軟生物組織是影響人體生理和疾病的重要組成部分，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響組織發(fā)育、維護(hù)和修復(fù)過(guò)程中的細(xì)胞行為。大多數(shù)現(xiàn)有方法受到綜合表征技術(shù)的限制，從而損害組織結(jié)構(gòu)的基本過(guò)程。
在現(xiàn)已發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一份新報(bào)告中，盧卡·羅莎莉亞 (Luca Rosalia) 和哈佛大學(xué)和劍橋大學(xué)健康科學(xué)、物理學(xué)和工程學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于閉環(huán)相互作用的實(shí)驗(yàn)室軟生物組織單軸拉伸測(cè)試儀器在電磁致動(dòng)器和光學(xué)應(yīng)變傳感器之間。
該團(tuán)隊(duì)使用合成彈性體驗(yàn)證了該儀器，然后使用該設(shè)備檢查了軟組織的機(jī)械特性，例如小鼠食管組織及其構(gòu)成層，包括上皮組織、結(jié)締組織和肌肉組織?？茖W(xué)家們提高了儀器的可靠性，為廣泛研究軟生物組織的生物力學(xué)提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。
了解軟生物組織的特性
軟組織的特性包括剛度、強(qiáng)度和粘彈性，它們是不同生物過(guò)程的關(guān)鍵，包括胚胎形態(tài)發(fā)生、出生后發(fā)育和生理功能。這種生物學(xué)特性還在引發(fā)和發(fā)展從癌癥到傷口愈合和纖維化以及心血管疾病的各種病理學(xué)中發(fā)揮作用。然而，由于現(xiàn)有表征方法的局限性，有關(guān)生物組織的可用力學(xué)數(shù)據(jù)很少。例如，目前，生物組織的拉伸性能主要可以使用原子力顯微鏡進(jìn)行評(píng)估。
在這項(xiàng)工作中，Rosalia 和團(tuán)隊(duì)介紹了拉伸測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，并通過(guò)首先使用具有已知機(jī)械性能的合成彈性體，然后對(duì)小鼠食管及其構(gòu)成層進(jìn)行生物力學(xué)表征，驗(yàn)證了其相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)試方法的性能了解新開(kāi)發(fā)設(shè)備的性能并確定實(shí)驗(yàn)室建立的方法的可靠性。
研究人員使用擬議的儀器在毫米尺度上測(cè)試其生物力學(xué)特性。這些參數(shù)對(duì)應(yīng)于臨床常規(guī)活檢的人體組織樣本的平均大小以及生物醫(yī)學(xué)中使用的小鼠胚胎和成體組織。該團(tuán)隊(duì)將擬議儀器的架構(gòu)根據(jù)其應(yīng)用分為三個(gè)部分，包括樣品處理、力的應(yīng)用和變形測(cè)量。
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