微型生物力學(xué)測試系統(tǒng)用于細(xì)胞球分析

組織球體(TS)由于其高細(xì)胞密度，復(fù)雜的細(xì)胞和基質(zhì)組成而成為創(chuàng)建3D人體組織的強(qiáng)大工具，應(yīng)用于生物打印。組織球體也是的臨床階段前藥物開發(fā)的重要工具。在此過程中取得成功則需要高質(zhì)量，可重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)化。

在使用TS作為組織工程中的構(gòu)件之前，有必要評估其機(jī)械性能并證明它們表現(xiàn)出與天然組織相似的性能。MicroTester非常適合組織球體的壓縮試驗(yàn)。

在之前的研究中，莫斯科的Elena Bulonova和其團(tuán)隊(duì)使用MicroTester作為表征和評估組織球體的幾個指標(biāo)之一。

使用微尺度平行板壓縮測試系統(tǒng)和相關(guān)軟件測量TS機(jī)械性能。HEK293和L6細(xì)胞系的TS初始細(xì)胞數(shù)量為1000個，軟骨細(xì)胞和人類成纖維細(xì)胞(HF)為8000個。在進(jìn)行壓縮前，將它們分別培養(yǎng)1、2、3、6和9天。每組測量了20個樣品。

上皮HEK293球體是最軟的球體。它們的彈性模量沒有隨著培養(yǎng)時間而變化，約為0.2-0.4 kPa。

L6球體在培養(yǎng)物中的頭兩天的剛度較低。然后它們的機(jī)械性能從培養(yǎng)中的第3天開始大大增加。從0.7到5.4 kPa，觀察到彈性模量顯著增長，這與形態(tài)學(xué)表征相符，揭示TS內(nèi)的成肌細(xì)胞進(jìn)行性凝結(jié)。

軟骨和HF球體在整個過程中表現(xiàn)出機(jī)械性能逐漸發(fā)展。各自地，觀察到彈性模量從0.8增加到4.7 kPa，1.5增加到3.3 kPa。

DOI：10.1126/sciadv.aay5394