用于微流体环境中机械细胞刺激和压缩的柔性微器件
不断有证据表明，癌症不仅是基因突变的疾病，而且是细胞和微环境的机械生物学特性改变的疾病。这种与突变无关的元件可能是促进癌症发展和传播的关键因素。生物机械力通过固体应力、基质力学、间质压力和流动来调节肿瘤微环境。肿瘤生长和间质组织所产生的压应力改变了细胞的变形，使细胞的生物物理特性恢复生长、分化、扩散或侵袭。这种固体应力可以通过外部引入来改变细胞的响应，并通过动态压缩机械地诱导细胞裂解。在本工作中，我们报道了一个微流控细胞培养平台，该平台带有一个集成的、主动调制的执行器，可用于压缩力对癌细胞的应用。我们的平台由一个控制微通道在顶层引入外力和一个带有整体式驱动器的聚二甲基硅氧烷( PDMS )膜组成。该集成驱动器被称为微活塞，通过调节微活塞的气体压力、定位、形状和尺寸，以动态和可控的方式对SKOV-3卵巢癌细胞施加压缩。我们报道了平台的制作、机械驱动器的实验和计算表征以及装置中细胞的加载和培养。我们进一步展示了利用该驱动器在生理压力水平上进行重复的动态细胞压缩和机械细胞溶解，证明了机械刺激适合用来研究压力在肿瘤微环境中的作用。最后，我们将我们装置中的细胞压缩应用扩展到研究周期性压缩细胞中机械生物相关蛋白和核轮廓。