Posted in | Nanofluidics

把工作作為微小的納米生物材料織的細菌

Published on November 11, 2008 at 11:45 AM

兩個弗吉尼亞理工大學的工程師已經把細菌作為生物材料和醫療植入物微小的織工工作。保Gatenholm和拉斐爾達瓦洛斯,弗吉尼亞理工大學維克森林大學生物醫學工程學院的教職人員,已經開發出一種新技術控制產生纖維素的細菌,議案。利用細菌纖維素(BC)的生物材料已經被限制,不能超越薄,彈性層控制,因為它的機械性能。本發明將允許精確控制微小的織工,使他們可以引導,將支持軟骨和骨組織的生長和其他複雜的生物材料的形狀,根據 Gatenholm。

木醋桿菌細胞的FESEM圖像中嵌入和生產的纖維素纖維。

正如蝴蝶和蜘蛛絲纖維,所以做木醋桿菌的細菌。大約五年前,Gatenholm,然後在瑞典查爾姆斯理工大學,想知道他是否能控制細菌纖維素的生產和材料生物相容性。

他發現,這種細菌會造成纖維層,以適應模板。 “”物質很像膠原蛋白是人體產生自然的結締組織,他說。他下的皮膚,然後放置在老鼠公元前材料的郵票大小的一塊,並很高興地看到,沒有感染,無排異反應。 “有非常好的整合,說:”Gatenholm。

“由於 BC是大約 99%的水,它是軟的,靈活的,”他說。 “唯一的缺點是細胞無法通過,因為它不是多孔。所以我們放在支架蠟顆粒和紡身邊的細菌,那麼我們就融化的蠟。“

為了解決小血管醫學界的需要,Gatenholm的查默斯團隊有細菌產生管。到2006年,科學家們已經開發出一種用於創建任何尺寸或形狀的管子的過程。瑞典政府提供經費,為規模和Gatenholm和他的同事們開始了公司生產的血管。 Arterion(http://www.arterion.se/),現在正在做的動物研究。 (Gatenholm已經開始在查默斯大學三家公司根據他的研究。)

“現在我準備好了,看看可以做什麼額外的好公元前了,說:”Gatenholm,去年加入弗吉尼亞理工大學材料科學與工程,弗吉尼亞理工大學修復生物材料中心的分支機構教授和兼職教師成員與維克森林大學再生醫學研究所。

一個目標是創造軟骨專門,支架由軟骨細胞,將佔用的創造 - 軟骨細胞產生。 “在鼻子或耳朵的形狀,我們將建立一個多孔支架作為軟骨細胞的結構移動到 - 在體內,而不是在生物反應器。公元前腳手架將癒合過程中的一部分。“

另一家大型滿足醫療需求的一種方式,以取代大骨赤字,如一塊顱骨,所以人不會有金屬植入物。 Gatenholm建議創建一個公元前腳手架採用羥基磷灰石,礦泉水含有鈣,磷是骨骼的基礎。 “我們可以創建一個骨癒合過程中發生的材料,允許 - 甚至刺激它。”

可以創建所需的形狀使用的孔隙率,使自然細胞生長 BC,但面臨的挑戰一直缺乏控制的機械性能 - 軟骨和骨支架所需的剛度。

解決方案本身時 Gatenholm會見達瓦洛斯,工程科學與力學,包括細胞力學,微流體,並使用電流創建臨時毛孔細胞壁和永久性的毛孔,會導致細胞死亡的研究助理教授。在這項研究過程中,達瓦洛斯發現,他可以使用電場來控制細菌的議案。

Gatenholm和達瓦洛斯在支持工作,工作是由弗吉尼亞理工大學的研究所為關鍵技術和應用科學,應用此控制能力產生菌的纖維素,很快就有了他們來回穿梭,像納米織機,裝配到自定義的纖維素層立體架構。 “現在,我們可以設計所需的力學性能,以支持微觀尺度的流體流動和環境的靶細胞 - 軟骨例如, - 可以附著和生長。 nanofibril如天然膠原蛋白組織中的對齊方式,將大大提高支架的強度和剛度,說:“Gatenholm。

弗吉尼亞理工大學知識產權公司(www.vtip.org)已申請專利為 Gatenholm和達瓦洛斯“”dielectrophorectic microweaving“技術,這將在大西洋中部創新展示日(星期五),11月14日推出,在希爾頓麥克萊恩泰森斯角。

已成立一家新公司,BCGenesis(www.bcgenesis.org/),在美國弗吉尼亞州布萊​​克斯堡,為生物相容性材料癒合軟或硬的結締組織,如骨移植,cartlilage更換和其他骨科應用。埃里克布萊克斯堡Gatenholm將成為 CEO。

在這裡了解更多保Gatenholm的研究 http://www.sbes.vt.edu/people/faculty/primary/gatenholm.html

Last Update: 3. October 2011 12:00

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