Caracterização de tecidos biológicos moles com novos métodos de testes biomecânicos em laboratório

Recurso de 23 de janeiro de 2023

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por Thamarasee Jeewandara, Medical Xpress

Os tecidos biológicos moles são constituintes importantes que influenciam a fisiologia e as doenças humanas, uma vez que impactam o comportamento celular durante o desenvolvimento, manutenção e reparo dos tecidos. A maioria dos métodos existentes é limitada por técnicas abrangentes de caracterização, prejudicando assim os processos fundamentais subjacentes à arquitetura dos tecidos.

Num novo relatório agora publicado na Science Advances, Luca Rosalia e uma equipa de investigação em ciências da saúde, física e engenharia, em Harvard e Cambridge, desenvolveram um instrumento para testes de tracção uniaxial de um tecido biológico mole em laboratório, com base em interacções de circuito fechado. entre um atuador eletromagnético e um sensor de deformação óptico.

A equipe validou o instrumento usando elastômeros sintéticos e, em seguida, usou o dispositivo para examinar as propriedades mecânicas de tecidos moles, como o tecido esofágico murino e suas camadas constituintes, que incluem tecidos epiteliais, conjuntivos e musculares. Os cientistas melhoraram a confiabilidade do instrumento para facilitar uma plataforma ideal para uma ampla gama de estudos sobre a biomecânica dos tecidos biológicos moles.

As propriedades dos tecidos moles incluem rigidez, resistência e viscoelasticidade que são fundamentais para diversos processos biológicos, incluindo morfogênese embrionária, desenvolvimento pós-natal e função fisiológica. Tais propriedades biológicas também desempenham um papel no início e na progressão de uma variedade de patologias, desde o cancro até à cicatrização de feridas e fibrose, bem como doenças cardiovasculares. No entanto, os dados mecânicos disponíveis sobre tecidos biológicos são escassos devido aos limites dos métodos de caracterização existentes. Por exemplo, atualmente, as propriedades de tração dos tecidos biológicos podem ser avaliadas principalmente por meio de microscopia de força atômica.

Neste trabalho, Rosalia e a equipe introduziram o projeto e o desenvolvimento de um aparelho de teste de tração e validaram seu desempenho em relação aos métodos de teste convencionais, utilizando primeiro elastômeros sintéticos com propriedades mecânicas já conhecidas, seguido pela caracterização biomecânica do esôfago murino e suas camadas constitutivas. compreender o desempenho do dispositivo recém-desenvolvido e determinar a confiabilidade do método estabelecido em laboratório.

Os pesquisadores usaram o instrumento proposto para testar seu caráter biomecânico na escala milimétrica. Os parâmetros correspondiam ao tamanho médio de amostras de tecido humano rotineiramente biopsiadas na clínica e ao tecido embrionário de camundongo e adulto utilizado em biomedicina. A equipe dividiu a arquitetura do instrumento proposto em três seções relativas às suas aplicações, incluindo o manuseio de amostras, a aplicação de força e medições de deformação.