本项目建立了研究心肌细胞与弹性基底相互作用的薄膜基底位移场动态观测和细胞应力场定量分析方法,给出了新的细胞力场反解模型和算法建立了基于频域的最优滤波框架,有效地抑制噪声提高了黏附力反演精度;得到了基于矩形单元均布力的Boussinesq基本解,有效避免了细胞应力求解的奇异性。研究提出了表征单细胞动力学能量的评价指标,给出了在不同弹性基底刚度条件下和不同去甲肾上腺素化学刺激下心肌细胞的力学响应;结合分子生物学研究,比较了肥大心肌细胞与正常心肌细胞的力学行为差异,给出了不同基底刚度下细胞的黏附差异和力学行为变化。研究还给出了利用自重弯曲精确测量软基底材料(PAA和PDMS)弹性模量的方法,以及在考虑表面黏附的基础上利用纳米压痕技术求解模量和表面粘附功的合理精确模型。另外,在利用细胞图形化进行细胞生长控制方面、化学修饰改变基底表面弹性性质方面、以及在微柱阵列基底上细胞排向的力学理论研究方面,也都得到了很有意义的结果。这些成果为在单细胞水平上定量分析评价细胞与基质相互作用研究提供了有效的分析方法和技术手段,也为今后研究细胞力显微镜系统及进行相关的单细胞力学问题研究打下了良好基础
英文主题词single myocyte; elastic substrate; interaction; cellular force reconstruction; nanotechnique;