Posted in | Nanofluidics

Laittaminen Bakteerit toimimaan Tiny Weavers nanomittakaavan Biomateriaalit

Published on November 11, 2008 at 11:45 AM

Kaksi Virginia Techin insinöörit ovat tehneet bakteerit toimimaan pienen kutojat biomateriaalien ja lääketieteelliset implantit. Paul Gatenholm ja Rafael Davalos, tiedekunnan jäseniä Virginia Tech Wake Forest Universityn lääketieteellisen tekniikan on kehittänyt uuden teknologian hallintaan liikkeen bakteerit, jotka tuottavat selluloosaa. Käyttö bakteeri selluloosa (BC) ja biomateriaalien on rajoitettu, koska niiden mekaanisia ominaisuuksia ei voida hallita kuin ohut, joustava kerroksia. Keksintö mahdollistaa tarkan ohjauksen pieni kutojat, jotta ne voidaan ohjata muotoja, jotka tukevat ruston ja luukudoksen kasvua ja muiden monimutkaisten biomateriaalit mukaan Gatenholm.

FESEM kuvia Acetobacter Xylinum solujen upotettu ja tuottamaan selluloosaa nanofibers.

Aivan kuten perhosia ja hämähäkkejä kuitujen, joten älä Acetobacter xylinum bakteereja. Noin viisi vuotta sitten, Gatenholm, sitten Chalmersin teknillinen korkeakoulu Ruotsista, ihmetellyt, jos hän voisi ohjata tuotantoa bakteeri selluloosan ja jos aineisto bioyhteensopivia.

Hän havaitsi, että bakteerit aiheuttaisi kuitu kerrokset sopii malliin. "Materiaali on paljon, kuten kollageeni," luonnollinen sidekudoksen tuottama elin, hän sanoi. Hän sitten laitetaan postimerkki kokoinen pala BC materiaalin ihon alle rotan ja oli ilo nähdä, ettei infektio eikä hylkäämistä. "Oli erittäin mukava integraatio", sanoi Gatenholm.

"Koska BC on noin 99 prosenttia vettä, se on pehmeä ja joustava", hän sanoi. "Ainoa haitta oli soluja ei voi kulkea läpi, koska se ei ollut huokoinen. Joten otimme vaha hiukkasia rakennustelineiden ja bakteerit pyörähti ympäri niihin, niin sulanut vaha pois. "

Voit osoite lääketieteellinen yhteisö tarvitsee pieniä verisuonia, Gatenholm tiimi Chalmersin oli bakteerit tuottavat putkia. Vuonna 2006 tiedemiehet olivat kehittäneet luontiprosessi putket tahansa koossa tai muodossa. Ruotsin hallitus rahoitti mittakaavassa ja Gatenholm ja hänen kollegansa alkoivat yhtiö tuottaa verisuonia. Arterion (http://www.arterion.se/), nyt tekee eläinkokeissa. (Gatenholm on aloittanut kolme yritystä, joka perustuu hänen tutkimuksen Chalmers University.)

"Nyt olen valmis katsomaan mitä muita hyviä BC voi tehdä", sanoi Gatenholm, joka liittyi Virginia Tech viime vuonna professori materiaalitieteen ja tekniikan tytäryhtiö Virginia Tech Center for Healing biomateriaalit ja luennoitsijana jäsen, jolla Wake Forest University Institute regeneratiivisen hoidon.

Yhtenä tavoitteena on luoda rustoa erityisesti luomisen rakennustelineiden joka olisi käytössä kondrosyyteissä - solut tuottavat rustoa. "Haluamme rakentaa huokoinen telineen muoto nenä tai korva kuin rakenne kondrosyyteissä siirtyä - kehossa, ei bioreaktorissa. BC rakennusteline olisi osa paranemisprosessia. "

Toinen suuri lääketieteellinen tarve on tapa korvata suuri luun alijäämät, kuten pala kallo, joten ihmisten ei tarvitse olla metalli-implantteja. Gatenholm ehdottaa luoda BC tukirakenne, joka sisältää hydroksiapatiitista, mineraali sisältää kalsiumia ja fosforia, jonka perusteella luun. "Voimme luoda materiaalia, joka mahdollistaa luun paranemista tapahtuu - tai jopa kiihdyttää sitä."

Tarvitaan muotoja voidaan luoda käyttämällä BC huokoisuus, joka mahdollistaa luonnollisen solujen kasvua, mutta haasteena on ollut puutteellinen valvonta mekaanisten ominaisuuksien - jäykkyys tarvitaan nivelruston ja luun tukirunkoja.

Ratkaisu esitteli itsensä, kun Gatenholm tapasi Davalos, apulaisprofessori insinöörialan ja mekaniikka, joiden tutkimukseen sisältyy solujen mekaniikka, mikrofluidistiikka ja käyttö sähkövirta luoda väliaikainen huokoset soluseinän ja pysyvästi huokosiin, mikä johtaa solujen kuolemaan. Prosessissa tämän tutkimuksen Davalos huomasi, että hän voisi valvoa bakteerien liikkeen avulla sähkökenttiä.

Työssä työtä tukee Virginia Tech instituutin kriittisiä teknologisia ja soveltavan tieteen, Gatenholm ja Davalos soveltanut tätä valvontaa kyky selluloosa tuottavien bakteerien ja pian oli niitä shuttling edestakaisin, kuten nanomittakaavan kangaspuut, kokoonpano selluloosa kerroksesta mukautettuihin kolmen ulotteinen arkkitehtuurit. "Nyt voimme insinööri tarvittavat mekaaniset ominaisuudet tukemaan mikro-asteikko nesteen virtausta ja ympäristön kohdesolujen - kondrosyyteissä, esimerkiksi - liittää ja kasvaa. Nanofibril yhdenmukaistaminen kuten kollageenin kudos parantaa merkittävästi lujuutta ja jäykkyyttä rakennustelineiden ", sanoi Gatenholm.

Virginia Tech Intellectual Properties Inc. (www.vtip.org) on ​​hakenut patenttia Gatenholm ja Davalos "dielectrophorectic microweaving" teknologiaa, joka otetaan käyttöön Keski-Atlantin Innovation Showcase on perjantai 14 marraskuu, Hilton McLean Tysons Corner.

Uusi yritys, BCGenesis (www.bcgenesis.org/) on perustettu vuonna Blacksburg, Va tarjota bioyhteensopivia materiaalia paranemista pehmeä tai kova sidekudos, kuten luusiirteiden ja cartlilage korvaaminen ja muut ortopediset sovellukset. Erik Gatenholm ja Blacksburg on toimitusjohtaja.

Lisätietoja Paul Gatenholm tutkimus tässä: http://www.sbes.vt.edu/people/faculty/primary/gatenholm.html

Last Update: 4. October 2011 08:29

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