【摘要】 到目前为止描述的这些方法意味着支架或接种在顶部的细胞的区别特征。

最新进展还考虑使用动态 AFM 方法(基于轻敲模式)将细胞支架的纳米级表征(形貌和机械性能)提升到另一个水平[1-3]

 

例如,动态多频 AFM 方法(多谐波、双峰)和峰值力敲击 (PFT) 正在推动 AFM 领域以更高分辨率对复杂生物系统进行更快、定量、纳米力学表征。

 

到目前为止描述的这些方法意味着支架或接种在顶部的细胞的区别特征。尽管如此,直接测量细胞和支架本身之间的相互作用也可能非常有趣(这给出了关于相容性细胞支架的想法)。

 

这种可能性是由所谓的单细胞探针力谱(SCPFS)带来的。它将力谱模式下的测量与悬臂的化学修饰相结合,以捕获活细胞,以便将它们用作测量探针。 SCPFS 的主要优点是提供了一种灵敏的方法,不仅可以表征整个细胞与底层基质的相互作用,还可以表征单分子的相互作用,关注主客体相互作用。

 

该技术的多功能性取决于所使用的细胞系的数量,无论是原核细胞系还是真核细胞系,以及支架设计的无限可能性。

 

从已发表的作品数量来看,社区对这种方法的兴趣日益浓厚,因此可以预见一个充满希望的未来。

 

大多数研究细胞支架的研究人员并不是真正的 AFM 专家。它需要图像处理来使基于物理模型的计算变得复杂。因此,生产细胞支架的非专业 AFM 实验室可能会采取务实的方法,主要关注支架的应用和技术效果(例如对细胞命运的影响)。

 

在未来的几年里,支架生物工程的改进将有助于更好地理解支架/细胞界面及其相应的生物技术意义。因此,支架或整个系统的完整物理化学表征至关重要,而 AFM 可能是实现该目标的正确实验工具。

 

[1]. Han, D.K.; Park, K.D.; Hubbell, J.A.; Kim, Y.H. Surface characteristics and biocompatibility of lactide-based poly(ethylene glycol) scaffolds for tissue engineering. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 1998, 9, 667–680.

[2]. Irvine, D.J.; Ruzette, A.V.G.; Mayes, A.M.; Griffith, L.G. Nanoscale clustering of rgd peptides at surfaces using comb polymers. 2. Surface segregation of comb polymers in polylactide. Biomacromolecules 2001, 2, 545–556.]

[3]. Marshall, G.W., Jr.; Balooch, M.; Kinney, J.H.; Marshall, S.J. Atomic force microscopy of conditioning agents on dentin. J. Biomed. Mater. Res. 1995, 29, 1381–1387.

 

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