細(xì)胞拉力加載系統(tǒng)細(xì)胞力學(xué)培養(yǎng)重要的技術(shù)手段

細(xì)胞是人體或動(dòng)物及植物等等生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，細(xì)胞體形極微，在顯微鏡下始能窺見(jiàn)，形狀多種多樣。主要由細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成，表面有細(xì)胞膜。高等植物細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁，細(xì)胞質(zhì)中常有質(zhì)體，體內(nèi)有葉綠體和液泡，還有線粒體。

人類猴子兔子狗貓小鼠等等，由于經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于力學(xué)的研究尤其關(guān)鍵，植物在大自然中由于受到風(fēng)力的影響，也處于一定的力學(xué)刺激條件。如何模擬在體外各種細(xì)胞在不同的力學(xué)機(jī)械刺激條件下進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)，變的越來(lái)越重要的條件。

細(xì)胞力學(xué)是人類組織工程研究的基礎(chǔ)研究，細(xì)胞和組織工程支架以及生長(zhǎng)要素是組織工程非常重要的三大要素。

細(xì)胞組織應(yīng)力背景與作用

生命活動(dòng)中無(wú)論是心臟的博動(dòng)、動(dòng)脈的收縮和舒張、腸道的蠕動(dòng)，骨生長(zhǎng)正畸，肌肉生長(zhǎng)正畸，血管蠕動(dòng)，肢體運(yùn)動(dòng)，還是胸肺的呼吸都不斷地對(duì)參與其中的細(xì)胞施加動(dòng)態(tài)的應(yīng)力（拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、切應(yīng)力）作用。因此正確理解細(xì)胞對(duì)外應(yīng)力刺激行為對(duì)骨肉正畸、肌肉收縮、創(chuàng)傷修復(fù)等許多重要生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有十分重要的意義

應(yīng)力信號(hào)協(xié)同生物化學(xué)信號(hào)是生物自適應(yīng)結(jié)構(gòu)自我設(shè)計(jì)和調(diào)控長(zhǎng)成的設(shè)計(jì)和調(diào)控者，細(xì)胞核是細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心，指揮它的活動(dòng)除了遺傳密碼外主要是外部刺激傳來(lái)的信號(hào)。細(xì)胞處于組織的應(yīng)力環(huán)境中，應(yīng)力刺激細(xì)胞膜并通過(guò)微絲和微管傳遞到細(xì)胞核，應(yīng)力信號(hào)在傳遞過(guò)程中引起一系列生化反應(yīng)。很新研究成果已證明應(yīng)力信號(hào)與化學(xué)信號(hào)在決定細(xì)胞活動(dòng)中具有同等重要性，應(yīng)力信號(hào)在調(diào)控細(xì)胞的分化、生長(zhǎng)和凋亡中起著主導(dǎo)作用。應(yīng)力刺激按作用方向分為張應(yīng)力、壓應(yīng)力和切應(yīng)力（血流對(duì)管壁）等，按時(shí)間分為定常和脈動(dòng)應(yīng)力。

細(xì)胞力學(xué)研究的重要性

一切生物生命都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞由生物大分子構(gòu)成。細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能，細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、成熟、增殖、衰老、凋亡、癌變以及通路表達(dá)，細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)及基因表達(dá)的調(diào)控，細(xì)胞的分化及其調(diào)控機(jī)理，都與細(xì)胞的力學(xué)特性有關(guān)。研究力對(duì)細(xì)胞的作用，是揭示組織生物力學(xué)特性的基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步研究細(xì)胞內(nèi)生物大分子的生物力學(xué)特性的出發(fā)點(diǎn)。力可以通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)和蛋白質(zhì)的合成來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，在細(xì)胞的生理、病理過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

細(xì)胞力學(xué)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是體外細(xì)胞培養(yǎng)機(jī)械加力裝置的研制

由于生物體內(nèi)組織結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，生物個(gè)體也存在較大差異，致使在體細(xì)胞的力學(xué)環(huán)境復(fù)雜多樣，從而增加在體細(xì)胞力學(xué)行為研究的難度。由于生物體內(nèi)的細(xì)胞、細(xì)胞膜很小，宏觀力學(xué)加載方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)無(wú)法直接使用。

因此，尋找合適細(xì)胞力學(xué)加載方法和能模擬生命體內(nèi)細(xì)胞組織生長(zhǎng)生物力環(huán)境的細(xì)胞組織體外機(jī)械力加載裝置，實(shí)現(xiàn)體外分離和建立合適的加載模型是細(xì)胞力學(xué)研究面臨的首要問(wèn)題。

細(xì)胞組織拉力加載培養(yǎng)系統(tǒng)

美國(guó)Flexcell的體外細(xì)胞牽張拉伸力加載培養(yǎng)裝置是體外細(xì)胞或組織牽張拉伸機(jī)械力刺激培養(yǎng)的金標(biāo)準(zhǔn),

該系統(tǒng)不但可以對(duì)細(xì)胞施加雙軸即等邊軸模式牽張力刺激，還可以施加單軸向模式的牽張拉伸系統(tǒng)刺激，

對(duì)各種2D、3D細(xì)胞或組織均可以拉應(yīng)力刺激培養(yǎng)，

該系統(tǒng)細(xì)胞量大，利于后期分析：系統(tǒng)支持4塊6孔牽張培養(yǎng)板或4個(gè)24孔板，多達(dá)96個(gè)樣品，

可放入培養(yǎng)箱進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的牽張拉伸刺激培養(yǎng)，

可任意力學(xué)波形模擬：靜態(tài)波形、正旋波形、心動(dòng)波形、三角波形、矩形及各種波形，超低頻率可達(dá)0.01赫茲，高頻率可達(dá)5赫茲，能很好控制超低或超高應(yīng)力下的波形,

方便加力刺激與不加力 -刺激對(duì)照：可控制同一塊培養(yǎng)板部分孔細(xì)胞受力與否，不同刺激條件參數(shù)同組對(duì)照，

可在牽張拉伸刺激加載的同時(shí)，在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞受力變化和反應(yīng)。

系統(tǒng)軟件參數(shù)豐富、簡(jiǎn)潔、強(qiáng)大，用戶可自定義、設(shè)置細(xì)胞拉伸受力實(shí)驗(yàn)方案、受力大小、力加載頻率、力加載周期和任意模擬波形，可對(duì)牽張力加載周期、拉力大小、頻率、波形精準(zhǔn)智能調(diào)控，

新推出適合6孔和2孔等邊軸牽張拉伸培養(yǎng)板的transwell holder,分析細(xì)胞對(duì)應(yīng)變的遷移，對(duì)未應(yīng)變的對(duì)照細(xì)胞和相同培養(yǎng)板中的應(yīng)變細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

可在彈性模量范圍1-80kPa內(nèi)基底硬度控制條件下進(jìn)行細(xì)胞組織牽張刺激培養(yǎng)，

文獻(xiàn)量3000多篇,國(guó)內(nèi)有上百家單位使用，30多年發(fā)展應(yīng)用驗(yàn)證，無(wú)使用風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。