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基于圖形化彈性基底的細(xì)胞牽引力測(cè)量研究[其他][醫(yī)療電子]

細(xì)胞牽引力顯微鏡方法是測(cè)量細(xì)胞牽引力的主流工具之一，該方法一般使用熒光微珠作為標(biāo)志點(diǎn)，通過測(cè)量細(xì)胞牽引力作用下熒光微珠的位移場(chǎng)，反演得出細(xì)胞牽引力場(chǎng)。由于熒光微珠在基底分布的深度不可控，但計(jì)算時(shí)候默認(rèn)所有微珠分布在基底表面，一定程度上降低了細(xì)胞牽引力場(chǎng)的計(jì)算精度。針對(duì)熒光微珠深度不可控的問題，提出在彈性基底表面加工圖形陣列作為基底變形標(biāo)志點(diǎn)，開展細(xì)胞牽引力測(cè)量的方法。在聚二甲基硅氧烷基底表面設(shè)計(jì)直徑3 μm， 高度0.8 μm的凸臺(tái)陣列作為基底位移標(biāo)志點(diǎn)。使用有限元仿真軟件在圖形化基底表面不同位置施加外力，仿真得到凸臺(tái)陣列的位移場(chǎng)，利用牽引力反演算法計(jì)算得到力場(chǎng)，與仿真過程中輸入的外力場(chǎng)相比較，結(jié)果一致。使用乳鼠心肌細(xì)胞在設(shè)計(jì)加工的圖形化彈性基底上開展了牽引力測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并計(jì)算得出牽引力場(chǎng)。仿真和實(shí)驗(yàn)均表明圖形化彈性基底適用于細(xì)胞牽引力的測(cè)量，為心肌相關(guān)疾病病理研究提供了新的研究手段。

發(fā)表于：3/28/2023