向片上传递机械刺激的方法-MechanoCulture-06

为了克服外部泵的尺寸限制，将泵集成在微流控芯片中以使系统小型化。

简而言之，沿着两个PDMS侧壁嵌入了两个光电二极管。电信号直接通过微流体通道内的电解质施加到二极管，并且不需要外部电连接，因为二极管的引线物理接触流体。流速通过改变施加到二极管从0.5伏的电场强度调整PP / cm至10 V PP /厘米。二极管泵驱动的流体技术的特征在于电输入的强度和频率，流体的pH值以及流体类型。但是，这种电渗流微流体系统的长期运行要求每小时更换一次液体，这对于某些组织或模型来说不容易实现。

微型蠕动泵也集成在PDMS芯片上，沿着肝肠和肝皮肤组织的共培养物产生脉动流，以研究不同剂量和给式的功效（图4 D）[ 52 ]。该微流控芯片连续包含细胞培养室，蠕动微泵和三个PDMS膜瓣。这些通过施加压力来致动。修改了泵送频率和蠕动阀压力，以将流体流速调节到特定的生理范围内。

这种mp6微型泵具有超简单的设计和结构，可以执行各种任务，包括将诊断样本移过微流体设备，给润滑剂加药，向传感器提供气体样本，混合溶液等等。广泛的mp6微型泵，适用于液体（mp6-pi，mp6-pp），液体和气体（mp6-liq）和气体（mp6-gas，mp6-gas +）流速从8 μL / min到> 10 mL / min

超紧凑（30 x 15 x 3.8毫米）和轻巧（仅2 g）良好的耐温性几乎完全由塑料制成，各种湿润材料具有广泛的化学相容性。

细胞拉伸装置-01

细胞拉伸装置是用于研究机械条件对细胞行为影响的研究工具。?

现实地代表健康或病理状况的细胞拉伸装置的开发对于准确地代表细胞在体内经历的机械环境很重要。 细胞拉伸装置有很多种，从市售的到定制的都有。 市售的设备包括Flexcell（Flexcell国际公司），ElectroForce（Bose），Strex（B桥国际公司）和MechanoCulture FX（CellScale）。 2D和3D拉伸环境均可用，

下图显示了2D单轴设备的可能拉伸机制。

二维单轴拉伸的机理：A，气动，医院使用的细胞牵张拉伸设备，B.机电夹臂，C.悬臂弯曲

除了剪切应力外，压缩还是某些组织（例如心脏，骨骼和血管）中的重要因素。例如，将心脏细胞培养在48孔板内的藻酸盐支架上。将这些3D细胞培养物放置在由48个活塞组成的压缩装置下方，为每个培养孔提供压缩和培养基灌注，以研究在机械刺激下的细胞行为。可以在微流体装置中提供对成骨细胞的压缩刺激，价格便宜的细胞拉伸仪器，以研究实时细胞反应，例如，暴露于那些刺激后的细胞内钙浓度变化和细胞内应变分布。可以通过压力控制调节膜片的膨胀来控制施加到细胞的压缩刺激。

通过市售的压缩系统（FX-5000C TM，Flexcell，细胞牵张，伯灵顿，北卡罗来纳州，美国）以1 Hz的频率进行幅度为0.33、0.5和1 MPa的正弦波形的循环压缩，以研究成骨细胞的分化[ 59]。该商用系统调节正气压以压缩组织样本或3D细胞培养物，这些样本或3D细胞培养物使用自己的组织培养板（TCP）放置在活塞和固定压板之间。该设备允许每个活塞将大14磅（= 6.4千克）的载荷施加到TCP的单个孔中。

MCTR为单个培养孔中的9个标本提供静水压力。可以将高达500 kPa的压力编程到设备上。

MCTX可以在6个独立的孔中单轴压缩3维样本。系统制定用户的加载方案，并记录所得的力-位移数据，以确定每个样品随时间变化的刚度曲线。

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