flexcell品牌Tissue Train 细胞构建组织的三维细胞机械力加载测试测量系统
背景
细胞在 3D 空间中“构建”胚胎组织和器官。这是一项复杂的任务，需要细胞之间进行不断的沟通，协调它们的动作，产生形成复杂组织形态的机械力.长期以来，生物学家一直在研究，这些结构形成时细胞和它们的行为之间的联系，但是直到现在，还没有发现细胞产生用来形成这些结构的力，美国flexcell品牌Tissue Train ?细胞构建组织的三维机械力加载测试系统提供了测量3D细胞之间的作用力的新方法,该系统可使用种子细胞构建长度达35mm的生物人工组织，并可在体外模拟仿真体内力学环境进行培养测试组织力属性，量化加载、测量细胞形成组织的作用力.
Flexscan细胞形成组织机械力自动记录测量系统可：
1.自动扫描设备和面积计算软件
2.记录三维人工组织中凝胶的压实过程。
3. 自动，重复扫描凝胶包裹种子细胞体。
4. 分辨率可达到600 dpi。
5.用户可设定扫描频率，次数。
6.与Tissue Train系统一起使用，可以记录三维细胞形成组织培养凝胶的压实动力学。
7.储存的图像可以输入xyflex程序进行凝胶面积计算。
8.xyflex软件：测量三维人工组织的压实力曲线
Tissue Train 测量体系介绍
体外培养在与真实组织在结构上和功能上相似的人工组织需要以下几个基本条件：
（1）细胞
（2）支架矩阵组织
（3）培养基和生长因子
和（4）的机械刺激。这些条件彼此相互影响，并且相互之间共同来促进形成能够承受生物机械力的，且结构比较稳定的组织。而在人工组成形成的过程中，这些细胞按照发育途径形成具有一定几何形状的细胞外基质结构。其中一些信号转导途径参与了细胞外基质组合物的形成。这些途径中，有些是由细胞基质的机械变形调节，并通过膜结合蛋白，如整合素，粘着斑复合体，细胞粘附分子和离子通道传递到细胞内。这些途径中细胞还可以响应配体，如细胞基质形变所释放的细胞因子，**或生长因子等。
为了维持肌肉骨骼组织的完整性和强度，组织内细胞需要保持一定水平的内在应力。如果缺乏这种内在的应力，组织会缺少强度导致细胞结构的破坏或者组织的断裂。目前一般认为如果在固定四肢，卧床休息或在内在应力水平的降低的情况下，将导致骨中矿物质流失，骨组织萎缩，骨骼弱化，以及合成代谢活性的降低和分解代谢活性的增加。
为了在体外培养与原生组织类似的人工组织，*重要的就是能够创建模拟体内条件的环境。细胞在具有机械运动作用的环境中培养，可以促进细胞的新陈代谢，并可以改变细胞的形状和其它性能。因此，在体外形成过程中建立和保持一个具备机械作用的环境（即张力，剪切力或压缩）就成为这一过程中至关重要的。除了具备机械作用的环境，在三维环境下培养细胞可以比静态二维培养法更好地模拟原生环境。
组织基质的尺寸和形状也将直接影响组织内细胞的类型、大小、排列方向以及组织基质内生理作用力分布。组织内的组成也会取决于组织所受的作用力的类型。基于解剖学一些组织所处的位置，某些组织受到了拉伸力和压缩力，并且形成了多种组织成分。比如跟腱的中部（拉伸力存在）是由致密的纤维结缔组织组成，而肌腱压靠跟骨区域（其中压缩力存在）是由纤维软骨组织组成。组织的形状也与其所处具体位置所产生的功能或者功能的丧失相关。比如连接骨骼的跟腱位于跟骨交界处，而在这个位置上的跟腱也容易断裂，其原因就在于其厚度*小。因此，特别需要对组织的原生形状进行体外模拟，以研究其失效机理以及相关组织**机制。FLEXCELL的Tissue Train ?培养体系的开发，就是为了解决这一组织培养过程中的难题，这个培养体系通过为细胞和基质提供三维支架矩阵组织、动态的拉伸力和多种几何模型来创建不同形状的生物人工组织（如线性，梯形和圆形）。
FLEXCELL的Tissue Train 培养体系是一个独立的三维培养系统，它允许研究者在基质凝胶中创建用于细胞培养的三维几何形状，或使细胞构建自组装矩阵，连接到锚定器在Tissue Train 培养板。 FLEXCELL目前拥有模具和/或板，用于创建三个不同形状的水凝胶：线性，梯形和圆形。该Tissue Train ?系统可用来自心脏，肌肉骨骼，皮肤，肺，胃肠道，骨髓和脂肪组织等的细胞创建生物人工构建体，（参见Flexcell文献库，看看研究人员目前如何使用该系统）。
图1说明了使用Tissue Train培养系统创建一个线性的生物人工组织（BAT）。 简言之，Tissue Train培养板顶上设置一个槽式Loader，使用施加真空的FX-5000张力系统拉动培养板的柔性底橡胶膜向下进入线性槽。用移液管把细胞和凝胶基质悬浮液分注到两个锚之间的槽式茎。聚合后，真空经由锚释放和线性的水凝胶或生物人工组织，已经建立了附着到培养板上的茎在东部和西部*点。
该系统以水凝胶为细胞外基质支架，水凝胶支架液态时包裹细胞，固态时形成交联网络，细胞粘附力强,良好水分、养分交换，同时又可以逼真模拟体内细胞组织力学环境.
工作原理:
1.以立体三维基质水凝胶为支架，细胞在培养过程中胞外基质不断产生，并互相连接，形成组织
2.三维基质水凝胶提高组织形成所需要的水分、营养和提供细胞连接的空间.
3.在三维作用力刺激下，模拟细胞生长所需的生长环境。构建的三维组织可塑性高，便于后期分析基因表达和组织结构。
4.利用天然的细胞间相互作用来驱动三维结构的形成。此方法科学，对干细胞诱导、再生医学、**开发等利用三维细胞培养的实验室都可以应用
5.flexsan组织形成压力动力测试系统可以自动记录组织形成过程中压实力过程，自动绘制测量三维人工组织的压实力曲线。
图1:Tissue Train培养系统创建生物人工组织
该FX-5000张力系统提供研究者一个不断增长的生物人工组织的具有调控单轴或等双轴应力应变工具。用户可以在一个方案，定义了一个频率，伸长率和应变的持续时间，模拟在体内天然组织的应变环境（见进一步的信息细胞的三维培养施加机械负载）
另外，该细胞将自己重塑细胞外基质随着时间的推移（图2）。这个重塑的一个措施是胶压实随着时间的推移。 SCANFLEX是一个自动化的图像采集系统，允许用户定期扫描放置在扫描仪床上物品。该SCANFLEX软件控制的数字扫描仪，并允许用户次数和时间间隔进行编程时，数字扫描拍摄。当结合Tissue Train培养板结合使用时，SCANFLEX可用于确定在生物人工组织的面积的变化。此外，BAT的区域可以使用XyFlex图像分析软件来测量。 XyFlex?软件允许用户自动测量BAT区域中的图像的一个大的序列。
图2：生物人工组织胶压实矢量图像
典型应用案例：
更多应用案例请联系我们：01067529703
系统功能及优势总结：
1.该系统对生长在三维状态下的细胞及组织进行单轴向或者双轴向的静态或者周期性的应力加载实验，可智能、精准诱导来自各种细胞、组织在拉应力作用下发生的生化生理变化，专业、细腻的阐释了体外细胞、组织机械力刺激加载、力学信号感受和响应机制。对研究细胞的形态结构及功能，细胞的生长、发育、成熟、增殖、衰老、凋亡、死亡及癌变以及通路表达，细胞信号传导及基因表达的调控，细胞的分化及其调控机理具有重要意义；
2.该系统的计算机控制系统，为体外培育的细胞提供**的，可控制的，可重复的，静态的或者周期性的应力变化；
3.该系统可感应、加载各种细胞、组织在应力刺激下的生物化学反应，例如：骨骼细胞，肺细胞，心肌细胞，血细胞，皮肤细胞，肌腱细胞，韧带细胞，软骨细胞和骨细胞；
4.该系统特制的显微附属设备，在细胞及组织加力刺激培养的同时，实时观察细胞组织在力刺激下的反应；
5.该系统使用Flexcell程序，可建立特制的各种模拟实验：心率模拟实验，步行模拟实验，跑动模拟实验和其他运动力模拟实验；
6.该系统可在体外模拟仿真体内各种细胞组织力刺激的静态波形、正旋波形、心动波形、三角波形、矩形波形、各种特制波形；
7.该系统可使用种子细胞构建长度达35mm的生物人工组织，并可在体外模拟仿真体内力学环境进行培养测试组织力属性；
8.真正意义上的三维培养—该系统以水凝胶为细胞外基质支架，水凝胶支架液态时包裹细胞，固态时形成交联网络，细胞粘附力强,良好水分、养分交换，同时又可以逼真模拟体内细胞组织力学环境；
9.三维组织培养模具和三维细胞培养板类型丰富，具有亲水氨基酸、胶原（I型或IV）、弹性蛋白、ProNectin（RGD）包被表面、层粘连蛋白（YIGSR）包被表面，细胞粘附能力强。科研者根据自己的细胞组织，有针对性的选择适合包被表面三维培养板；
10.特制梯形三维培养模具，可以逼真进行三维肌腱培养.
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