Was ist Zellbiomechanik?
Unter Zellbiomechanik versteht man die biologische mechanische Funktion von Zellen. Die Biomechanik ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, das sich mit dem mechanistischen Verhalten von Zellen und den damit verbundenen biologischen Einflüssen befasst. Das Studium der Zellbiomechanik stützt sich auf die Disziplinen Maschinenbau, Biochemie sowie Anatomie und Physiologie.
Die Grundlagenforschung in der Zellbiomechanik befasst sich mit der Struktur, Organisation und anderen hauptsächlich physikalischen Eigenschaften der Zellfunktion. Der Zweck der Biomechanik ist es, das Verständnis der Normal- und Krankheitsphysiologie auf zellulärer Ebene zu fördern. Wissenschaftler, die sich auf Zellbiomechanik spezialisiert haben, haben Werkzeuge entwickelt, die auf Mikrofabrikation und innovativen Prozessen in den Bereichen Nanowissenschaften und Biotechnik beruhen. Mit diesen Tools können Wissenschaftler Zell- und Proteinproben auf molekularer Ebene sammeln und untersuchen. Dieser Ansatz konzentriert sich auf die kleinen Teile eines größeren, funktionierenden Systems, das die Essenz der Zellbiomechanik darstellt.
Die zelluläre Biomechanik wurde auch als Biomechanik oder Mechanobiologie bezeichnet. Alles Begriffe, die den interdisziplinären Charakter dieser Spezialisierung widerspiegeln. Durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Zellen, die an Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs beteiligt sind, können Forscher möglicherweise Behandlungen und Heilmittel für ansonsten tödliche Krankheiten finden. Diese Eigenschaften umfassen biophysikalische Kräfte, adhäsive Eigenschaften und räumliche Organisation. Zum Beispiel sind die Flüssigkeitskomponenten einer Zelle mit Membranstress, Permeabilität und Genexpression verbunden. Wissenschaftler haben mithilfe der Biomechanik einen Weg gefunden, um das Zellverhalten in größerem Maßstab in Bezug auf von Krankheiten betroffene Gewebe und Organe zu untersuchen.
Zellen sind die Bausteine des Lebens, und eine Kette von biochemischen Reaktionen ist für das reibungslose Funktionieren normaler biologischer Prozesse von entscheidender Bedeutung. Diese Reaktionen treten häufig innerhalb der Zellwand unter hochspezifischen Bedingungen auf. Wenn sich die Zellumgebung oder die Zellbiomechanik auf irgendeine Weise verändert, kann das Ergebnis bei gesunden Zellen zu Bluthochdruck, Schlaganfällen und vielen anderen medizinischen Problemen führen. Alle normalen Körperfunktionen wie Heilung, Schwellung und Hormonausschüttung spielen eine Rolle für die Zellen. Das Bedürfnis zu verstehen, wie diese Dinge passieren, nicht nur warum oder wann sie passieren, ist das Ziel der Zellbiomechanik.
Biomechanische Messungen von Zellen wurden mit einer Vielzahl von Methoden durchgeführt, die von der Fluiddynamik bis zur Signalübertragung reichen. Die biomechanische Analyse allein hat eine breite Palette von Fortschritten und Anwendungen ergeben, einschließlich der menschlichen Kinetik und des athletischen Trainings. Der grundsätzliche Ansatz bleibt derselbe; Die biomechanische Analyse erfasst die mit der Bewegung verbundenen physikalischen Messungen und ordnet die Daten biologischen Prozessen zu oder schreibt sie zu.