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x5F97;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x6A5F;&#x4F1A;&#x3068;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x63A2;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x74B0;&#x5883;&#x3068;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;

&#xFF08;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#xFF09;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x3092;&#x7BA1;&#x7406;&#x3059;&#x308B;

&#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798; &#xC138;&#xD3EC; microenvironment&#xC758; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xAD6C;&#xC131; &#xC694;&#xC18C;&#xC640; in vivo &#xC138;&#xD3EC; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4; &#xC6B4;&#xC804;&#xC5D0; &#xC911;&#xCD94;&#xC801;&#xC778; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xB2F4;&#xB2F9;&#xD560;. &#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; &#xC751;&#xB2F5; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798;&#xC744; &#xBD80; &#xB3C4;&#xC804;, &quot;&#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C;&quot; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC790;&#xADF9; &#xCCB4; &#xC678; &#xC138;&#xD3EC; microenvironment&#xC5D0; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xAC1C;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC758;&#xC874;&#xC801;&#xC778; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xBC1C;&#xC0DD;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0;&#xB294; &#xACE0;&#xCCB4; &#xBCC0;&#xD615;, &#xC720;&#xCCB4; &#xD750;&#xB984;, &#xBCC0;&#xACBD; &#xB41C; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801;, &#xD654;&#xD559;&#xC801; &#xD45C;&#xBA74; &#xAE30;&#xB2A5;, &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xBB38;&#xD654; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xAD6C;&#xC131; &#xC694;&#xC18C; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xBD80;&#xD558;&#xC758; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC804;&#xC1A1; &#xB4F1;&#xC774; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD65C;&#xC131; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xBC0F; &#xC0DD;&#xD654;&#xD559; &#xC801;&#xC778; &#xC0DD;&#xC131; &#xD558;&#xB294; &#xB0B4;&#xBD80; &#xC138;&#xB825;&#xC5D0; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0; &#xC140;&#xC758; &#xC751;&#xB2F5;, &#xC138;&#xD3EC; &#xAD6C;&#xC870;&#xB97C; &#xB2E4;&#xC2DC; &#xAD6C;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; &#xC2DC;&#xC791; &#xC140; &#xC6B4;&#xBA85; &#xC9C0;&#xC815; &#xD558; &#xACE0; &#xC8FC;&#xBCC0; &#xD658;&#xACBD; &#xCD94;&#xAC00; &#xAC1C;&#xC7A5; &#xD558;&#xB294; &#xC138;&#xD3EC;&#xB0B4; &#xC2E0;&#xD638; &#xC138;&#xD3EC; &#xC751;&#xB2F5; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798;&#xC73C;&#xB85C; &#xBCF5;&#xC7A1;. &#xB610;&#xD55C;, &#xC140; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC778; &#xD798;, &#xC7AC;&#xB8CC;, &#xD654;&#xD559; &#xBB3C;&#xC9C8;, &#xD45C;&#xBA74; &#xD2B9;&#xC9D5;, &#xD589;&#xB82C; &#xC18D;&#xC131; &#xBC0F; &#xAE30;&#xD0C0; &#xC774;&#xD399;&#xD130;&#xC758; &#xC870;&#xD569; &#xBE44; &#xC120;&#xD615; &#xC751;&#xB2F5;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C;&#xB3C4; &#xC804;&#xC5D0; Microtechnology &#xAE30;&#xBC18; &#xC811;&#xADFC; &#xC790;&#xADF9; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218;; &#xB514; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC138;&#xD3EC; &#xD589;&#xB3D9;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xD2B9;&#xC131;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC8FC;&#xC694; &#xD1B5;&#xCC30;&#xB825;&#xC744; &#xC5BB;&#xC744; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBCF5;&#xD569; &#xC790;&#xADF9;;&#xC758; &#xC870;&#xD569;&#xC73C;&#xB85C; &#xC81C;&#xC5B4;&#xD560; &#xC218; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xCCB4;&#xACC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD734;&#xB300; &#xC804;&#xD654; &#xC751;&#xB2F5; &#xC870;&#xC0AC;&#xB97C; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xCC98;&#xB9AC;&#xB7C9; &#xC99D;&#xAC00;. &#xC774; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xAC80;&#xD1A0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD788; &#xC140;;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC790;&#xADF9;&#xC5D0; &#xB0B4;&#xC7AC; &#xB41C; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xB17C;&#xC758; &#xC124;&#xBB38; &#xD558; &#xACE0; &#xBE44;&#xD310;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xD3C9;&#xAC00; &#xC2E4;&#xD5D8; mechanobiology; &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD604;&#xC7AC; microtechnologies&#xC758; &#xC751;&#xC6A9; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xB3C4;&#xAD6C;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC140;&#xACFC; &#xD658;&#xACBD; &#xAC04;&#xC758; &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC758; &#xAE4A;&#xC740; &#xC774;&#xD574;&#xB97C; &#xC5BB;&#xC744; &#xAE30;&#xD68C;&#xC640; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xD0D0;&#xAD6C; &#xD558; &#xACE0;.

(&#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C;) &#xAE30;&#xACC4; microenvironment &#xAD00;&#xB9AC;.

Las fuerzas mec&#xE1;nicas son componentes cr&#xED;ticos del microambiente celular y juegan un papel fundamental en la conducci&#xF3;n de los procesos celulares in vivo. La disecci&#xF3;n de las respuestas celulares a las fuerzas mec&#xE1;nicas es un reto, ya que incluso &#x26;quot;simple&#x26;quot; estimulaci&#xF3;n mec&#xE1;nica in vitro puede causar varios cambios interdependientes en el microambiente celular. Estos est&#xED;mulos incluyen la deformaci&#xF3;n s&#xF3;lidos, flujos de fluidos, alterar las caracter&#xED;sticas superficiales f&#xED;sicas y qu&#xED;micas, y un complejo de transferencia de cargas entre los diferentes componentes que interact&#xFA;an en un sistema de cultivo biol&#xF3;gico. Las respuestas activas mec&#xE1;nicos y bioqu&#xED;micos de las c&#xE9;lulas a estos est&#xED;mulos en la generaci&#xF3;n de fuerzas internas, la reorganizaci&#xF3;n de las estructuras celulares, y el inicio de las se&#xF1;ales intracelulares que especifican el destino celular y remodelar el entorno complica a&#xFA;n m&#xE1;s la respuesta celular a las fuerzas mec&#xE1;nicas. Adem&#xE1;s, las c&#xE9;lulas presentan una respuesta no lineal a combinaciones de fuerzas mec&#xE1;nicas, materiales, productos qu&#xED;micos, caracter&#xED;sticas de superficie, las propiedades de la matriz y otros efectores. Microtecnolog&#xED;a enfoques basados &#x200B;&#x200B;en estos desaf&#xED;os puede aportar datos clave sobre la naturaleza mec&#xE1;nica del comportamiento celular, mediante la disociaci&#xF3;n de los par&#xE1;metros de estimulaci&#xF3;n, que permite un control multimodal en las combinaciones de est&#xED;mulos, y que aumenta el rendimiento experimental para investigar sistem&#xE1;ticamente la respuesta celular. En esta revisi&#xF3;n cr&#xED;tica, se analiza brevemente las complejidades inherentes a la estimulaci&#xF3;n mec&#xE1;nica de las c&#xE9;lulas, estudio y evaluaci&#xF3;n cr&#xED;tica de las aplicaciones de las microtecnolog&#xED;as actuales en el campo de la mecanobiolog&#xED;a experimental, y explorar las oportunidades y las posibilidades de utilizar estas herramientas para obtener una comprensi&#xF3;n m&#xE1;s profunda de la mec&#xE1;nica interacciones entre las c&#xE9;lulas y su entorno.

(Micro) la gesti&#xF3;n del microambiente mec&#xE1;nica

&#x5FAE;&#x578B;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x8FDB;&#x6B65;&#x4F7F;&#x5404;&#x79CD;&#x5404;&#x6837;&#x7684;&#x4E0D;&#x672C;&#x6765;&#x53EF;&#x80FD;&#x4E0E;&#x5E38;&#x89C4;&#x6280;&#x672F;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x533B;&#x5B66;&#x79D1;&#x5B66;&#x7684;&#x89C1;&#x89E3;&#x3002;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6A21;&#x62DF;&#x4F53;&#x5185;&#x5668;&#x5B98;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x5FAE;&#x89C2;&#x73AF;&#x5883;&#x53EF;&#x80FD;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x5173;&#x952E;&#x7EC6;&#x80DE;&#x57FA;&#x7840;&#x4E3A; pathophysiologies&#x3001; &#x53D1;&#x5C55;&#x548C;&#x7A33;&#x6001;&#x7684;&#x5404;&#x79CD;&#x673A;&#x5173;&#xFF0C;&#x540C;&#x65F6;&#x51CF;&#x5C11;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x6210;&#x672C;&#x9AD8;&#x548C;&#x4F53;&#x5185;&#x7814;&#x7A76;&#x4E0E;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x6027;&#x3002;&#x5728;&#x672C;&#x6587;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x76EE;&#x7684;&#x662F;&#x8981;&#x8C03;&#x67E5;&#x6700;&#x8FD1;&#x8BD5;&#x56FE;&#x5EF6;&#x957F;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x5316;&#x5E73;&#x53F0;&#x5BF9;&#x6A21;&#x62DF;&#x5668;&#x5B98;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#xFF0C;&#x548C;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x7684;&#x5404;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#x548C;&#x5229;&#x7528;&#x5728;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7279;&#x522B;&#x6CE8;&#x91CD;&#x5229;&#x7528;&#x73B0;&#x8C61;&#x4E0E;&#x5212;&#x5206;&#x6765;&#x521B;&#x5EFA;&#x6A21;&#x578B;&#x6587;&#x5316;&#x7CFB;&#x7EDF;&#xFF0C;&#x66F4;&#x597D;&#x5730;&#x4EE3;&#x8868;&#x4F53;&#x5185;&#x5668;&#x5B98;&#x5FAE;&#x73AF;&#x5883;&#x76F8;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x5FAE;&#x3002;

&#x673A;&#x5173;--&#x4E00;&#x7247;&#x4E0A;&#xFF1A; &#x4E0A;&#x6761;&#x5757;&#x5206;&#x5272;&#x4FE1;&#x53F7;&#x7126;&#x70B9;&#x3002;

Advances in microengineering technologies have enabled a variety of insights into biomedical sciences that would not have been possible with conventional techniques. Engineering microenvironments that simulate in vivo organ systems may provide critical insight into the cellular basis for pathophysiologies, development, and homeostasis in various organs, while curtailing the high experimental costs and complexities associated with in vivo studies. In this article, we aim to survey recent attempts to extend tissue-engineered platforms toward simulating organ structure and function, and discuss the various approaches and technologies utilized in these systems. We specifically focus on microtechnologies that exploit phenomena associated with compartmentalization to create model culture systems that better represent the in vivo organ microenvironment.

Organs-on-a-Chip: A Focus on Compartmentalized Microdevices.

Perc&eacute;es dans les technologies de microtechnique ont permis &agrave; une vari&eacute;t&eacute; de connaissances en sciences biom&eacute;dicales qui n&#39;auraient pas &eacute;t&eacute; possibles avec des techniques conventionnelles. Ing&eacute;nierie des micro-environnements qui simulent des syst&egrave;mes d&#39;organes in vivo peut-&ecirc;tre pr&eacute;voir perspicacit&eacute; critique dans la base cellulaire pathophysiologies, le d&eacute;veloppement et l&#39;hom&eacute;ostasie dans diff&eacute;rents organes, tout en r&eacute;duisant les co&ucirc;ts exp&eacute;rimentales &eacute;lev&eacute;es et les complexit&eacute;s associ&eacute;es aux &eacute;tudes in vivo. Dans cet article, nous visons &agrave; l&#39;enqu&ecirc;te sur les r&eacute;centes tentatives visant &agrave; &eacute;tendre les plates-formes tissulaire vers simulant la fonction et la structure de l&#39;organe et discuter les diff&eacute;rentes approches et technologies utilis&eacute;es dans ces syst&egrave;mes. Plus pr&eacute;cis&eacute;ment, nous nous concentrons sur les microtechnologies qui exploitent les ph&eacute;nom&egrave;nes associ&eacute;s &agrave; la compartimentation pour cr&eacute;er des syst&egrave;mes de culture des mod&egrave;les qui repr&eacute;sentent mieux le microenvironnement organ in vivo.

Organes-on-a-Chip: A Focus on Microdevices compartiment&eacute;e.

Fortschritte in der Microengineering Technologien erm&ouml;glichten vielf&auml;ltige Einblicke in biomedizinischen Wissenschaften, die nicht mit herk&ouml;mmlichen Verfahren m&ouml;glich gewesen w&auml;re. Ingenieurwesen Mikroumgebungen, die in-vivo Organsysteme simulieren kann kritische Einblicke in die zellul&auml;re Grundlage beim beschneiden die hohen experimentellen Kosten und Komplexit&auml;t im Zusammenhang mit in-vivo-Studien f&uuml;r Pathophysiologies, Entwicklung und Hom&ouml;ostase in verschiedenen Organen, vorsehen. In diesem Artikel wir wollen Umfrage Neuere Versuche, die Gewebe-Engineering-Plattformen zur Simulation von Orgel-Struktur und Funktion zu erweitern, und diskutieren die verschiedenen Ans&auml;tze und Technologien, die in diesen Systemen genutzt. Wir setzen speziell auf Mikrotechniken, die ausgenutzt werden Ph&auml;nomene zugeordnet Untergliederung Modellsysteme Kultur zu erstellen, die die in-vivo-Orgel Mikromilieu besser darstellen.

Organe-on-a-Chip: Fokus Abteilen Mikrovorrichtungen.

Progressi nelle tecnologie di Microtecnica hanno attivato una serie di approfondimenti in scienze biomediche che non sarebbero stato possibile con le tecniche convenzionali. Ingegneria microambienti che simulano sistemi dell&#39;organo in vivo pu&ograve; fornire comprensione critica nella base cellulare per pathophysiologies, lo sviluppo e l&#39;omeostasi in vari organi, mentre ridurre gli alti costi sperimentali e complessit&agrave; associati con studi in vivo. In questo articolo, abbiamo mirano a recenti tentativi di estendere piattaforme tessutale verso simulando organo struttura e funzione di indagine e discutere i vari approcci e tecnologie utilizzate in questi sistemi. In particolare ci concentriamo su microtecnologie che sfruttano fenomeni associati con compartimentazione per creare sistemi di coltura del modello che meglio rappresentano il microambiente organo in vivo.

Organi-on-a-Chip: Un Focus sui Microdevices compartimenti stagni.

&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED; &#x30A8;&#x30F3;&#x30B8;&#x30CB;&#x30A2; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x6280;&#x8853;&#x306E;&#x9032;&#x6B69;&#x306F;&#x3001;&#x5F93;&#x6765;&#x306E;&#x30C6;&#x30AF;&#x30CB;&#x30C3;&#x30AF;&#x3068;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x306A;&#x3044;&#x3068;&#x533B;&#x6B6F;&#x85AC;&#x5B66;&#x7DCF;&#x5408;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x306E;&#x69D8;&#x3005; &#x306A;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x306E;&#x5668;&#x5B98;&#x306E;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x5DE5;&#x5B66;&#x7D30;&#x80DE;&#x3054;&#x3068;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x6D1E;&#x5BDF;&#x75C5;&#x614B;&#x3001;&#x958B;&#x767A;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x3055;&#x307E;&#x3056;&#x307E;&#x306A;&#x81D3;&#x5668;&#x306E;&#x6052;&#x5E38;&#x6027;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x5B9F;&#x9A13;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x3068;&#x8907;&#x96D1;&#x3055;&#x306E; in vivo &#x3067;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x3068;&#x306E;&#x95A2;&#x9023;&#x3092;&#x7E2E;&#x5C0F;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x8A18;&#x4E8B;&#x306F;&#x3001;&#x5668;&#x5B98;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x5411;&#x304B;&#x3063;&#x3066;&#x7D44;&#x7E54;&#x8A2D;&#x8A08;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x3092;&#x62E1;&#x5F35;&#x3059;&#x308B;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;&#x8A66;&#x307F;&#x3092;&#x8ABF;&#x67FB;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x76EE;&#x6307;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x69D8;&#x3005; &#x306A;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x6D3B;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x8A71;&#x3057;&#x5408;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5177;&#x4F53;&#x7684;&#x306B;&#x306F;&#x3088;&#x308A;&#x826F;&#x3044;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x81D3;&#x5668;&#x5FAE;&#x5C0F;&#x74B0;&#x5883;&#x3092;&#x8868;&#x3059;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x6587;&#x5316;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x4F5C;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x533A;&#x753B;&#x5316;&#x3068;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x73FE;&#x8C61;&#x3092;&#x60AA;&#x7528;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED;&#x7126;&#x70B9;&#x3092;&#x5F53;&#x3066;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x81D3;&#x5668;-&#x30AA;&#x30F3;-&#x30C1;&#x30C3;&#x30D7;: &#x533A;&#x5206;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED; &#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x306B;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30AB;&#x30B9;&#x3002;

Microengineering &#xAE30;&#xC220; &#xBC1C;&#xC804; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAE30;&#xC874;&#xC758; &#xAE30;&#xC220;&#xB85C; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xB418;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC558;&#xC744; &#xAC83; &#xC774;&#xB77C;&#xACE0; &#xD558;&#xB294; &#xC0DD;&#xBA85; &#xACFC;&#xD559;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD1B5;&#xCC30;&#xB825;&#xC744; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Microenvironments &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xAE30;&#xAD00; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xD558;&#xB294; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xC81C;&#xACF5;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC140;&#xB8F0;&#xB7EC; &#xAE30;&#xCD08;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xD1B5;&#xCC30;&#xB825; pathophysiologies, &#xAC1C;&#xBC1C; &#xBC0F; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAE30;&#xAD00;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD56D;&#xC0C1;&#xC131; curtailing &#xB192;&#xC740; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xBE44;&#xC6A9; &#xBC0F; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; in vivo &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC640; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548;. &#xC774; &#xAE30;&#xC0AC;&#xC5D0;&#xC11C;&#xB294; &#xC6B0;&#xB9AC; &#xAE30;&#xAD00;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xAE30;&#xB2A5;, &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158;&#xC73C;&#xB85C; &#xC870;&#xC9C1; &#xC124;&#xACC4; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;&#xC744; &#xD655;&#xC7A5; &#xD558;&#xB294; &#xCD5C;&#xADFC; &#xC2DC;&#xB3C4; &#xC870;&#xC0AC; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC744; &#xBAA9;&#xD45C;&#xB85C; &#xD558; &#xACE0; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xBC29;&#xBC95; &#xBC0F; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0; &#xD65C;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xC220;&#xC5D0; &#xC124;&#xBA85;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xD2B9;&#xD788; &#xBCF4;&#xD5D8;&#xD68C;&#xC0AC; vivo&#xC5D0;&#xC11C; &#xC7A5;&#xAE30; microenvironment&#xB97C; &#xC798; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0B4;&#xB294; &#xBAA8;&#xB378; &#xBB38;&#xD654; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xB9CC;&#xB4E4; &#xC218;&#xC640; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xD604;&#xC0C1;&#xC744; &#xC545;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; microtechnologies&#xC5D0; &#xCD08;&#xC810;.

&#xC7A5;&#xAE30;&#xC5D0;-&#xCE69;: &#xD55C;&#xC815;&#xB41C; Microdevices&#xC5D0; &#xCD08;&#xC810;.

Avances en tecnolog&iacute;as de la microt&eacute;cnica han permitido una variedad de conocimientos en ciencias biom&eacute;dicas que no hubiera sido posibles con las t&eacute;cnicas convencionales. Ingenier&iacute;a microambientes que simulan sistemas del &oacute;rgano in vivo puede proporcionar la penetraci&oacute;n cr&iacute;tica en las bases celulares para pathophysiologies, el desarrollo y homeostasis en diversos &oacute;rganos, mientras que reducir los elevados costes experimentales y complejidades asociadas a estudios in vivo. En este art&iacute;culo, nos pretenden encuestas recientes intentos de ampliar las plataformas tejido-dirigida hacia simulando la funci&oacute;n y la estructura del &oacute;rgano y discutir los diferentes enfoques y tecnolog&iacute;as utilizados en estos sistemas. Espec&iacute;ficamente nos enfocamos en microtecnolog&iacute;as que explotan los fen&oacute;menos asociados con la compartimentaci&oacute;n para crear sistemas de cultivo de modelo que mejor representan el microambiente &oacute;rgano in vivo.

Christopher Moraes

Department of Mechanical and Industrial Engineering,
Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering

University of Toronto

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

Christopher Moraes

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Mechanical and Industrial Engineering,Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering

University of Toronto

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

Department of Mechanical and Industrial Engineering,
Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering