Top.Mail.Ru
Бесплатный подбор врача по Москве и Московской области. Телефон Call центра +7 (499) 519-32-44

Ультразвук для выравнивания живых клеток при биопроизводстве

Просмотров: 19
Ультразвук для выравнивания живых клеток при биопроизводстве

Исследователи из Университета Штата Северная Каролина разработали методику улучшения характеристик инженерных тканей с помощью ультразвука для выравнивания живых клеток в процессе биопроизводства.

«Мы достигли точки, где мы можем создавать медицинские продукты, такие как коленные имплантаты, путем печати живых клеток», — говорит Рохан Ширвейкер, автор статьи о работе и доцент кафедры промышленной и системной инженерии штата Северная Каролина Эдвард П. Фиттс. «Но одна из проблем заключалась в организации клеток, которые печатаются, чтобы спроектированная ткань более точно имитировала естественные ткани.

«В настоящее время мы разработали метод, называемый «ультразвуковое биопроизводство» (ultrasound-assisted biofabrication — UAB), который позволяет нам выравнивать клетки в трехмерной матрице во время процесса биопринтинга. Это позволяет нам создать мениск колена, например, который больше похож на оригинальный мениск пациента. На сегодняшний день мы смогли выровнять клетки для целого ряда инженерных костно-мышечных тканей.»

Чтобы выровнять клетки, исследователи построили ультразвуковую камеру, которая позволяет ультразвуковым волнам перемещаться по области, где биопринтер печатает живые клетки. Эти ультразвуковые волны перемещают в одном направлении и после этого отражаются назад к их источнику, создавая «непрерывную ультразвуковую волну. Звуковые волны эффективно собирают клетки в ряды, которые совпадают с областями, где ультразвуковые волны и отраженные волны пересекаются друг с другом.

«Мы можем контролировать характеристики выравнивания клеток, контролируя параметры ультразвука, такие как частота и амплитуда», — говорит Ширвайкер.

Чтобы продемонстрировать жизнеспособность метода UAB, исследователи создали мениск колена, с клетками, выровненными по полулунной дуге — так же, как они находятся в естественном мениске.

«Мы смогли контролировать выравнивание клеток по мере их печати, слой за слоем, по всей ткани», — говорит Ширвейкер. «Мы также показали способность выравнивать клетки способами, которые особенно важны для других ортопедических мягких тканей, таких как связки и сухожилия.»

Вам может быть интересно:  Чипы-импланты для восстановления зрения

Исследователи также обнаружили, что некоторые комбинации ультразвуковых параметров привели к гибели клеток.

«Это важно, потому что это дает нам четкое понимание того, что мы можем сделать для улучшения фактических свойств тканей и чего нам нужно избегать, чтобы сохранить живые клетки», — говорит Ширвейкер.

С этой целью исследователи создали вычислительные модели, которые позволяют пользователям прогнозировать свойства любого заданного набора параметров до начала процесса биопроизводства.

Еще одно преимущество метода «ультразвукового производства» заключается в том, что он относительно недорог.

«Существует единовременная стоимость установки ультразвукового оборудования, которое может использовать готовые технологии», — говорит Ширвейкер. «После этого эксплуатационные расходы на ультразвуковые компоненты незначительны. И техника UAB может использоваться в сочетании с большинством существующих технологий биопечати.

«У нас есть патент на технику для ультразвукового производства, и теперь мы ищем отраслевых партнеров, которые помогут нам решить вопросы с коммерциализацией нашего изобретения», — говорит Ширвейкер.

Источник: North Carolina State University

Дополнительная информация:

Отзывы и комментарии

Добавить комментарий

*

Контакты

Информационные материалы на данном сайте представляют собой статьи, написанные практикующими медицинскими специалистами и косметологами на основе практики или по информации, которая есть в открытом доступе как в сети Internet так и в различных печатных изданиях.

Doktorlaser.ru не несет ответственности за любые возникшие убытки, информацию или услуги.

В первую очередь всегда обращайтесь к врачу.