Cell biomechanics
સેલ બાયોમિકેનિક્સ એ બાયોમિકેનિક્સની એક શાખા છે જેમાં રસની પ્રણાલી તરીકે એક અણુ, પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અથવા કોષોનો સમાવેશ થાય છે. કોષો તેમના શરીરવિજ્ઞાનના ભાગરૂપે તેમના પર્યાવરણમાં યાંત્રિક બળો ઉત્પન્ન કરે છે અને જાળવી રાખે છે. સેલ બાયોમિકેનિક્સ એમઆરએનએ, પ્રોટીન ઉત્પાદન અને જનીન અભિવ્યક્તિને આ વાતાવરણ દ્વારા કેવી રીતે અસર થાય છે અને અલગ અણુઓના યાંત્રિક ગુણધર્મો અથવા પરમાણુ મોટર્સ બનાવતા પ્રોટીનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે વ્યવહાર કરે છે. તે જાણીતું છે કે કોષોના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં નાના ફેરફારો ચેપગ્રસ્ત કોષના સૂચક હોઈ શકે છે. આ યાંત્રિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાથી રોગના સંબંધમાં વધુ સમજ પ્રાપ્ત થશે. આમ, સેલ બાયોમિકેનિક્સને સમજવાનો ધ્યેય રોગમાં મિકેનિક્સની ભૂમિકા પર નવી આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરવા માટે સેલ મિકેનિકલ વર્તણૂકોનું વાસ્તવિક વર્ણન બનાવવા માટે સૈદ્ધાંતિક, પ્રાયોગિક અને કોમ્પ્યુટેશનલ અભિગમોને જોડવાનો છે. સત્તરમી સદીના અંતમાં, અંગ્રેજ બહુપત્નીત્વશાસ્ત્રી રોબર્ટ હૂક અને ડચ વૈજ્ઞાનિક એન્ટોની વાન લીઉવેનહોકે એક સરળ ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને અત્યંત પ્રવાહી અને સેલ્યુલર ગતિ સાથે સિલિયેટ વોર્ટિકેલામાં તપાસ કરી હતી. 1702 માં નાતાલના દિવસે, વેન લીઉવેનહોકે તેમના અવલોકનો વર્ણવ્યા હતા, "માળખામાં આ નાના પ્રાણીઓ ઘંટડીની જેમ રચાયેલા હતા, અને ગોળાકાર ઉદઘાટન સમયે તેઓએ એવી હલચલ મચાવી હતી કે, તેના પાણીના કણો ગતિમાં સેટ થઈ ગયા હતા. આ પહેલા, જીવંત કોષોમાં કણો અને અવયવોની બ્રાઉનિયન ગતિ તેમજ સ્નિગ્ધતાને માપવા માટેના સિદ્ધાંતો મળી આવ્યા હતા. જો કે, તે સમયે આ સચોટ પ્રયોગો કરવા માટે પૂરતા સુલભ તકનીકી સાધનો ન હતા. આમ, કોષોની અંદરના યાંત્રિક ગુણધર્મોને માત્ર અવલોકન દ્વારા ગુણાત્મક રીતે ટેકો આપવામાં આવ્યો હતો. આ નવી શોધો સાથે, જીવવિજ્ઞાનની અંદર યાંત્રિક દળોની ભૂમિકા હંમેશા કુદરતી રીતે સ્વીકારવામાં આવતી ન હતી. 1850 માં, અંગ્રેજ ચિકિત્સક વિલિયમ બેન્જામિન કાર્પેન્ટરએ લખ્યું હતું કે "જીવંત શરીરમાં થતી ઘણી ક્રિયાઓ મિકેનિક્સના નિયમોને અનુરૂપ છે, તેની બધી ક્રિયાઓ યાંત્રિક છે તે નિષ્કર્ષને ન્યાયી ઠેરવતા ઉતાવળમાં ધારવામાં આવી છે". તેવી જ રીતે, 1917 માં, સ્કોટિશ ગાણિતિક જીવવિજ્ઞાની ડી 'આર્સી વેન્ટવર્થ થોમ્પસને નોંધ્યું હતું કે "તેઓ જાણીતી ભૌતિક ઘટનાઓને મળતા આવે છે, તેમ છતાં તેમનો સ્વભાવ હજુ પણ ખૂબ જ શંકા અને ચર્ચાનો વિષય છે, અને ન તો ઉત્પન્ન થયેલા સ્વરૂપો કે ન તો કાર્યરત દળોને હજુ સુધી સંતોષકારક રીતે અને સરળ રીતે સમજાવી શકાય નહીં" તેમના પુસ્તક ઓન ગ્રોથ એન્ડ ફોર્મમાં. ઓગણીસમી સદીના ઔદ્યોગિકરણના યુગમાં, કોષ અને પેશી મિકેનિક્સની એકંદર સમજણ આખરે વિકસિત થઈ કારણ કે તે એન્જિન, બોટ અને પુલોના યાંત્રિક, માળખાકીય પરીક્ષણ અને સિદ્ધાંત (ઇન્ડેન્ટેશન, બીમ બેન્ડિંગ, હર્ટ્ઝ મોડેલ) સાથે સંબંધિત છે. ઓગણીસમી સદીના અંતમાં, મોટા પાયે ઇજનેરી મિકેનિક્સ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલી તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને જીવંત કોષોના યાંત્રિક ગુણધર્મોનું પ્રાયોગિક વિશ્લેષણ અને તપાસ કરવામાં સક્ષમ હતા. 2008 થી, નેનોસ્કેલ પરીક્ષણ અને મોડેલિંગ મૂળભૂત રીતે ઓગણીસમી સદીની આ પ્રથાઓ પર આધારિત છે. સંશોધન પદ્ધતિઓ જૈવિક પેશીઓ (રક્તવાહિનીઓ, હૃદય, હૃદયના સ્નાયુઓ, ફેફસાં) ની રચના, યાંત્રિક પ્રતિક્રિયાઓ અને કાર્ય વચ્ચે સંબંધ સ્થાપિત કરવા માટે વિવિધ અભ્યાસો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. આ સંશોધન હાથ ધરવા માટે, ઘણા વિકસિત સાધનો અને તકનીકો છે જે આવા નાના દળોને શોધવા માટે સંવેદનશીલ છે. આ સમયે, આ તકનીકો માત્ર નિયંત્રિત વાતાવરણમાં (ટેસ્ટ ટ્યુબ, પેટ્રી ડિશ) લાગુ પડે છે. આ તમામ પદ્ધતિઓ આખરે કોષોના યાંત્રિક ગુણધર્મો વિશે સમજ આપે છે. આ તકનીકોને સામાન્ય રીતે બે વિભાગોમાં વહેંચી શકાય છેઃ સક્રિય પદ્ધતિઓ અને નિષ્ક્રિય પદ્ધતિઓ. સક્રિય પદ્ધતિઓ એવી પદ્ધતિઓ છે જે કોષને વિકૃત કરવા માટે કોષો પર અમુક રીતે બળ લાગુ કરે છે. નિષ્ક્રિય પદ્ધતિઓ એવી પદ્ધતિઓ છે જે યાંત્રિક બળોને અનુભવે છે અને કોષ પર કોઈ બાહ્ય બળો લાગુ કરતી નથી. સક્રિય પદ્ધતિઓ અણુ બળ સૂક્ષ્મદર્શક અણુ બળ સૂક્ષ્મદર્શી એ લવચીક કેન્ટિલીવર સાથે જોડાયેલ ટોચ અને કોષની સપાટી પરના અણુ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે. તીક્ષ્ણ ટીપનો ઉપયોગ એકલ પરમાણુ ઘટનાઓની તપાસ કરવા અને જીવંત કોષોની છબી બનાવવા માટે થઈ શકે છે. કોષ અને ટોચની સંબંધિત વિરૂપતાનો ઉપયોગ અંદાજ કાઢવા માટે કરી શકાય છે કે કેટલું બળ લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું અને કોષ કેટલો સખત છે. તે એક ઉચ્ચ બળ માપન તકનીક હોવાથી, મોટા પાયે વિકૃતિઓ અને પુનર્ગઠનનું અવલોકન અને નકશા કરી શકાય છે. આ તકનીકની કેટલીક ખામીઓમાં બળ-વિરુદ્ધ-સંકેત વળાંકના વધુ પડતા અંદાજનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તે મર્યાદિત નથી કારણ કે તેમાં કોઈ લાગુ બળ, સંભવિત કોષને નુકસાન, બળ-વિકૃતિ વળાંકની પ્રકૃતિ નક્કી કરતી ટોચની આકારોની વિવિધતા આપવામાં આવી નથી. મેગ્નેટિક ટ્વીઝર અને મેગ્નેટિક ટ્વિસ્ટિંગ સાયટોમેટ્રી મેગ્નેટિક ટ્વિસ્ટિંગ સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે જૈવિક પેશીઓના ભૌતિક ગુણધર્મો નક્કી કરવા માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ માઇક્રોમેનીપુલેટિંગ કોષો માટે પણ થઈ શકે છે. મણકા ચુંબકીય દ્વિધ્રુવીય ક્ષણ તરફ દોરી જતી ચુંબકીય કોઇલના સંપર્કમાં આવે છે. પછી મણકાને ચોક્કસ ખૂણામાં ફેરવવા અથવા મણકાની રેખીયતાને ખસેડવા માટે નબળા દિશાત્મક ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે. આ પ્રણાલીના કેટલાક ગેરફાયદાઓમાં કોષના મણકાના વિસ્તારને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલી, કોષની સપાટી સાથે સંપૂર્ણ બંધનની કોઈ ગેરંટી અને સમય સાથે ચુંબકત્વની ખોટનો સમાવેશ થાય છે. આ તકનીકની વિવિધતાને ઓપ્ટિકલ ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઓપ્ટિકલ બળો પેદા કરવા માટે ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોના ડાઇલેક્ટ્રિક મણકાની સાથે લેસર બીમનો ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિની ખામીઓમાં સંભવિત ફોટો-પ્રેરિત નુકસાન અને મર્યાદિત માત્રામાં બળનો સમાવેશ થાય છે જે પેદા કરી શકાય છે. માઇક્રોપીપેટ એસ્પિરેશનનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે યાંત્રિક ગુણધર્મોના સંપૂર્ણ મૂલ્યોને માપવા માટે થાય છે. સેલ્યુલર સ્કેલ પર, તે પેશીઓની અંદર ઇન્ટરફેસના અવકાશ અને સમય સપાટીના તાણનો નકશો બનાવી શકે છે. ટીશ્યુ સ્કેલ પર, તે વિસ્કોલાસ્ટિસિટી અને ટીશ્યુ સપાટીના તણાવ જેવા યાંત્રિક ગુણધર્મોને માપી શકે છે. એ. એફ. એમ. ની જેમ, તે પણ એક ઉચ્ચ બળ માપન તકનીક છે, જ્યાં મોટા પાયે વિકૃતિઓ અને પુનર્ગઠનનું અવલોકન અને નકશા કરી શકાય છે. એક માઇક્રોપીપેટ કોષની સપાટી પર મૂકવામાં આવે છે અને તેને વિકૃત કરવા માટે કોષને નરમાશથી ચૂસી લે છે. લાગુ કરેલા દબાણ સાથે વિરૂપતાની ભૂમિતિ સંશોધકોને કોષના યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે લાગુ કરાયેલા બળની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે. બેવડા માઇક્રોપીપેટ પરીક્ષણ પણ કેડેરીન-આધારિત કોષ-કોષ સંલગ્નતાની મજબૂતાઈને માપવા માટે સક્ષમ છે. કોષો અને પેશીઓ પર તાણની અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે ખેંચાણ ઉપકરણો વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. કોષો પરિવર્તનશીલ સપાટીઓ સાથે લવચીક સિલિકોન શીટ સ્થિતિસ્થાપક પટલ પર સેવન કરવામાં આવે છે. પછી તેમને એક અક્ષીય, દ્વિ અક્ષીય અથવા દબાણ-નિયંત્રિત રીતે ખેંચવામાં આવે છે. ખેંચાણ વિવિધ આવૃત્તિઓ પર પણ થઈ શકે છે. સ્ટ્રેચિંગ ઉપકરણોની મુખ્ય ખામી એ છે કે તેઓ કરચલીઓની પેટર્નને પાછળ છોડી દે છે, જે શીટ્સ પર લાગુ કરવામાં આવેલા વાસ્તવિક બળોને વિકૃત કરે છે. તેઓ કદમાં પણ મોટા હોય છે અને ગરમી અને આંચકો બંને પેદા કરે છે, જે કોષોના વાસ્તવિક સમયના ઇમેજિંગમાં અવરોધ ઊભો કરે છે. કાર્બન ફાઇબર આધારિત પ્રણાલીઓ કાર્બન ફાઇબર કાચની રુધિરકેશિકાઓમાં માઉન્ટ થયેલ હોય છે અને પ્રતિક્રિયા નિયંત્રણ પદ્ધતિ સાથે સ્થિતિ-નિયંત્રણ ઉપકરણ સાથે જોડાયેલા હોય છે. પછી તંતુઓ કોષો સાથે જોડાય છે અને કોષમાંથી પેદા થતા સક્રિય બળોને લાગુ કરે છે અને રેકોર્ડ કરે છે. જો કે, આ કોષોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે કારણ કે તેઓ તંતુઓ સાથે જોડાણ ધરાવે છે, ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે અને સંભવિત પૂર્વગ્રહ ધરાવે છે. નિષ્ક્રિય પદ્ધતિઓ સ્થિતિસ્થાપક સબસ્ટ્રેટમ પદ્ધતિ આ પદ્ધતિ નાના-તાણ, સમતલ-તાણ સ્થિતિસ્થાપકતાના શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંતમાંથી ઉદ્ભવે છે. સ્થિતિસ્થાપક સબસ્ટ્રેટમ પદ્ધતિ ટ્રેક્શન ક્ષેત્ર પર સ્થિતિસ્થાપક સબસ્ટ્રેટના વિસ્થાપન ક્ષેત્રના વિશ્લેષણ માટે પરવાનગી આપે છે. કોષોને લવચીક સિલિકોન શીટ સબસ્ટ્રેટ પર સેવન કરવામાં આવે છે. કોષો પછી શીટ્સ પર બળ લાગુ કરે છે જેના કારણે કરચલીઓની પેટર્ન થાય છે અને કરચલીઓ અને પેટર્નની સંખ્યા દ્વારા તેનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિની નકારાત્મક બાજુ એ છે કે પેટર્નને ટ્રેક્શન ફોર્સ નકશામાં રૂપાંતરિત કરવામાં મુશ્કેલી છે જે દળોને ઓળખવામાં સંભવિત અચોક્કસતા તરફ દોરી જાય છે. એમ્બેડેડ મણકા લેટેક્સ અથવા ફ્લોરોસન્ટલી ટેગ કરેલા મણકા સાથેની લવચીક શીટ્સ સ્થિતિસ્થાપક સબસ્ટ્રેટમમાં જડિત કરવામાં આવે છે જ્યાં સમય જતાં મણકાની સ્થિતિ નોંધવામાં આવે છે. આ વિસ્થાપન દ્વારા સેલ્યુલર બળો ધારણ કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ સાથેની અનિશ્ચિતતા મણકાના વિસ્થાપનની પરસ્પર નિર્ભરતા છે. માઇક્રોપેટરનેડ બિંદુઓ અથવા ગ્રીડ સાથે ફ્લેક્સિબલ શીટ્સ નામની વધુ સુધારેલી તકનીક આ ખામીને ધ્યાનમાં લે છે અને તેના બદલે બિંદુઓને ફ્લેક્સિબલ શીટ પર છાપવામાં આવે છે. પછી મૂળ ગ્રીડમાંથી ગ્રીડની વિકૃતિનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. જો કે, એ જ ધારણાઓ કરવી જરૂરી છે જ્યાં દળો માપેલા સ્થાનથી ઉદ્દભવે છે અને બીજા વિસ્તારમાંથી ફેલાતા નથી. માઇક્રો મશીની કેન્ટિલીવર બીમ એ જોડાણ પેડ અને કૂવા સાથે આડી કેન્ટિલીવર બીમનો ઉપયોગ સેલ ટ્રેક્શન ફોર્સને માપવા માટે થાય છે કારણ કે કોષોને સબસ્ટ્રેટ્સ પર બીજ આપવામાં આવે છે અને કેન્ટિલીવર્સ પર ક્રોલ થાય છે. આ કેન્ટિલીવર્સ કેન્ટિલીવર ડિફ્લેક્શન, કઠોરતા અને સ્ટ્રેસ ગ્રેડિયન્ટ દ્વારા બળને માપવા માટે સુયોજિત છે. અગાઉની પદ્ધતિથી વિપરીત, કોઈ પ્રસારની અનિશ્ચિતતા કોઈ મુદ્દો નથી. તેના બદલે કેન્ટિલીવર બીમ માત્ર એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે જે માત્ર એક જ અક્ષને માપવા તરફ દોરી જાય છે. ઊભી માઇક્રોકેન્ટિલીવર્સની શ્રેણી એ એક એવી તકનીક છે જે લાક્ષણિક માઇક્રો મશીની કેન્ટિલીવર બીમની મર્યાદાઓને પાર કરે છે જ્યાં એક આડી બીમને બદલે દિશાઓના બે અક્ષો ઉપલબ્ધ હોય છે. સ્કેલ અને રિઝોલ્યુશનમાં સુધારો થયો હોવા છતાં, તે ઝડપી-સામૂહિક ઉત્પાદન માટે યોગ્ય નથી અને તે ખૂબ ખર્ચાળ છે. નાજુક ગુણધર્મો સાથે, નાના નુકસાન માટે ઉપકરણના પુનઃઉત્પાદનની જરૂર પડશે. ઉપયોગ અને ઉપયોગ છેલ્લી અડધી સદીમાં, સેલ બાયોમિકેનિક્સનો ઉપયોગ કરીને ઘણા અભ્યાસો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે જે વધુ જૈવિક નિયંત્રણ તરફ દોરી જાય છે. આમાંના મોટાભાગના નવા બનાવેલા ઉપકરણો કાં તો રોગ પ્રત્યે માનવ શરીરની પ્રતિક્રિયામાં વધુ સમજ આપવા અથવા સમગ્ર રોગને નાબૂદ કરવાનો પ્રયાસ કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યા છે. કાર્ડિયોવાસ્ક્યુલર સેલ મિકેનિક્સ અને માઇક્રો સર્કુલેશન પરિમાણાત્મક નિષ્ક્રિય બાયોમિકેનિકલ મોડેલો સસ્તન લાલ રક્તકણોમાં કોષની ગતિ અને વિરૂપતાની આગાહી કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યા છે, વળાંક અને કાપવાના ગુણધર્મો સાથે પટલ ધરાવતો કોષ જે તાણ, તાણ દર અને તાણના ઇતિહાસ પર આધારિત છે, અને એક કોષરસ કે જે સામાન્ય લાલ કોષમાં મુખ્યત્વે જીવંત જીવતંત્રમાં ન્યુટોનિયન ચીકણું પ્રવાહી હોય છે. આના બંધારણીય નવા વિકસિત (2007) નમૂનાઓ દર્શાવે છે કે બાયોમિકેનિકલ વિશ્લેષણ એ માત્ર સમગ્ર કોષ અને કોષ સસ્પેન્શન વર્તણૂકની આગાહી માટે પ્રારંભિક બિંદુ નથી, પરંતુ કોષ પટલના પરમાણુ નમૂનાઓ માટે સંદર્ભ બિંદુ પણ પ્રદાન કરે છે જે તેના ભાગોના સ્ફટિક માળખામાંથી ઉદ્ભવે છે. રોગપ્રતિકારક દેખરેખ અને બળતરાના આધારે શ્વેત રક્તકણો માટે બાયોમિકેનિકલ મોડેલ્સની ઘણી પેઢીઓ પણ વિકસાવવામાં આવી છે. આ નમૂનાઓ સૂક્ષ્મ પરિભ્રમણમાં કોષ-કોષની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની અસરકારક આગાહી કરવા માટે સાબિત થયા છે. એન્ડોથેલિયમ, પ્લેટલેટ્સ અને મેટાસ્ટેટિક ગાંઠ કોશિકાઓ માટે સમાન વધારાના નમૂનાઓ બનાવવામાં આવ્યા છે. પરિભ્રમણમાં વિવિધ પ્રકારના કોષોના બાયોમિકેનિકલ વિશ્લેષણથી પરિભ્રમણમાં કોષની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની વધુ સમજણ મળી છે, જેનાથી સાંકડી વાહિનીઓમાં કોષની વર્તણૂકની આગાહી કરવી શક્ય બને છે. પરિણામે, બળતરા અને રક્તવાહિની રોગ જેવા કેટલાક રક્ત રોગોમાં હવે બાયોમિકેનિકલ આધાર છે. ફેફસાં, હૃદય, હાડપિંજરના સ્નાયુ અને જોડાયેલી પેશીઓ જેવા અવયવોમાં પણ નમૂનાઓ વિકસી રહ્યા છે જે અંગ પરફ્યુઝનના મૂળભૂત પાસાઓની આગાહી કરવામાં સક્ષમ છે. કોષ સંવર્ધન અને વિભાજન કોષ બાયોમિકેનિક્સથી લક્ષિત કોષોને અલગ કરવા માટે ટેકનોલોજી બનાવવામાં આવી છે. રોગ નિદાન અને શોધના કિસ્સામાં, જણાવ્યું હતું કે ટેકનોલોજી કોષની જડતામાં તફાવત દ્વારા કેન્સરગ્રસ્ત કોષોથી તંદુરસ્ત કોષોને અલગ કરવામાં સક્ષમ છે. વિકૃતિ-આધારિત સંવર્ધન ઉપકરણો આ તકનીકનું ઉદાહરણ છે. આ ઉપકરણો મોટે ભાગે લોહીમાંથી કેન્સરના કોષો સાથે વ્યવહાર કરે છે. તેમનું મુખ્ય લક્ષણ એ ઓળખવાની તેમની ક્ષમતા છે કે શું કેન્સરના કોષો ગાંઠથી પોતાને અલગ કરી ચૂક્યા છે અને સીટીસી (સર્ક્યુલેટિંગ ટ્યુમર સેલ્સ) તરીકે લોહીના પ્રવાહમાં પ્રવેશ્યા છે. જો તેમની પાસે હોય, તો આ ઉપકરણો તાજેતરમાં લોહીના એક મિલીમીટરમાં સીટીસીની સંખ્યા ગણવા માટે પણ સક્ષમ બન્યા છે. આ મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને, તબીબી વ્યાવસાયિકો કિમોચિકિત્સા સારવારની અસરકારકતા નક્કી કરવામાં સક્ષમ છે. વધુ ચોક્કસ ઉદાહરણોમાં વ્હાઇટિંગ સ્કૂલ ઓફ એન્જિનિયરિંગ ખાતે મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગના સહાયક પ્રોફેસર ક્લેયર બૂથે લુસ, સોજુંગ ક્લેયર હુરનું માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણ અને વુડ્રફ સ્કૂલ ઓફ મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર ગોંગાઓ વાંગનું માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણ સામેલ છે, જે બંને સ્તન કેન્સરના કોષો સાથે કામ કરે છે. હુરનું ઉપકરણ વિકૃતિ-પ્રેરિત અને જડતા ઉત્થાન દળોને સંતુલિત કરીને મેટાસ્ટેટિક સ્તન કેન્સરના કોષોમાં સુધારો કરે છે જે મોટા મેટાસ્ટેટિક કેન્સરના કોષોને રક્ત કોષોની તુલનામાં માઇક્રોચેનલની કેન્દ્ર રેખા તરફ આગળ વધવા દબાણ કરે છે. વાંગનું ઉપકરણ ત્રાંસા પર્વતમાળાઓ દ્વારા કડક ઓછા આક્રમક સ્તન કેન્સરના કોષોને અલગ કરે છે જ્યાં માત્ર વધુ વિકૃત અને અત્યંત આક્રમક સ્તન કેન્સરના કોષો જ સંકોચાઈ શકે છે. જોકે, વિકૃતિ-આધારિત સંવર્ધન ઉપકરણો માત્ર કેન્સરના કોષો માટે જ વિશિષ્ટ નથી. આનું એક ઉદાહરણ નાનયાંગ ટેકનોલોજીકલ યુનિવર્સિટીના સંશોધક હાન વેઇ હાઉનું માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણ છે જે લાલ રક્તકણોને સામાન્ય કોષોથી તેમની કઠોરતાના આધારે અલગ કરે છે અને સુધારે છે. ચેપગ્રસ્ત લાલ રક્તકણો સામાન્ય રીતે સખત હોય છે, તેથી તેમના ઉપકરણ દ્વારા, જ્યારે સામાન્ય લાલ રક્તકણો કેન્દ્રમાં રહેશે ત્યારે સખત લાલ રક્તકણો વાહિનીની દિવાલની નજીક હશે. આ વિકૃત લાલ રક્તકણોને બાજુઓ પર એક અલગ આઉટલેટ દ્વારા એકત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. ચાલુ સંશોધનની ચિંતાઓ 1800 ના દાયકામાં, કોષો શરૂઆતમાં સજાતીય જેલ, સોલ, વિસ્કોલાસ્ટિક અને પ્લાસ્ટિક પ્રવાહી હોવાનું માનવામાં આવતું હતું. હાલમાં વિસ્કોઇલાસ્ટિક સાતત્ય, અલગ યાંત્રિક તત્વોનું સંયોજન અથવા ગાઢ જાળીની અંદર વિસ્કોઇલાસ્ટિક પ્રવાહીના સંયોજનને સમાવવા માટે નમૂનાઓ વિકસાવવામાં આવ્યા છે અને પ્રયોગો પછી તે અત્યંત સચોટ સાબિત થયા છે. આ સુધારેલા અને વધુ શુદ્ધ મોડેલો હોવા છતાં, હજુ પણ કેટલાક પ્રાયોગિક પુરાવાઓ (સોફ્ટ ગ્લાસ રિયોલોજી રિયોલોજી ઘટના) તરીકે ભૂલો બાકી છે જે વર્તમાન વર્તમાન મોડેલોને રદિયો આપે છે. આમ, કોષ મિકેનિક્સનું સમય-આધારિત અને આગાહીયુક્ત સૈદ્ધાંતિક વર્ણન અધૂરું રહે છે. તે પણ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાયું નથી કે શું યાંત્રિક ઘટનાઓ જૈવિક પ્રક્રિયાઓની આડપેદાશો છે અથવા કોષ શરીરવિજ્ઞાન અથવા ન્યુરોફિઝિયોલોજીના આપણા હાલના જ્ઞાનને ધ્યાનમાં રાખીને પ્રતિક્રિયા લૂપ્સ, સક્રિયકરણ અને પ્રતિક્રિયા માર્ગો દ્વારા આનુવંશિક અને શારીરિક સ્તરે નિયંત્રિત થાય છે. સંદર્ભો બાયોમિકેનિક્સ