该电影描绘了通过从3.5分钟跨度的各种距离发送的空化气泡被拉伸的细胞。细胞的钙响应位于顶部，染料至渗透细胞膜的能力在底部。了解这些类型的细节将有助于研究人员更好地定制使用空化泡沫以影响细胞的超声波疗法。
Duke University的研究人员发现了一种能够提高SonovenceSetics或超声波调制的有效性和安全性的方法，新兴技术用声波控制杀虫神经元的行为或促进其他细胞中的组织生长和伤口愈合。
超声波疗法经常使用目标超声波在突出时延伸附近电池膜的快速摆动空气口袋的空化气泡。这种拉伸可以激活钙离子通道，导致神经元射击，或者可以向身体的修复机制发出曲柄曲柄。
然而，如果气泡太大或过于接近，则该技术可能会损坏或摧毁附近的细胞。虽然这可能是癌症治疗的应用中所需的结果，但Sonovensetics的研究人员通常希望避免损坏。
在一项新的研究中，生物医学工程师发现，通过将微观珠子附着在细胞表面上的受体中，它们可以生产该技术的细胞拉伸，钙释放效果更安全。
结果在2017年12月25日在国家科学院的诉讼程序上出现在线。
“为了让电池膜中的离子渠道和毛孔打开，你通常必须伸展非常强大，非常快，”戴克斯·卢旺普机械工程与材料科学教授裴中忠说。“但我们发现，将微钻石连接到电池的表面在空化期间放大细胞的响应，并产生相同的结果，细胞损伤的风险更小。”
当动力在液体中产生空隙时产生的，空化气泡可能足够强大，以对船舶螺旋桨造成严重损害。虽然医疗程序中创造的空化泡沫并不是很强烈，但它们仍然可以造成大量损害。并且由于它们的速度和随机性，很难研究他们对附近细胞的影响。
新的研究是第一个使用中锋在2015年建造的实验平台来研究Sonoporatoration，可在每次的情况下完全同样生产串联空化泡沫。通过将不同类型的细胞放在距离气泡的各种距离中，研究人员可以开始探索细胞如何响应的细节。
对于使用该平台的第一次后续研究，钟选择看钙信令。
“钙信号传导调节许多重要的细胞功能，如肌肉收缩，神经通信，基因转录和组织生长，”张李河岗位研究员，Zhong的实验室和潜在研究作者。“以前的研究表明，Sonogentics和Sonoporation导致钙反应，这可以使神经元火灾或促进其他细胞的愈合，因此我们希望仔细看看。”
结果表明，空化气泡实际上产生两种类型的钙响应：慢波和快速波。但最有趣的是，该研究表明，附着在细胞表面上的微珠可以捕获一些气泡的能量，使它们在膜的表面上拖动。这提供了更加局部的变形 - 以及更强的钙响应 - 从较慢的更柔和的波浪。
“这种策略可以从空化气泡安全距离刺激细胞，”钟说。“这种方法应该使研究人员更容易安全地在人类治疗中使用Sonogensetics。”
本研究得到了国家卫生研究所（R03-EB01786-01A1，R01-AR48182，R37-DK052985-20）和国家科学基金会（1638442）。
出版物：Fenfang Li，等，“串联泡沫诱导喷射流动引起的”细胞内钙波的动态和机制，“2017年PNAS; DOI：10.1073 / pnas.1713905115
