簡(jiǎn)介：

用于組織重建的I型膠原支架通常具有受損的機(jī)械特性，例如剛度有限和缺乏強(qiáng)度。本研究提出了一種新技術(shù)，通過用濃縮鹽溶液處理來微調(diào)膠原蛋白支架的剛度和生物降解性。膠原蛋白支架通過鑄造、冷凍和凍干過程制備。支架用90%飽和鹽溶液處理，鹽取自Hofmeister系列，然后進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)。用由二價(jià)陽離子和一價(jià)陰離子組成的鹽處理，例如CaCl2，導(dǎo)致支架快速收縮至原始表面積的約 10%。有效鹽主要在霍夫邁斯特系列的離液末端。收縮的支架比不收縮的對(duì)照支架硬10倍以上，并且顯示出孔徑減小和腫脹，組織較少的膠原纖維。這種效應(yīng)可以精確到單個(gè)膠原蛋白分子的水平，并表明收縮效應(yīng)是由三螺旋內(nèi)穩(wěn)定氫鍵的破壞驅(qū)動(dòng)的。鈣中無鈣沉積物2處理過的支架。與H相比，大鼠皮下植入顯示出相似的生物相容性2O和NaCl處理支架，但減少了細(xì)胞內(nèi)流并增加了結(jié)構(gòu)完整性，3個(gè)月后沒有顯著降解的跡象。綜上所述，高濃度離液鹽可用于調(diào)節(jié)膠原支架的力學(xué)特性，而不影響生物相容性。該技術(shù)可用于再生醫(yī)學(xué)中，以加強(qiáng)膠原蛋白支架以更好地順應(yīng)周圍組織，但也可用于例如緩釋藥物輸送系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)部分：

 剛度的測(cè)定

氯化鈣的剛度2、氯化鈉和氫2用PIUMA納米壓頭測(cè)量O處理過的膠原蛋白支架（Optics11，荷蘭阿姆斯特丹;圖 3A）。16在測(cè)量之前，將支架在PBS中孵育30分鐘，然后在PBS中的60%牛血清白蛋白中進(jìn)行5分鐘的鈍化步驟，以防止探針粘附在支架上。每個(gè)樣品在25×1 mm的網(wǎng)格中進(jìn)行1個(gè)壓痕，單個(gè)壓痕之間的距離為200μm（圖3B）。對(duì)于軟樣品，壓頭探頭的剛度為 0.05 N m?1對(duì)于較硬的樣品，使用剛度為 0.47 N m 的探頭?1.兩個(gè)探頭的直徑均為180μm。壓痕深度，以 5 μm s 的速度達(dá)到?1，為15μm，探針保持在原位2秒（壓痕時(shí)間）。每種腳手架類型獨(dú)立測(cè)量3次。

結(jié)果：

使用納米壓痕評(píng)估剛度（圖3）。氯化鈣2、氯化鈉和氫2O處理過的支架獨(dú)立測(cè)量三次，每個(gè)支架在不同位置有25個(gè)壓痕（圖3B）。氯化鈣2腳手架 （7.4 × 103Pa）比NaCl更硬（1.2×103帕）和H2O 處理支架 （4.4 × 102Pa）如（圖3C）所示。峰值顯示剛度大于 3.0 × 104Pa，最有可能的是當(dāng)正好凹進(jìn)在多孔支架中的膠原蛋白結(jié)構(gòu)頂部時(shí)，表明CaCl的剛度2處理過的膠原蛋白材料高于 7.4 × 103帕。

Optics11成立于2011年，是阿姆斯特丹自由大學(xué)(VU)的衍生組織。從那時(shí)起，這家初創(chuàng)公司的收入和員工持續(xù)增長(zhǎng)，成為荷蘭發(fā)展最快的公司之一，并具有國(guó)際影響力。Optics11 Life提供功能強(qiáng)大的新型納米壓痕儀，與傳統(tǒng)的同類產(chǎn)品相比，使用方便、功能多樣、堅(jiān)固耐用。主要用于測(cè)量復(fù)雜、不規(guī)則的生物材料，如單細(xì)胞、組織、水凝膠和涂層的機(jī)械性能。

Piuma Nanoindenter

生物組織、軟物質(zhì)材料力學(xué)性能測(cè)試的新方法

Piuma是功能強(qiáng)大的臺(tái)式儀器，可探索水凝膠、生理組織和生物工程材料的微觀機(jī)械特性。表征尺度從宏觀直至細(xì)胞。專為分析測(cè)試軟材料而設(shè)計(jì)，測(cè)量復(fù)雜和不規(guī)則材料在生理?xiàng)l件下的力學(xué)性能。杭州軒轅科技有限公司

主要優(yōu)勢(shì)

● 內(nèi)置攝像鏡頭，方便實(shí)時(shí)觀察樣品臺(tái)

● 實(shí)時(shí)分析計(jì)算測(cè)量結(jié)果，原始數(shù)據(jù)并將以文本文件存儲(chǔ)，方便任何時(shí)候?qū)隓ataviewer軟件進(jìn)行復(fù)雜處理

● 探針經(jīng)過預(yù)先校準(zhǔn)，即插即用。對(duì)于時(shí)間敏感的樣品確保了快速測(cè)量

● 光纖干涉MEMS技術(shù)能夠以無損的方式測(cè)量即使是最軟的材料，并保證分辨率。同時(shí)探針可以重復(fù)使用Piuma軒轅納米壓痕儀Piuma軒轅納米壓痕儀

技術(shù)參數(shù)

Fiber-On-Top 探頭

新型光纖干涉式懸臂梁探頭，利用干涉儀來監(jiān)測(cè)懸臂梁形變。

相較于原子力顯微鏡或傳統(tǒng)納米壓痕儀

創(chuàng)新型光纖探頭，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)納米壓痕儀無法測(cè)試軟物質(zhì)的問題，也解決了AFM在力學(xué)測(cè)試中的波動(dòng)大，操作困難、制樣嚴(yán)苛等常見缺陷。

● 背景噪音低：激光干涉儀抗干擾強(qiáng)于AFM反射光路

● 制樣更簡(jiǎn)單：對(duì)樣品的粗糙度寬容度高于AFM

● 剛度選擇更準(zhǔn)確：平行懸臂梁結(jié)構(gòu)有利于準(zhǔn)確判別壓痕深度與壓電陶瓷位移比例關(guān)系，便于選擇合適剛度探頭來保證彈性形變關(guān)系的穩(wěn)定性，進(jìn)而獲得重復(fù)率更高、準(zhǔn)確性更好的數(shù)據(jù)

內(nèi)置分析軟件

● 借助功能強(qiáng)大而易于操作的軟件，用戶可以自由控制壓痕程序（載荷、位移等）。自動(dòng)處理曲線的流程，可以獲得數(shù)據(jù)和結(jié)果的快速分析

● 原始參數(shù)完整txt導(dǎo)出，便于后續(xù)復(fù)雜處理的需要

● 利用Hertz接觸模型從加載部分計(jì)算彈性模量，與常用的Oliver&Pharr方法相比，更為適合生物組織和軟物質(zhì)材料特性

視頻介紹

近期文獻(xiàn)