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你有没有想过一个细胞球体，桑椹胚，是如何产生具有迷人形状和结构的组织和器官的？秘密在于胚胎组织的机制
它们表现出粘性(类似流体)和弹性(类似固体)行为，这取决于作用在它们上面的力
在EPFL大学，埃里克·麦兰博士
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学生和机械工程助理教授塞尔曼·萨卡尔决定利用细胞团的机械响应流变性来构建具有持久复杂形态的组织
从单细胞力学到多细胞组织 生物工程师长期以来一直在研究动物组织，目标是能够为再生医学和药物筛选设计复制品
尽管有暂时概括天然组织的形式和结构的制造技术，但规定的形态并不稳定
细胞不断地施加力量，使自身和周围的支架处于能量有利的状态，它们的身体活动几乎总是扰乱秩序
EPFL微生物机器人系统实验室的负责人萨卡尔说:“我们希望为细胞提供正确的机械信号，使它们的理想状态与我们的组织蓝图相一致。”
“我们反复观察到，由于表面应力的出现，细胞倾向于将组织压成一个球
因此，萨卡尔的研究小组研究了单个细胞和微制造组织的行为，以便更好地理解自组织的物理原理
他们的发现最近发表在《高级材料》的两篇独立文章中
工程师们首先进行了机器人显微操作实验，以观察细胞如何对纤维基质中的力做出反应
为此，他们开发了一种可在组织内操作的遥控细胞大小的磁性微致动器
“这个平台让我们能够发现改变细胞组织的负载条件
这些实验对于理解纤维化和癌症等疾病的发病也很重要，”Sakar说
工程师们创建了一个一对一的数字复制实验系统，以量化微致动器产生的机械应力
第一篇文章的主要作者法齐尔·乌斯卢说:“我们使用数字孪生体来虚拟测试不同的机械驱动方案和设计实验，这些将揭示新的见解。”
上皮片的相变 从早期的实验中得知，工程师们把注意力集中在控制表面应力上
上皮细胞是支持胚胎和器官结构的强健组织，并作为抵抗病原体的屏障
值得注意的是，上皮细胞可以通过主动重塑细胞-细胞连接和调节局部应力的分布而变得有弹性、可塑和粘稠
第二篇文章的主要作者迈兰德说:“我们使用了微制造技术、计算力学、光板显微术和一种新型的机器人显微操作平台，证明了覆盖有连续上皮板的胶原凝胶可以利用机械力自由成形。”
该过程涉及上皮片中可逆的固体到液体的转变，并且适用于加法和减法制造技术
工程师们通过指导各种由基础材料模制、雕刻和组装的组织的自组装，展示了他们策略的稳健性和多功能性
这一发现为组织工程的研究开辟了新的途径，希望有一天在实验室开发的组织将具有合适的形式和功能，可以植入患者体内或用于测试疗法
这一发现也可能为组织血管化问题提供解决方案
随着工程组织的尺寸变大，位于核心的细胞不再能接触到周围的介质，而需要——就像我们的器官一样——血管进行灌注
“我们的发现表明，有可能直接在组织中雕刻隧道，最终由周围的细胞稳定下来，以人工创建流体网络
”萨卡尔说
该项目的下一个目标是显示内皮细胞表现出与上皮细胞相似的机械反应特性
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