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Posted in | Nanofluidics

細菌を Nanoscale の生体材料の小さい織工として働くために置くこと

Published on November 11, 2008 at 11:45 AM

2 人のヴァージニアの技術エンジニアは生体材料および医学のインプラントの小さい織工として働くために細菌を置きました。 ポール Gatenholm およびラファエル Davalos、ヴァージニアの技術の教職員は生体医用工学の森林大学学校を、開発しましたセルロースを作り出す細菌の動きを制御するための新技術を目覚めさせます。 生体材料のための細菌のセルロースの (BC)使用は機械特性が薄く、適用範囲が広い層を越えて制御されますので限定されました。 発明はそれらが軟骨および骨のティッシュの成長および他の複雑な生体材料をサポートする形に Gatenholm に従って導くことができるように小さい織工の精密な制御を可能にします。

埋め込まれるアセトバクターの Xylinum のセルの FESEM の画像およびセルロースの nanofibers を作り出します。

ちょうど蝶およびくもがファイバーを作り出すように、そうアセトバクターの xylinum の細菌をして下さい。 約 5 年前に、スウェーデンの Chalmers の工科大学の Gatenholm は、そして、彼が細菌のセルロースの生産を制御できるかどうか、そして材料が biocompatible 疑問に思いました。

彼はテンプレートに合うために細菌がファイバーの層を作成することを検出しました。 「材料コラーゲンと同じようにあります作り出される」、はボディによって自然な結合組織と彼は言いました。 彼はラットに皮の下にそれから材料の郵便料金のスタンプサイズの部分を BC 置き、伝染および拒絶がなかったことを見るために喜びました。 「非常に素晴らしい統合がありました」、 Gatenholm を言いました。

「水約 99% BC あるので、柔らかく、適用範囲が広い」と彼は言いました。 「唯一の不利な点は多孔性ではなかったのでセル渡ることができませんでしたでした。 従って私達は足場にワックスの粒子を置き、細菌はそれらを回しました、そして私達は溶かしましたワックスを」。

Chalmers で小さい血管のための医学界の必要性に、 Gatenholm のチームは対応するためには細菌の農産物の管を持っていました。 2006 年までに、科学者はサイズまたは形の管を作成するためのプロセスを開発しました。 スウェーデンの政府は資金調達をに位取りします提供し、 Gatenholm および彼の同僚は血管を作り出し会社を始めました。 Arterion (http://www.arterion.se/) は、今動物実験をしています。 (Gatenholm は Chalmers 大学で彼の研究に基づいて 3 つの会社を開始しました。)

どんな追加よいが見る 「私は準備ができている BC することができるか」言いました物質科学および工学の教授、治療の生体材料のためのヴァージニアの技術の中心の関係団体、および再生薬のための航跡の森林大学研究所を持つ付加物の教職員としてヴァージニアの技術を去年結合した Gatenholm を今べきです。

1 つの目的は軟骨の作成 - とりわけ、 chondrocytes によって占められる足場の作成 - 軟骨を作り出すセルです。 「私達は、ない生物反応炉で… - ボディで… chondrocytes のための構造として鼻か耳の形をしたに移動するために多孔性の足場を構築します。 BC 足場はです回復過程の部分」。

もう一つの大きい満たされなかった医学の必要性は頭骨の部分のような大きい骨の欠損を、取り替える方法です従って人々は金属のインプラントを持つ必要がありません。 Gatenholm は hydroxyapatite を、骨の基礎であるリンおよびミネラル含んでいるカルシウム組み込む足場を BC 作成することを提案します。 「私達は - 骨に回復過程が起こるようにする材料を作成してもいかったりまた更に刺激しますそれを」。

必要な形は自然なセルが育つようにするが挑戦は機械特性の - 軟骨および骨のずっと足場に必要な剛さ管理欠如です気孔率と BC を使用して作成することができます。

解決はときに Gatenholm が Davalos に、エンジニアリング科学の助教授研究がセル機械工を、 microfluidics 示し、含んでいる、細胞死で起因する細胞壁で一時気孔をおよび常置気孔を作成する電流の使用、機械工会ったそれ自身を。 この研究の過程において、 Davalos は彼が電場を使用して合図する細菌を制御できることを検出しました。

作業作業で重大な技術のためのヴァージニアの技術の協会によってサポートされ、応用科学は、 Gatenholm および Davalos はセルロースにこの制御能力をありました細菌を適用し、すぐにそれらが、カスタム三次元アーキテクチャにセルロースの層をアセンブルする nanoscale の織機のように前後往復作り出します。 「例えば - 今私達は接続し、育つためにのためのマイクロスケールの流量そして環境を標的細胞 - chondrocytes サポートするように必要な機械特性を設計してもいいです。 自然なコラーゲンのティッシュののような nanofibril のアラインメントは強さを非常に改善し、足場の剛さ」、 Gatenholm を言いました。

ヴァージニア Tech Intellectual Properties Inc. (www.vtip.org) はのパテントに Hilton McLean Tysons のコーナーで金曜日の中部大西洋の革新のショーケースでもたらされる Gatenholm および Davalos の」 「dielectrophorectic microweaving」技術、 11 月 14 日、適用しました。

新しい会社、 BCGenesis (www.bcgenesis.org/) は Blacksburg、 VA に確立されました。 biocompatible 材料を骨の接木のような柔らかくか堅い結合組織を、および cartlilage の置換および他の整形外科アプリケーション直すために提供するため。 Blacksburg のエリック Gatenholm は CEO です。

ポール Gatenholm の研究についての詳細をここに学んで下さい: http://www.sbes.vt.edu/people/faculty/primary/gatenholm.html

Last Update: 14. January 2012 12:33

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