Νέα Μέθοδος δοκιμής 3D για Βιοϋλικών επιτρέπει την γρήγορη αξιολόγηση των βιοσυμβατότητας

Published on April 30, 2008 at 12:03 PM

Ένα μυθιστόρημα, τρισδιάστατο (3-D) τη μέθοδο ανίχνευσης για την ανάλυση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κυττάρων και των νέων βιοϋλικών θα μπορούσε να μειώσει την αρχική έρευνα φορές περισσότερο από τους ερευνητές το μισό, από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) και το Πανεπιστήμιο Rutgers έκθεση στο νέο θέμα της Προηγμένων Υλικών. Η τεχνική, μια πρόοδο σε σχέση με επίπεδη, δύο διαστάσεων οι μέθοδοι ανίχνευσης, επιτρέπει την ταχεία αξιολόγηση της βιοσυμβατότητα και άλλες ιδιότητες των υλικών που έχουν σχεδιαστεί για την επισκευή-ή ακόμα και rebuilding-κατεστραμμένους ιστούς και όργανα.

Ομοεστιακό μικροσκόπιο εικόνες δείχνουν πώς την ανάπτυξη και την πρόσφυση των κυττάρων των οστών διαφέρει ένα υποσύνολο του 3-D ικριώματα γίνεται με συστηματικό διάφορα μείγματα συστατικών. Το κόκκινο αντιστοιχεί νημάτια ακτίνης, ένα κυτταροσκελετού πρωτεΐνης, και το κίτρινο δείχνει ένα πυρήνα του κυττάρου

Σε ό, τι μπορεί να είναι ένα πρώτο, η ομάδα έδειξε πώς να οθόνη κυττάρων-υλικών αλληλεπιδράσεων σε μια βιολογικά εκπρόσωπος, αλλά συστηματικά μεταβληθεί, 3-D περιβάλλον. Το κεντρικό βήμα στο πείραμα ήταν η επιτυχία των συνεργατών στη λήψη λεγόμενες βιβλιοθήκες των μικροσκοπικών πορώδη ικριώματα που είναι οστά-όπως στη δομή, αλλά διαφέρουν σταδιακά στη χημική σύνθεση. Γνωρίζοντας πώς οι αλλαγές στο ικρίωμα συστατικά επηρεάζουν τις απαντήσεις των κυττάρων, οι ερευνητές μπορούν να χαράξουν στρατηγικές για την ανάπτυξη βιοϋλικών βελτιστοποιημένη για συγκεκριμένες θεραπείες και περιποιήσεις.

Μέχρι τώρα, οι προσπάθειες για την επιτάχυνση της εξέτασης των βιοϋλικών υποψήφιες χώρες έχουν χρησιμοποιηθεί επίπεδες ταινίες και επιφάνειες. (Βλέπε, για παράδειγμα, "Designer κλίσεις επιστημονικά πειράματα Ταχύτητα Surface," Tech κτύπησε 8 Ιούνη 2006. Http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2006_0608.htm # σχεδιαστής) Μαζί με άλλες αδυναμίες, αυτά τα δύο- διαστάσεων υποστρώματα δεν είναι ούτε σύμφωνες με τις συνήθεις 3-D περιβάλλον κύτταρα »στο εσωτερικό του σώματος, ούτε με την προβλεπόμενη πιο κοινή χρήση των βιοϋλικών: δημιουργία ικριώματα για την ενθάρρυνση της ανάπτυξης των κυττάρων σε λειτουργικά 3-D ιστούς και όργανα.

«Τα κύτταρα είναι πολύ ευαίσθητα στην υφή, τα σχήματα και άλλα τρισδιάστατα χαρακτηριστικά του τοπικού περιβάλλοντος στο εσωτερικό του σώματος», εξηγεί ο NIST βιοϋλικών επιστήμονας Καρλ Simon. "Η μεγάλη διαφορά μεταξύ της δομής 2-D ταινίες και 3-Δ ικριωμάτων θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την εξέταση νέων υλικών."

Σε μια σειρά από πιάτα, το καθένα για το μέγεθος του ένα χαρτονόμισμα και παρέταξε με 96 ικριώματα το μέγεθος των γόμες μολύβι, οι ερευνητές πραγματοποίησαν το ισοδύναμο των 672 μεμονωμένες δοκιμές. Σε όλες, τις δοκιμές που απέδωσε στοιχεία για οκτώ διαφορετικές αλλά σχετικές έρευνες, η κάθε μία χρησιμοποιώντας τις βιβλιοθήκες του 36 σταδιακά διάφορα ικριώματα και 12 ελέγχους. Σε κάθε πιάτο, οι έλεγχοι πραγματοποιήθηκαν ταυτόχρονα.

Οι έξι καλλιέργειες κυττάρων έρευνες και δύο μελέτες της δομής ικρίωμα ολοκληρώθηκε σε έξι ημέρες, σε σύγκριση με 24 ημέρες για την παραδοσιακή μέθοδο για την προετοιμασία και τη δοκιμή κάθε δείγμα ξεχωριστά.

Στα πειράματα κυτταρική καλλιέργεια, η ομάδα ανέλυσε πώς οι παραλλαγές στη χημική σύνθεση των μικροσκοπικών ικριώματα επηρέασε την ικανότητα των οστών οικοδόμησης κύτταρα που ονομάζονται οστεοβλάστες να πολλαπλασιαστούν και να προσχωρήσουν στις σκαλωσιές. Οι βιβλιοθήκες ικρίωμα έγιναν με ανάμειξη αναλογίες διαφορετικές από δύο διαφορετικές χημικές ενώσεις προετοιμάζονται στο Rutgers με βάση το αμινοξύ τυροσίνη, το οποίο είναι ένα συστατικό των πρωτεϊνών που βρέθηκαν στα μαλλιά, το δέρμα, και σε άλλα μέρη του σώματος.

Το έργο απέδωσε ένα μοναδικό σύνολο δεδομένων, όπου οι δύο υλικά έχουν δοκιμαστεί δίπλα-δίπλα σε δύο 2-D και 3-D. Σε αυτή την περίπτωση, τα αποτελέσματα με 2-D ταινίες ήταν προγνωστικά της τις τάσεις που παρατηρήθηκαν με 3-Δ ικριωμάτων. Απαιτείται περαιτέρω εργασία για να διευκρινίσουν αν αυτή θα ισχύει και για άλλα κύτταρα υλικό συστήματα.

Last Update: 10. October 2011 16:14

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit