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三维旋转仪3D-clinosta与一维旋转仪D-clinostat的区别

发布时间:2020-04-17 11:01:15 阅读次数:
          
       三维旋转仪Gravite,通过控制两个轴同时旋转,它抵消了设备中心的累积重力矢量,随着时间的推移,平均产生1023克的环境。这是通过旋转装置中心的一个腔室来实现的,以恒定的角速度将重力矢量均匀地分散在一个球形体中。
       
        微重力环境是在空间和自由落体过程中遇到的,微重力环境对细胞生理的精确机制和长期影响只能通过长期的空间研究来阐明,这限制了生物医学实验的常规应用。旋转仪是1879年由朱利叶斯·冯·萨克斯发明的,用来演示重力对植物生长的影响。自从他最初的发明以来,现在已经开发了各种各样的旋转仪来研究重力对植物生理和细胞培养的 影响。由于不同的倾斜角对细胞产生的重力和剪应力的变化,在某些情况下,有相互矛盾的实验数据。美国国家航空航天局(NASA)已经开发了一种名为旋转壁容器(RWV)的一维旋转仪,这是一种商用的单轴旋转细胞培养系统(RCCS),用于在地面实验中模拟微重力的high-aspect-ratio。

        RCCS中使用的容器提供了优化悬浮培养的两个基本组成部分:固体旋转和扩散介导的氧化。一些研究人员报道使用这些d -clinostat降低hMSCs和成骨细胞的分化。然而,其他人在这个生物反应器中发现了增强的细胞分化。这些报道表明,在一维旋转器中很难完全消除重力矢量,因为旋转器可能产生离心力。在我们的研究中,我们最初使用的模拟微重力的3D-clinostat是一个同时控制两轴旋转的多向g力发生器。这一独特的功能允许取消累积重力矢量在该设备的中心。这是通过在装置中心旋转一个腔室来实现的,以恒定的角速度将重力矢量均匀地分散在一个球形体中。因此,随着时间的推移,该设备产生的环境平均为0.001G(图1a)。作为这一概念的证明,在传统的1G条件下,在3D-clinostat中培养的霉菌生长为球状而不是地毯状(图1b)。由于3D-clinostat所产生的微重力环境均匀,更适合对实验参数要求严格控制的生物学研究。与1d -与3D-clinostat培养的细胞反应相比,一个显著的对比是,1D-clinostat加速了msc的软骨细胞分化,而3D-clinostat抑制了成骨细胞、成肌细胞和msc的细胞分化。
 

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