Microphysiological System for High-Throughput Computer Vision Measurement of Microtissue Contraction.
Microphysiological System for High-Throughput Computer Vision Measurement of Microtissue Contraction.
复制标题
微动物收缩的高通量计算机视觉测量的微观生理系统。
DOI：
10.1021/acssensors.0c02172
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发表时间：
2021-03-26
期刊：
影响因子：
8.9
通讯作者：
Freytes, Donald O.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Martins, Ana Maria Gracioso;Wilkins, Michael D.;Ligler, Frances S.;Daniele, Michael A.;Freytes, Donald O.
体外测量微组织收缩的能力可以在模拟心脏、心血管、呼吸、消化、皮肤和骨骼组织时提供重要信息。然而，体外测量组织收缩通常需要每个组织构建体使用大量细胞以及耗时的显微镜和图像分析。在这里，我们提出了一种廉价、多功能、高通量的平台，用于使用一步批量成像测量 96 孔板配置中的微组织收缩。更具体地说，将光纤微探针嵌入微组织中，并根据从光纤末端发射的光信号的偏转来测量收缩。可以使用数码相机同时测量板上所有填充孔的信号。一种算法使用基于像素的图像分析和计算机视觉技术，对由于微组织收缩而导致的光学微探针的位置变化进行精确的多井量化。在 6 mg/mL I 型胶原蛋白中含有 20,000 – 100,000 个人心室心脏成纤维细胞 (NHCF-V) 的微组织结构显示出 20 – 200 μm 的收缩位移。这种高度灵敏且多功能的平台可用于疾病模型中微组织的高通量筛选、治疗药物筛选、生理学研究和安全药理学。
The ability to measure microtissue contraction in vitro can provide important information when modeling cardiac, cardiovascular, respiratory, digestive, dermal, and skeletal tissues. However, measuring tissue contraction in vitro often requires the use of large numbers of cells per tissue construct along with time-consuming microscopy and image analysis. Here we present an inexpensive, versatile, high throughput platform to measure microtissue contraction in a 96-well plate configuration using one-step batch imaging. More specifically, optical fiber microprobes are embedded in microtissues and contraction is measured as a function of the deflection of the optical signals emitted from the end of the fibers. Signals can be measured from all filled wells on the plate simultaneously using a digital camera. An algorithm uses pixel-based image analysis and computer vision techniques for accurate multi-well quantification of positional changes in the optical microprobes due to contraction of the microtissue. Microtissue constructs containing 20,000 – 100,000 human ventricular cardiac fibroblasts (NHCF-V) in 6 mg/mL collagen type I showed contractile displacements ranging from 20 – 200 μm. This highly sensitive and versatile platform can be used for the high throughput screening of microtissues in disease modeling, drug screening for therapeutics, physiology research, and safety pharmacology.
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影响因子：
3
作者：
Bielawski, Kevin S.;Leonard, Andrea;Sniadecki, Nathan J.
通讯作者：
Sniadecki, Nathan J.
影响因子：
46.9
作者：
Kang, Hyun-Wook;Lee, Sang Jin;Atala, Anthony
通讯作者：
Atala, Anthony
影响因子：
4.6
作者：
Chen Z;Wang Q;Asmani M;Li Y;Liu C;Li C;Lippmann JM;Wu Y;Zhao R
通讯作者：
Zhao R
人类工程心脏组织：收缩力的分析。
影响因子：
5.9
作者：
Mannhardt I;Breckwoldt K;Letuffe-Brenière D;Schaaf S;Schulz H;Neuber C;Benzin A;Werner T;Eder A;Schulze T;Klampe B;Christ T;Hirt MN;Huebner N;Moretti A;Eschenhagen T;Hansen A
通讯作者：
Hansen A
DOI：
10.1083/jcb.117.1.73
发表时间：
1992-04
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Kolodney MS;Wysolmerski RB
通讯作者：
Wysolmerski RB