Posted in | Nanofluidics

Ввод Бактерии для работы в качестве Крошечные Ткачи наноразмерных биоматериалов

Published on November 11, 2008 at 11:45 AM

Два Virginia Tech инженеры поместили бактерии для работы в качестве крошечных ткачей биоматериалов и медицинских имплантатов. Пол Gatenholm и Рафаэль Давалос, профессорско-преподавательского состава с Wake Virginia Tech университета леса школы биомедицинской инженерии, разработали новую технологию для управления движением бактерии, которые производят целлюлозу. Использование бактериальной целлюлозы (BC) для биоматериалов был ограничен, потому что его механические свойства не может контролироваться за тонкие, гибкие слои. Изобретение позволит четко контролировать крошечных ткачей, чтобы они могли ориентироваться в фигуры, которые будут поддерживать хрящевой и костной ткани роста и других сложных биоматериалов, в соответствии с Gatenholm.

FESEM изображений клеток Acetobacter Xylinum встроенные в и производство целлюлозы нановолокон.

Так же, как бабочек и пауков производства волокна, так что бактерии Acetobacter xylinum. Около пяти лет назад, Gatenholm, то в Технологический университет Чалмерса в Швеции, задавались вопросом, может ли он контролировать производство бактериальной целлюлозы и если материал биосовместимых.

Он обнаружил, что бактерии создаст волокна слоев, чтобы соответствовать шаблону. "Материал так же, как коллаген," естественный соединительной ткани вырабатывается организмом, сказал он. Он помещается в почтовую марку размером куска материала до н.э. под кожу в крысу и был рад видеть, что нет никакой инфекции и нет отказа. "Был очень хороший интеграции", сказал Gatenholm.

"Поскольку до н.э. составляет около 99 процентов состоит из воды, она мягкая и гибкая," сказал он. "Единственным недостатком была клетки не могут пройти через, поскольку она не пористой. Так мы разместили восковых частиц на строительные леса и бактерий обернулся их, то расплавленный воск из ".

Для решения необходимо медицинского сообщества для мелких кровеносных сосудов, команда Gatenholm по адресу Чалмерс был бактерии производят трубы. К 2006 году ученые разработали процесс создания трубы любого размера или формы. Шведское правительство предоставило финансирование для расширения и Gatenholm и его коллеги начали компанию по производству кровеносных сосудов. Arterion (http://www.arterion.se/), сейчас делает исследованиях на животных. (Gatenholm начал три компании на основе своих исследований в Chalmers University).

"Сейчас я готов смотреть на то, что дополнительные хорошие н.э. можете сделать", сказал Gatenholm, который присоединился к Вирджинии в прошлом году, профессор материаловедения и инженерии, филиал Virginia Tech Центр Исцеления биоматериалов и дополнения преподаватель с Wake Forest University Институт регенеративной медицины.

Одной из целей является создание хряща в частности, создание леса, что была бы занята хондроцитов - клеток, производящих хряща. "Мы хотели построить пористые строительные леса в форме носа или уха, как структуры хондроцитов переехать в - в теле, а не в биореактор. До н.э. эшафот будет частью процесса исцеления. "

Другая большая неудовлетворенная медицинская потребность есть способ заменить большой дефицит кости, например, кусок черепа, так что люди не должны иметь металлических имплантатов. Gatenholm предлагает создать до н.э. эшафот, который включает гидроксиапатита, минеральных, содержащих кальций и фосфор, что составляет основу костной ткани. "Мы можем создать материал, который позволяет процессу заживления кости пройдет - и даже стимулирует его."

Необходимые формы могут быть созданы с использованием до н.э. с пористостью, которая позволит естественных клеток расти, но проблема заключалась в отсутствии контроля механических свойств - жесткости, необходимых для хрящей и костей лесов.

Решение представился, когда Gatenholm встретился Давалос, доцент кафедры инженерных наук и механики, чьи исследования включает в себя ячейки механика, микрофлюидики и использования электрического тока для создания временных поры в клеточной стенке и постоянные поры, что приводит к гибели клеток. В процессе этого исследования, Давалос обнаружил, что он мог контролировать бактерии движения с помощью электрических полей.

В работе Работа выполнена при поддержке Вирджинском политехническом институте критических технологий и прикладных наук, Gatenholm и Давалос применять этот контроль способность целлюлозы бактерий и скоро их челночные вперед и назад, как и наноразмерных ткацкий станок, сборка слоев целлюлозы в пользовательские трех- мерных архитектур. "Теперь мы можем инженер необходимые механические свойства для поддержки микро-масштабе потока жидкости и окружающей среды для клеток-мишеней - хондроцитов, например, - они собираются и размножаются. Выравнивание nanofibril, таких как в естественных тканей коллаген позволит значительно улучшить прочность и жесткость строительных лесов ", сказал Gatenholm.

Virginia Tech интеллектуальной собственности, Inc (www.vtip.org) подал заявку на патент на Gatenholm и Давалос "dielectrophorectic microweaving" технологии, которая будет представлена ​​на Срединно-Атлантическом Innovation Showcase в пятницу, 14 ноября, в отеле Hilton Маклин Tysons Corner.

Новая компания, BCGenesis (www.bcgenesis.org/) была создана в Блэксбург, штат Вирджиния, чтобы обеспечить биологически совместимым материалом для заживления мягкой или жесткой соединительной ткани, например, костные трансплантаты и cartlilage замены и других приложений, ортопедические. Эрик Gatenholm из Блэксбург будет генеральным директором.

Узнайте больше об исследованиях Пола Gatenholm здесь: http://www.sbes.vt.edu/people/faculty/primary/gatenholm.html

Last Update: 8. October 2011 04:11

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