去二十年的大量研究已经证实,细胞外基质(ECM)的弹性或刚度会影响基本的细胞进程,包括扩散、生长、增殖、迁移、分化和类器官形成。线弹性聚丙烯酰胺水凝胶和涂有ECM蛋白的聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体被广泛用于评估刚度的作用,此类实验的结果通常被认为是重现了细胞在体内所经历的力学环境的影响。但组织和ECM并不是线弹性材料,它们表现出更复杂的力学行为,包括粘弹性(对载荷或变形随时间变化的响应)、机械塑性和非线性弹性。在此,研究者回顾了组织和ECM的复杂力学行为,讨论了ECM粘弹性对细胞的影响,并描述了粘弹性生物材料在再生医学中的潜在应用。最近的研究表明,基质的粘弹性调节了相同的基本细胞进程,并能促进在二维和三维培养微环境中用弹性水凝胶所没能观察到的行为。这些发现为了解细胞-基质相互作用以及这些相互作用如何不同地调节细胞内力学敏感的分子路径提供了见解。这些结果为下一代生物材料的设计提供了指导,可用于匹配组织、ECM力学性能的体外组织模型和再生医学的应用。
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