近日來(lái)自哈佛大學(xué)保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)、哈佛大學(xué)生物靈感工程懷斯研究所和哈佛大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院(FAS)化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)系的團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)出一種混合材料，其能夠在從整個(gè)細(xì)胞片下至單個(gè)細(xì)胞的小區(qū)域的尺寸上實(shí)現(xiàn)高度可控的細(xì)胞變形。

“憑借其獨(dú)特的能力，相對(duì)容易合成和使用，我們的新材料方法克服了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)限制，并可以推動(dòng)對(duì)細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞-細(xì)胞相互作用的力相關(guān)方面的研究在高度可控和更多的生命像體外形式，”材料科學(xué)SEAS和Wyss研究所核心教員Joanna Aizenberg教授介紹道。該方法可以應(yīng)用于單細(xì)胞、微生物或更大的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，如形成組織的細(xì)胞。它為不同的研究領(lǐng)域，包括細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)和藥物測(cè)試啟用新的研究工具。

該材料由嵌入水凝膠中的微小微孔板陣列組成，在該雜化材料的頂表面上生長(zhǎng)的細(xì)胞緊密地附著于微板的尖端。水凝膠可以用聚焦激光局部加熱并使其像肌肉一樣收縮，拉動(dòng)相鄰的微孔板并拉伸表面上的細(xì)胞。該方法對(duì)于細(xì)胞是快速可逆的和安全的，因?yàn)樗鼈儾慌c水凝膠一起加熱。

這張卡通示意圖解釋聚焦激光指向光響應(yīng)水凝膠的一個(gè)區(qū)域如何導(dǎo)致其局部收縮，被動(dòng)拉在嵌入的微孔板尖端和連接到它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。如夾子中所示的水凝膠的俯視圖所示，微孔板尖端在局部區(qū)域的位移發(fā)生得很快，并且是完全可逆的。

“通過(guò)改變水凝膠中微結(jié)構(gòu)骨架的圖案和尺寸，我們能夠?yàn)椴煌募?xì)胞來(lái)源生成最佳的底物，并且通過(guò)改變激光的定位和分布，我們可以操縱單細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域復(fù)雜細(xì)胞片層或片段的更大片段，”Wyss研究所技術(shù)開(kāi)發(fā)研究員和論文共同作者Tanya Shirman說(shuō)，“施加的力和響應(yīng)時(shí)間反映在真實(shí)組織中，因此是高度生理的?！?/p>

這種多功能材料平臺(tái)還可以用于與細(xì)胞研究或組織工程無(wú)關(guān)的研究，例如刺激響應(yīng)材料、致動(dòng)器、機(jī)器人、主動(dòng)防污表面和自適應(yīng)光學(xué)。例如，可以用指向關(guān)鍵區(qū)域的光來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和合成關(guān)節(jié)的變形，或者可以通過(guò)在污染的區(qū)域照射光來(lái)清除污染的生物體的工業(yè)表面、誘導(dǎo)表面的局部致動(dòng)并釋放污染物。

該文章由Amy Sutton、Tanya Shirman、Jaakko Timonen、Grant England、Philseok Kim、Lauren Zazar、Elizabeth Strong、Thomas Ferrante，MIT的Mathias Kolle和Penn State University的Lauren Zarzar共同撰寫(xiě)。

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標(biāo)簽：工業(yè)、細(xì)胞

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文章名稱(chēng)：《細(xì)胞操作新方法有望推進(jìn)工業(yè)表面清潔》

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