一种用于体外自组装三维组织中细胞牵引力、基质重塑和生物力学检测的多功能传感器：开启细胞微环境研究新征程

目前缺乏直接量化三维基质中细胞牵引力和基质重塑随时间变化的方法。研究人员开展了多功能传感器的研究，开发出能纵向测量细胞力、基质刚度并施加机械刺激的装置，有望用于临床检测，意义重大。

　　细胞与细胞外基质之间的相互作用，由细胞力和基质重塑介导，产生动态的相互作用，驱动着众多生物学过程和疾病进展。当前，尚无直接量化三维基质中细胞牵引力（Cell Traction Force）和基质重塑（Matrix Remodeling）随时间变化的方法。为满足这一长期需求，研究人员开发出一种高分辨率的微制造装置，该装置能够纵向测量细胞力、基质刚度（Matrix Stiffness），还能对细胞施加机械刺激（拉伸或压缩）。在该装置中，由细胞和基质组成的样本会与传感器自组装并自我整合。研究人员利用原代成纤维细胞、癌细胞和神经元，以 1 nN 的分辨率测量单细胞或多细胞力，并检测细胞引起的基质重塑导致的组织刚度变化，以此证明了该传感器的可行性。该传感器还有望转化为高通量系统，用于临床检测，如针对患者的药物和表型筛选。文中详细介绍了传感器的制造方案、实验装置的准备、不同组织检测方法的开发，以及数据的成像和分析。除在洁净室制作模具（一次性操作）外，该方案无需特殊技能，4 - 5 小时内即可完成。