Es gibt verschiedene Kulturmodelle zur Untersuchung der Fähigkeit von Fibroblasten, sich in Kollagenmatrizen in vitro zu reorganisieren und zusammenzuziehen.
Beim Modell der schwimmenden Kontraktion wird eine frisch polymerisierte Kollagenmatrix, die Zellen enthält, von der Kulturschale abgelöst und im Kulturmedium frei gelassen. Die Kontraktion erfolgt daher ohne äußere mechanische Belastung und ohne Auftreten von Stressfasern in den Zellen.
Bei dem Modell mit anhaftender Matrix bleibt eine polymerisierte Kollagenmatrix mit Zellen während der Kontraktion an der Kulturschale haften. Während der Kontraktion entwickelt sich eine mechanische Spannung, und es entstehen Spannungsfasern.
Das zweistufige Modell kombiniert eine anfängliche Kontraktionsphase der anhaftenden Matrix, die zu einer mechanischen Belastung führt, mit der anschließenden Freisetzung der Matrix, was zu einer zusätzlichen mechanischen Entlastung und Kontraktion führt, wenn die mechanische Belastung nachlässt.
Die Signalmechanismen, mit denen Fibroblasten die Kontraktion der Kollagenmatrix regulieren, hängen davon ab, ob die Zellen zum Zeitpunkt des Beginns der Kontraktion mechanisch belastet oder entlastet werden oder ob ein Wachstumsfaktor zur Auslösung der Kontraktion verwendet wird. So führt beispielsweise die Stimulierung der Fibroblasten durch Lysophosphatidsäure (LPA), nicht aber durch den aus Blutplättchen gewonnenen Wachstumsfaktor (PDGF), zu einer robusten Krafterzeugung in begrenzten Matrizen, während LPA und PDGF sowohl die Kontraktion der schwimmenden Matrix stimulieren.