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水凝膠機(jī)械性能的變化，如強(qiáng)度、剛度、密度、成分、取向和粘彈性，都會(huì)影響細(xì)胞活性。
控制單元格行為。
識(shí)別啟動(dòng)特定細(xì)胞活動(dòng)的機(jī)械觸發(fā)器。
創(chuàng)建具有天然組織樣特性的水凝膠以促進(jìn)組織形成 4.
為了解決生物工程中未滿足的需求，我們引入了Pavone納米壓痕儀作為水凝膠和其他生物材料機(jī)械表征的強(qiáng)大方法。 Pavone確定了水凝膠的機(jī)械性能，細(xì)胞重塑水凝膠的機(jī)制，水凝膠力學(xué)性能對(duì)細(xì)胞行為的影響以及機(jī)械刺激在細(xì)胞接種水凝膠中的作用。因此，控制和了解細(xì)胞 - 水凝膠機(jī)制 - 與Pavone的相互作用可以解鎖新的治療策略。
引用
[1] Blache， U.， Ford， E.M.， Ha， B. et al.用于機(jī)械生物學(xué)的工程水凝膠。國(guó)家修訂方法入門 2， 98 （2022）.
[2] Jacob S，Nair AB，Shah J，Sreeharsha N，Gupta S，Shinu P.水凝膠在藥物輸送系統(tǒng)，組織工程和傷口管理中的新興作用。制藥學(xué)。2021 8 月 13;3（357）：10.DOI：3390.13030357/藥劑學(xué)33800402。;PMCID：PMC<>。
[3] Ahearne M. 細(xì)胞水凝膠機(jī)械傳感簡(jiǎn)介。界面焦點(diǎn)。2014 6 月 4;2（20130038）：10.DOI：1098.2013/RSFS.0038.24748951。密碼：3982445;PMCID：PMC<>。
[4] Geckil H， Xu F， Zhang X， Moon S， Demirci U. 工程水凝膠作為細(xì)胞外基質(zhì)模擬物。納米醫(yī)學(xué)（倫敦）。2010 5 月;3（469）：84-10.DOI：2217.10/nnm.12.20394538。
Piuma是功能強(qiáng)大的臺(tái)式儀器，可探索水凝膠、生理組織和生物工程材料的微觀機(jī)械特性。表征尺度從宏觀直至細(xì)胞。專為分析測(cè)試軟材料而設(shè)計(jì)，測(cè)量復(fù)雜和不規(guī)則材料在生理?xiàng)l件下的力學(xué)性能。杭州軒轅科技有限公司
● 內(nèi)置攝像鏡頭，方便實(shí)時(shí)觀察樣品臺(tái)
● 實(shí)時(shí)分析計(jì)算測(cè)量結(jié)果，原始數(shù)據(jù)并將以文本文件存儲(chǔ)，方便任何時(shí)候?qū)隓ataviewer軟件進(jìn)行復(fù)雜處理
● 探針經(jīng)過(guò)預(yù)先校準(zhǔn)，即插即用。對(duì)于時(shí)間敏感的樣品確保了快速測(cè)量
● 光纖干涉MEMS技術(shù)能夠以無(wú)損的方式測(cè)量即使是最軟的材料，并保證分辨率。同時(shí)探針可以重復(fù)使用Piuma軒轅納米壓痕儀Piuma軒轅納米壓痕儀
| 模量測(cè)試范圍 | 5 Pa - 1 GPa |
| 探頭懸臂剛度 | 0.025 - 200 N/m |
| 探頭尺寸(半徑) | 3 - 250 μm |
| 最大壓痕深度 | 100 μm |
| 傳感器最大容量 | 200 |
| 測(cè)試環(huán)境 | air, liquid (buffer/medium) |
| 粗調(diào)行程 | X*Y：12×12 mm Z：12 mm |
加載模式 | Displacement / Load* / Indentation* |
| 測(cè)試類型 | 準(zhǔn)靜態(tài)(單點(diǎn)，矩陣) 蠕變，應(yīng)力松弛 DMA動(dòng)態(tài)掃描 (E', E'', tanδ) |
| 動(dòng)態(tài)掃描頻率* | 0.1 - 10 Hz |
| 內(nèi)置擬合模型 | Young's Modulus (Hertz / Oliver-Pharr / JKR) |
| *為可選升級(jí)配置 | |
新型光纖干涉式懸臂梁探頭，利用干涉儀來(lái)監(jiān)測(cè)懸臂梁形變。
創(chuàng)新型光纖探頭，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)納米壓痕儀無(wú)法測(cè)試軟物質(zhì)的問(wèn)題，也解決了AFM在力學(xué)測(cè)試中的波動(dòng)大，操作困難、制樣嚴(yán)苛等常見(jiàn)缺陷。
● 背景噪音低：激光干涉儀抗干擾強(qiáng)于AFM反射光路
● 制樣更簡(jiǎn)單：對(duì)樣品的粗糙度寬容度高于AFM
● 剛度選擇更準(zhǔn)確：平行懸臂梁結(jié)構(gòu)有利于準(zhǔn)確判別壓痕深度與壓電陶瓷位移比例關(guān)系，便于選擇合適剛度探頭來(lái)保證彈性形變關(guān)系的穩(wěn)定性，進(jìn)而獲得重復(fù)率更高、準(zhǔn)確性更好的數(shù)據(jù)
● 借助功能強(qiáng)大而易于操作的軟件，用戶可以自由控制壓痕程序（載荷、位移等）。自動(dòng)處理曲線的流程，可以獲得數(shù)據(jù)和結(jié)果的快速分析
● 原始參數(shù)完整txt導(dǎo)出，便于后續(xù)復(fù)雜處理的需要
● 利用Hertz接觸模型從加載部分計(jì)算彈性模量，與常用的Oliver&Pharr方法相比，更為適合生物組織和軟物質(zhì)材料特性
| 年 份 | 期 刊 | 題 目 |
|---|---|---|
| 2022 | Advanced Functional Materials | Engineering Vascular Self-Assembly by Controlled 3D-Printed Cell Placement |
| 2022 | Biomaterials | Hydrogels derived from decellularized liver tissue support the growth and differentiation of cholangiocyte organoids |
| 2021 | Biofabrication | 3D bioprinting of tissue units with mesenchymal stem cells, retaining their proliferative and differentiating potential, in polyphosphate-containing bio-ink |
| 2021 | nature communications | Janus 3D printed dynamic scaffolds for nanovibration-driven bone regeneration |
| 2020 | Environmental Science & Technology | Effect of Nonphosphorus Corrosion Inhibitors on Biofilm Pore Structure and Mechanical Properties |
| 2020 | Acta Biomaterialia | A multilayer micromechanical elastic modulus measuring method in ex vivo human aneurysmal abdominal aortas |
