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用磁铁移动肌肉纤维“编程”它们如何在组织内对齐

本站发布时间:2023-12-23 15:46:49

MassachusetsInstituteofTechnology(MIT)和波士顿大学的研究人员于20年10月在我们的设备中报告称,用磁铁刺激肌肉会导致中间方向的肌肉生长,使肌肉细胞与问题对齐这些发现提供了一种更简单、耗时更少的医学研究方法,即与健康肌肉功能密切相关的程序肌肉排列

首席作者、麻省理工学院工程师RituRaman说:“校准肌肉损伤的能力意味着我们可以开发模型组织来了解肌肉健康和疾病状态,并开发和测试对抗肌肉损伤或疾病的治疗方法。”对控制肌肉生长的规则的进一步理解也可能在机器人、鞘等领域有应用

在之前的调查中,Ramanan和同事们发现,“锻炼”肌肉会使肌肉在10天的时间里对电刺激的收缩反应增加30分钟这一次,研究人员希望探索在特定时间段内(而不是让他们自己负责)对肌肉进行机械模拟是否会产生同样的结果为了进行研究,他们开发了一种不同于典型技术的机械刺激肌肉问题的方法

“一般来说,当人们想在环境中用机械方式刺激问题时,他们会抓住问题的两端并来回移动,拉伸和压缩多孔组织,”拉曼说“但这并不意味着有多少细胞会存活在新生儿身上。我们希望在没有问题的情况下,在空间上控制它们之间的力量,匹配本地系统。”

为了刺激肌肉细胞更贴近生活方式,Ramanan和ArteamgrewcellsinaPetridi是一种含有磁性颗粒的凝胶当你可以在下面来回移动一块磁铁时,物品也会来回移动,这会“弯曲”细胞研究人员可以通过改变磁体的强度和方向,精确地控制磁体移动的方式,以及在缺乏经验的情况下对磁体的感知和方向为了测量肌肉在这些问题上的对齐情况以及肌肉是否同步收缩,该团队在波士顿大学的合作者开发了一种自定义软件,可以自动跟踪肌肉的视频,并生成其运动图

拉曼说:“我们对自己的研究结果感到非常惊讶。”尽管在10天的时间里对肌肉进行的机械模拟并没有使肌肉变硬,但它确实导致了肌肉向中间方向生长

“此外,当我们触发肌肉收缩时,我们被兴奋的是,对齐的肌肉会同步跳动,而非对齐的肌肉不会同步跳动,”拉曼说“这证实了我们对已连接的内存的形式和功能的了解,并且控制形式可以帮助我们控制功能。”

Ramanan和同事们进一步研究了不同的机械刺激区域对健康和疾病肌肉纤维的影响此外,他们种植的植物具有对其他类型细胞的机械刺激作用


来源:

Materials provided by
Cell Press.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Brandon Rios, Angel Bu, Tara Sheehan, Hiba Kobeissi, Sonika Kohli, Karina Shah, Emma Lejeune, Ritu Raman.
    Mechanically programming anisotropy in engineered muscle with actuating extracellular matrices. Device, 2023; 1 (4): 100097 DOI: 10.1016/j.device.2023.100097

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