| 產品名稱:flexcell細胞流體剪切應力系統的設計上限（≤35 dynes/cm2）原因- | ||||||||||||||||||||||||||||
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細胞流體剪切應力系統的設計上限（≤35 dynes/cm2）主要基于生理學依據，即模擬人體內常見細胞的實際力學環境，因為體外細胞流體剪切應力刺激設備是為了模擬這些生理或病理條件而設計的，超出此范圍的應力可能導致細胞損傷或非生理反應。若研究涉及超生理應力（如醫療器械測試），但仍需謹慎解讀數據的生理相關性。
一、35 dynes/cm2上限的生理與技術依據 1. 生理環境匹配 · 血管內皮細胞：生理層流剪切力通常在10-30 dynes/cm2（動脈）和1-6 dynes/cm2（靜脈）。例如，人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）在10-15 dynes/cm2下可維持穩態，而動脈粥樣硬化病理區域的震蕩流常<4 dynes/cm2。 · 骨細胞：骨陷窩內生理剪切力僅0.8-3 dynes/cm2，體外實驗超過20 dynes/cm2會誘導異常鈣信號。
2. 細胞耐受性 · 高剪切力（>35 dynes/cm2）易導致細胞脫落或膜損傷，尤其對粘附力較弱的細胞（如干細胞、腫瘤細胞）。 · 微流控設備中，高剪切力需低通道高度（如0.1 mm），但會引發營養供給不足和流場不均。
二、不同細胞類型的剪切應力響應范圍
以下為關鍵細胞類型的實驗與生理剪切力范圍：
關鍵說明： · 內皮細胞：低剪切應力（<4 dynes/cm2）上調炎癥因子（如IL-8），而動脈級應力（15-25 dynes/cm2）抑制炎癥并增強屏障功能。 · 干細胞分化：力學信號與生化因子協同作用。例如，15 dynes/cm2聯合VEGF可顯著提升大鼠BMSCs的內皮分化效率。 · 病理響應：肝星狀細胞在20 dynes/cm2下高表達MMP-2，促進肝纖維化；而6 dynes/cm2則抑制活化。
三、超出35 dynes/cm2的例外場景
1. 病理高剪切力 · 狹窄血管：局部湍流剪切力可達100-1000 dynes/cm2，但此類應力在體外難穩定模擬，且直接導致細胞凋亡。 · 技術限：ibidi系統雖標稱200 dynes/cm2，但需0.1 mm通道高度，實際應用中細胞易因缺氧/機械損傷死亡。 2. 特殊研究需求 · 骨細胞鈣響應：部分研究使用70 dynes/cm2，但響應細胞比例隨應力升高而下降（>30 dynes/cm2時響應率<20%）。
? 總結：設計上限的科學邏輯
35 dynes/cm2的設定本質是生理相關性與技術可行性的平衡：
· 生理覆蓋：涵蓋90%以上人體細胞的力學微環境（血管、骨、肝等）； · 細胞耐受：避免高應力導致的非特異性損傷； · 技術穩定：確保流場均勻性和實時觀測兼容性。
若研究涉及超生理應力（如醫療器械測試），需選擇專用系統（如Naturethink支持100 dynes/cm2），但仍需謹慎解讀數據的生理相關性。 · 技術限：ibidi系統雖標稱200 dynes/cm2，但需0.1 mm通道高度，實際應用中細胞易因缺氧/機械損傷死亡。
? 總結：設計上限的科學邏輯
35 dynes/cm2的設定本質是生理相關性與技術可行性的平衡：
· 生理覆蓋：涵蓋90%以上人體細胞的力學微環境（血管、骨、肝等）； · 細胞耐受：避免高應力導致的非特異性損傷； · 技術穩定：確保流場均勻性和實時觀測兼容性 ibidi剪切應力受限于通道高度，剪切力范圍受限：雖標稱0.01–200 dynes/cm2，但實際應用中，低通道高度載玻片（如0.1 mm）雖可實現高剪切力，卻易導致細胞營養匱乏；高通道（0.8 mm）則難以生成低于2 dynes/cm2的生理性低剪切力。 ibidi系統雖標稱200 dynes/cm2，實為無用的噱頭，因為： 1、35 dynes/cm2上限的設定本質是生理相關性與技術可行性的平衡。 詳解見《細胞流體剪切應力系統的設計上限（≤35 dynes/cm2）原因》部分 2、ibidi系統剪切應力大小依賴其耗材芯片，ibidi系統雖標稱可以大于35 dynes/cm2，但需0.1 mm通道高度，實際應用中細胞易因缺氧、營養匱乏/機械損傷死亡。 3、ibidi系統高通道（0.8 mm）則難以生成低于2 dynes/cm2的生理性低剪切力 |