常州大学生物力学一项研究获重要突破 有助于人类胚胎发育和创伤愈合及治疗肿瘤转移等
发布时间:2021-09-13 08:22    来源:常州日报    编辑:姚程玉

常报全媒体讯 记者9日从常州大学获悉,该校生物医学工程与健康科学研究院在超软细胞微组织生物力学研究中取得重要突破——研究院院长、长江学者邓林红教授领导的团队设计并制备了一种高灵敏性的传感器,能准确测量微组织收缩过程中所产生的力。该技术将在生物医药领域具有广泛的应用前景,包括对胚胎发育、创伤愈合、肿瘤转移等内在机制的基础研究和组织工程、再生医学等领域中植入体的应用研究,造福人类生命健康。

近年来,生命现象中的机械力作用逐渐被人们所关注,但目前生物医学界对于超软组织大变形过程中细胞产生的作用力还没有可靠的测量技术,无法正确理解胚胎发育、创伤愈合、肿瘤转移等重要生理病理过程的内在调控机制。

2018年底,王翔研究员回国加盟邓林红教授团队,开启了针对这一技术难题的研究。“我们采用聚合物材料构建出一种微弦装置,将细胞微组织培养在微弦上。由于微弦很柔软,在微组织变形中不会产生任何阻碍作用,从而达到灵敏、准确地测量微组织收缩力的效果。这在国际上还是先例。”王翔介绍,团队利用这一技术研究,发现了成纤维细胞和胶原蛋白构成的微组织在大幅度收缩变形过程中作用力的动态变化关系:随着微组织收缩变硬,细胞作用力逐渐降低,胶原蛋白基质作用力相对提高。这在生物医学领域是一个全新的发现。

据了解,目前,关于微弦测量技术的原理和制备方法,以及相关研究的实验结果已经以论文形式发表在国际顶级学术期刊——《美国国家科学院院报(PNAS)》上,这是常州大学首次以独立完成单位在该杂志上发表研究论文。

邓林红表示,下一阶段,团队将利用这一技术,进一步深入研究一些重要的生理病理现象中组织变形与力学因素的关系,比如新冠肺炎中,病毒感染对气道和肺组织力学性质的影响和病理后果;新冠肺炎治疗中,采用机械通气时,气道和肺组织受到大幅度拉伸对新冠肺炎物理和药物治疗的疗效影响等。

(尤佳 李晶晶 包海霞)

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