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Die Mechanik ist ein wichtiger Bestandteil in der Regelung der Zellform, Proliferation, Migration und Differenzierung während der normalen Homöostase und in Krankheitszuständen. Biomaterialien, die dem Elastizitätsmodul von Weichgeweben entsprechen, haben sich als effektiv für die Untersuchung dieser Zellmechanobiologie erwiesen, aber es sind Verbesserungen erforderlich, um ein breiteres Spektrum physikochemischer Eigenschaften kontrolliert zu untersuchen. Wir hypothesisierten, dass Polydimethylsiloxan (PDMS)-Mischungen als Grundlage für ein einstellbares System verwendet werden könnten, in dem der Elastizitätsmodul angepasst werden kann, um den meisten Arten von Weichgewebe zu entsprechen. Um dies zu testen, formulierten wir Mischungen von zwei handelsüblichen PDMS-Typen, Sylgard 527 und Sylgard 184, die es uns ermöglichten, Substrate mit einem Elastizitätsmodul von 5 kPa bis 1,72 MPa herzustellen. Dies ist ein Bereich von drei Größenordnungen der Einstellbarkeit, was die Möglichkeiten anderer Hydrogel- und PDMS-Systeme übersteigt. Einzigartig kann der Elastizitätsmodul unabhängig von anderen Materialeigenschaften wie Oberflächenrauhigkeit, Oberflächenenergie und der Fähigkeit zur Funktionalisierung der Oberfläche durch Proteinadsorption und Mikro-Kontakt-Drucken gesteuert werden. Zur biologischen Validierung wurden PC12 (neuronale inducible-Pheochromozytom-Zelllinie) und C2C12 (Muskelzelllinie) verwendet, um zu demonstrieren, dass diese PDMS-Formulierungen die Zelladhäsion und -wachstum unterstützen und dass diese Substrate verwendet werden können, um die Mechanosensitivität verschiedener zellulärer Prozesse zu untersuchen, einschließlich Neuritenausdehnung und Muskel-differenzierung.
Palchesko et al. (Tue,) haben diese Frage untersucht.