近日來自哈佛大學保爾森工程與應用科學學院（SEAS）、哈佛大學生物靈感工程懷斯研究所和哈佛大學藝術與科學學院（FAS）化學與化學生物學系的團隊，開發出一種混合材料，其能夠在從整個細胞片下至單個細胞的小區域的尺寸上實現高度可控的細胞變形。

    “憑借其獨特的能力，相對容易合成和使用，我們的新材料方法克服了現有的實驗限制，并可以推動對細胞形態發生、細胞運動和細胞-細胞相互作用的力相關方面的研究在高度可控和更多的生命像體外形式，”材料科學SEAS和Wyss研究所核心教員Joanna Aizenberg教授介紹道。該方法可以應用于單細胞、微生物或更大的細胞網絡，如形成組織的細胞。它為不同的研究領域，包括細胞和發育生物學、再生醫學和藥物測試啟用新的研究工具。

    該材料由嵌入水凝膠中的微小微孔板陣列組成，在該雜化材料的頂表面上生長的細胞緊密地附著于微板的尖端。水凝膠可以用聚焦激光局部加熱并使其像肌肉一樣收縮，拉動相鄰的微孔板并拉伸表面上的細胞。該方法對于細胞是快速可逆的和安全的，因為它們不與水凝膠一起加熱。

    這張卡通示意圖解釋聚焦激光指向光響應水凝膠的一個區域如何導致其局部收縮，被動拉在嵌入的微孔板尖端和連接到它們的細胞結構。如夾子中所示的水凝膠的俯視圖所示，微孔板尖端在局部區域的位移發生得很快，并且是完全可逆的。

    “通過改變水凝膠中微結構骨架的圖案和尺寸，我們能夠為不同的細胞來源生成最佳的底物，并且通過改變激光的定位和分布，我們可以操縱單細胞和亞細胞區域復雜細胞片層或片段的更大片段，”Wyss研究所技術開發研究員和論文共同作者Tanya Shirman說，“施加的力和響應時間反映在真實組織中，因此是高度生理的。”

    這種多功能材料平臺還可以用于與細胞研究或組織工程無關的研究，例如刺激響應材料、致動器、機器人、主動防污表面和自適應光學。例如，可以用指向關鍵區域的光來控制機器人的運動和合成關節的變形，或者可以通過在污染的區域照射光來清除污染的生物體的工業表面、誘導表面的局部致動并釋放污染物。

    該文章由Amy Sutton、Tanya Shirman、Jaakko Timonen、Grant England、Philseok Kim、Lauren Zazar、Elizabeth Strong、Thomas Ferrante，MIT的Mathias Kolle和Penn State University的Lauren Zarzar共同撰寫。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org

責任編輯：劉洋

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事

投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414