用于高通量和实时机械筛选的可压缩空心微激光器在类器官中的应用

文摘   2024-09-27 08:03   北京  

介绍:文章介绍了一种新型的生物相容性和可压缩的空心微激光器,用于实时、高通量和高灵敏度地评估类器官内的机械应力。这种微激光器利用激光光谱学,能够在纳米尺度上识别细胞变形,并具有帕斯卡级别的应力灵敏度,为疾病建模、药物筛选和心脏类器官的动态监测提供了一个强大的平台。

用于力学评估的类器官中可压缩空心微激光器的概念概述。

结果与讨论

  • 空心微激光器的概念和制造:通过介孔介导的方法制造了由PLGA组成的微珠,这些微珠具有超薄的外壳和微孔,允许在维持高质量激光性能的同时对细胞应激做出敏感响应。

    尼罗红掺杂空心微激光器的光学表征。

  • 光学表征:微激光器展现出光滑的表面,有利于WGM共振,并且在生物系统中提供了强光学反馈和低阈值激光发射。

  • 力学特性:利用AFM确定了微珠的杨氏模量,并建立了机械模型来分析微激光器在受到等向应力时的行为。

    空心微激光器的力学特性。

  • 肿瘤类器官的力学评估:通过在琼脂糖微孔板中培养肿瘤类器官,并利用微激光器评估其内部的应力分布,揭示了肿瘤内部的力学异质性。

    类肿瘤的各向同性应力评估。

  • 力学反应药物筛选:研究了药物对肿瘤类器官机械应力的影响,并展示了微激光器在药物筛选中的潜力。

    力学反应药物筛查。

  • hESC来源的心脏类器官收缩应力的评估:微激光器能够监测和映射人胚胎干细胞衍生的心脏类器官中的动态收缩应力,揭示了单个类器官内部的力学不均匀性。

    评估 hESC 衍生的心脏类器官中的收缩应力。

结论

文章展示了空心微激光器在评估类器官内机械应力方面的高效性和实用性。这种微激光器不仅能够提供对细胞应激的实时监测,还能够在药物筛选和心脏类器官的动态力学评估中发挥关键作用。此外,PLGA材料的生物相容性和可降解性为潜在的临床应用提供了可能,标志着在类器官力学生物学研究中的一个重要进展。


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