Posted in | Nanofluidics

חיידקים לשים לעבוד האורגים זעירים של Biomaterials ננו

Published on November 11, 2008 at 11:45 AM

שני וירג'יניה טק מהנדסים יש לשים חיידקים לעבוד אורגים זעיר של biomaterials שתלים רפואיים. פול Gatenholm ורפאל Davalos, עם חברי סגל בית הספר וירג'יניה טק אוניברסיטת ווייק פורסט של הנדסה ביו רפואית, פיתחו טכנולוגיה חדשה לבקרת תנועה של חיידקים המייצרים תאית. השימוש תאית חיידקי (BC) עבור biomaterials הוגבל בגלל תכונות מכניות שלה לא ניתן לשלוט מעבר, שכבות דקים וגמישים. ההמצאה תאפשר שליטה מדויקת של האורגים זעירים, כך שהם יכולים להיות מונחה על צורות יתמוך סחוס רקמת העצם צמיחה biomaterials מורכבים אחרים, על פי Gatenholm.

תמונות FESEM של תאים Acetobacter Xylinum מוטבע והפקת nanofibers תאית.

בדיוק כמו פרפרים ועכבישים לייצר סיבים, כך גם חיידקים Acetobacter xylinum. לפני כחמש שנים, Gatenholm, אז צ'למרס University of Technology בשוודיה, תהה אם הוא יכול לשלוט על הייצור של תאית חיידקים אם החומר היה ביולוגית.

הוא גילה כי החיידקים היה ליצור שכבות סיבים כדי להתאים תבנית. "החומר הוא כמו קולגן," רקמת החיבור הטבעי המיוצר על ידי הגוף, הוא אמר. לאחר מכן הוא הניח חותמת בגודל דואר פיסת חומר לפנה"ס מתחת לעור ב חולדה ושמח לראות שאין זיהום ואין דחייה. "היה שילוב נחמד מאוד", אמר Gatenholm.

"כי לפני הספירה הוא בערך 99 אחוז מים, הוא רך וגמיש", אמר. "החיסרון היחיד היה תאים לא יכול לעבור כי זה לא היה נקבובי. אז שמנו חלקיקי שעווה על פיגומים לבין חיידקים סובב סביבם, אז אנחנו נמס את השעווה ".

כדי לענות על הצורך של הקהילה הרפואית על כלי דם קטנים, צוות של Gatenholm ב צ'למרס היה החיידקים לייצר צינורות. עד 2006, המדענים פיתחו תהליך יצירת צינורות בכל גודל או צורה. הממשלה השוודית בתנאי מימון בהיקף של עד ו Gatenholm ועמיתיו החלו חברה לייצור כלי הדם. Arterion (http://www.arterion.se/), עכשיו הוא עושה מחקרים בבעלי חיים. (Gatenholm החלה שלוש חברות על בסיס המחקר שלו באוניברסיטת צ'למרס).

"עכשיו אני מוכן להסתכל על מה לפנה"ס טוב נוסף יכול לעשות", אמר Gatenholm, שהצטרף וירג'יניה טק בשנה שעברה פרופסור למדע חומרים והנדסה, שותפים של וירג'יניה טק מרכז ריפוי Biomaterials, וחבר סגל נספח עם אוניברסיטת ווייק פורסט המכון לרפואה רגנרטיבית.

מטרה אחת היא יצירת סחוס במיוחד, יצירת פיגומים זה יהיה תפוס על ידי chondrocytes - תאים המייצרים סחוס. "אנחנו בונים פיגום נקבובי בצורת אף או אוזן כמו מבנה עבור chondrocytes לנוע אל - בגוף, לא bioreactor. פיגום לפני הספירה יהיה חלק מתהליך הריפוי. "

עוד צורך גדול רפואיים קיימים היא דרך להחליף את עצם גירעונות גדולים, כמו חתיכת הגולגולת, כך שאנשים לא יצטרכו להיות שתלים ממתכת. Gatenholm מציע ליצור פיגום לפני הספירה המשלבת סידן hydroxyapatite, מינרל המכיל זרחן כי הוא הבסיס של העצם. "אנחנו יכולים ליצור חומר המאפשר את תהליך הריפוי עצם להתקיים - או אפילו מגרה אותו."

הצורות הצורך ניתן ליצור באמצעות לפנה"ס עם נקבוביות שיאפשר את התאים הטבעית לגדול, אבל האתגר כבר את חוסר שליטה של ​​תכונות מכניות - את הנוקשות הנדרשת פיגומים סחוס העצם.

הפתרון שהציג את עצמו כאשר Gatenholm נפגשו Davalos, פרופסור להנדסת מדע המכניקה, שאת המחקר כולל מכניקה התא, מיקרופלואידיקה, ושימוש זרם חשמלי כדי ליצור הנקבוביות זמני קיר התא נקבוביות קבע כי תגרום מוות של תאים. בתהליך של מחקר זה, Davalos גילה שהוא יכול לשלוט חיידקים תנועה באמצעות שדות חשמליים.

לעבוד בעבודה נתמכת על ידי וירג'יניה טק המכון הטכנולוגי קריטי ומדע יישומי, להחיל Gatenholm ו Davalos היכולת הזו לשלוט על התאית לייצור חיידקים בקרוב אותם הלוך ושוב, כמו נול הננומטרי, להרכבת שכבות תאית לתוך מנהג שלוש ארכיטקטורות ממדי. "עכשיו אנחנו יכולים להנדס את תכונות מכניות הדרושה כדי לתמוך ומיקרו בקנה מידה זרימת הנוזל ואת הסביבה עבור התאים היעד - chondrocytes, למשל - לצרף ולגדול. יישור nanofibril כגון רקמת קולגן טבעי יהיה לשפר באופן משמעותי את הכוח ואת הנוקשות של פיגומים ", אמר Gatenholm.

וירג'יניה טק רוחני Properties Inc (www.vtip.org) הגיש בקשה לפטנט עבור Gatenholm ו "dielectrophorectic microweaving" Davalos הטכנולוגיה, אשר יושקו ב Showcase האמצע האטלנטי חדשנות על יום שישי 14 נובמבר, במלון הילטון מקלין פינת Tysons.

החברה BCGenesis חדש, (www.bcgenesis.org/) הוקם בשנת Blacksburg, וירג'יניה לספק חומר ביולוגית לריפוי רקמת חיבור רכה או קשה, כמו שתלי עצם החלפת cartlilage ויישומים אורתופדיות אחרות. אריק Gatenholm של Blacksburg יהיה המנכ"ל.

למידע נוסף על מחקר של פול Gatenholm כאן: 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