Sự biến đổi sinh học từ là gì?

Sự phân hủy sinh học là một phương pháp tiên tiến trong kỹ thuật mô mà có thể gây ảnh hưởng tới các thành phần sinh học bên ngoài để lắp ráp tế bào nano phần cực nhỏ hoặc giàn giáo thành các cấu trúc 3 chiều được xác định trước với các vật liệu nano kết hợp sinh học có thể điều khiển không gian, định hướng và mật độ trong quá trình hội nghị. kỹ thuật này có thể được điều khiển bởi lực lượng từ trường để điều chỉnh các mô phức tạp với độ chính xác tế bào, và hướng dẫn các mẫu đơn giản để tạo ra các thử nghiệm, để giải quyết các vấn đề về các loại thuốc đặc biệt.

Vai trò của các từ vựng Nanopartcles

Các hạt nano phần bổ sung từ (MNPs) là công cụ cơ bản của sự phân hủy từ tính. Bình thường, chất ô-xít sắt (Fe3O4 hoặc giang 2O3), các hạt này được bao phủ bởi chất kết hợp sinh học như dexrant, chất polyvinyl (PVA), hoặc polyethne glycol (PG) để đảm bảo tế bào không bị nhiễm độc. Kích cỡ nhỏ (200 nm) cho phép việc phân tích nội bộ hoặc kết dính bên trong các tế bào. Một khi các tế bào, các trường MPN đáp ứng với một khoảng thời điểm tập trung thường tương tác với độ cao và 10 tiềm năng tương tác với nhau.

Tạo ra các công cụ lắp ráp đa hợp

Một trong những cổ chai lớn nhất trong kỹ thuật mô là khả năng cấu trúc dày trước khi có mạch máu không có mạng lưới chức năng tế bào trong lõi của một mạch máu bị chết do thiếu oxy và chất thải tích tụ trong vòng 100–200 i-quang của nguồn dinh dưỡng sinh học.

Tại sao việc phân hóa là nghiêm trọng

Các mô được kỹ thuật dày hơn ~500 m cần một nguồn cung cấp máu bên trong để duy trì sự trao đổi chất tế bào. Các phương pháp truyền thống - như tế bào hạt trên giàn giáo xốp hoặc sử dụng gradient tăng trưởng yếu tố (thường chỉ tạo ra các tế bào ruột kết ngẫu nhiên trong phát triển, không đủ để tăng cường khả năng sinh học. Việc phân hủy từ trường sinh học vượt qua bằng cách cho phép thiết kế các mạng lưới có đường kính, góc độ nghiêng và khoảng cách. Những kênh này có thể được nối với các tế bào kết nối với nhau và kết nối với nguồn cung cấp nội bộ ngay sau khi lắp ráp, đảm bảo và cung cấp oxy trong ngày được xây dựng.

Tiến trình từng bước

  1. Việc sắp xếp các tế bào hoặc vật liệu giàn giáo: ) Các tế bào ruột, tế bào cơ mịn, hoặc tế bào nội soi được kết hợp với các hạt nano phần tử trong 4–24 giờ, cho phép nội bộ hạt được phân hủy. Hoặc, phân hủy, ma trận ngoại bào hoặc thủy châm có thể được trộn với các tế bào MNPs.
  2. Bảng hiệu cấu hình từ trường: Dùng dãy nam châm hay điện trường vĩnh viễn, các nhà nghiên cứu tạo ra các lớp dốc mà hướng các tế bào từ hóa vào vị trí đã định sẵn. Hệ thống điều khiển máy tính cho phép trường năng động thay đổi hình dạng phức tạp.
  3. Tập hợp thành các cấu trúc giống kênh: dưới ảnh hưởng của trường bên ngoài, các tế bào có nhãn di trú và thẳng hàng dọc theo các dòng từ. Ví dụ, một sự sắp xếp tuyến tính của nam châm có thể tạo ra các kênh song song, trong khi một trường hình tròn cho thấy các mạng lưới đồng tâm tăng lên đến các dây dẫn trung tâm.
  4. Việc liên kết và ổn định: ) Một khi các tế bào được lắp ráp, một hydrogel có thể ảnh (v. d., gelatin methacryloyl) được thêm vào và được kết nối để khóa cấu trúc. Trường từ trường có thể được bảo tồn trong bước này để ngăn việc tái cấu trúc.
  5. Sự phun trào và sự sinh sôi: ) cấu trúc này được kết nối với một thiết bị sinh học dần dần tăng tốc độ lưu thông trong vài ngày.

Học hỏi và đạt kết quả

Trong một nghiên cứu quan trọng năm 2020, các nhà nghiên cứu đã sử dụng sự biến đổi sinh học từ tính để tạo ra một mô cấp độ mô có đường kính từ 100 đến 800 đường kính. sau 14 ngày dung dịch dung dịch dung dịch, các kênh vẫn còn bằng sáng chế và hỗ trợ các khối u tim xung quanh. một nhóm khác đã chứng minh rằng các cấu trúc trước khi kết hợp với các con chuột đã được cấy ghép phụ vào các vật chủ trong vòng một tuần, và tăng cường sống sót đáng kể so với các kiểm soát không bị biến đổi.

Lợi thế chủ yếu trong các công nghệ hội nghị

  • Điều khiển không gian siêu tân tinh:) hướng dẫn từ trường cho phép định vị từng tế bào riêng lẻ hoặc cụm nhỏ có độ chính xác vi mô, cho phép sự sinh sản của cấu trúc vi mô bản xứ - chẳng hạn như các lớp kết nối giữa cơ mịn và động mạch.
  • Tốc độ tạo bản sao: ) Hội nghị toàn bộ mạng lưới có thể đạt được trong vòng 10 phút, trong khi việc in 3D cấu trúc tương đương có thể mất hàng giờ do việc thẩm vấn hàng loạt. Tốc độ này làm giảm các tế bào thời gian ở bên ngoài điều kiện văn hóa, tăng tính khả thi.
  • Người diệt côn trùng và cấu trúc thiên văn: ) Bằng cách chuyển đổi hướng trường hoặc dùng nhiều loại nam châm, có thể xây dựng với các lớp orthogonal -- đặc biệt là để sao chép tính dị hướng của cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ hoặc xương.
  • Quá trình này không bao gồm áp suất, nhiệt độ cao hoặc hóa chất khắc nghiệt.
  • Tương thích với vật liệu sinh học đã có: Sự biến đổi sinh học từ trường có thể được kết hợp với hydrogels thường dùng (colgen, fibrin, hyalonic acid) và với ma trận biến dạng, mở rộng tính bền vững của nó.

Những ứng dụng trong ngành y và nghiên cứu tái tạo

Thay thế Organ và mô phỏng

Mục tiêu cuối cùng của kỹ thuật mô mạch là tạo ra các cơ quan thay thế cơ quan chức năng - chẳng hạn như các miếng vá tim, màng gan, hoặc thận. Sự biến đổi sinh học được khám phá để tạo ra các cơ tim co thắt với một tính năng kết hợp có thể được cấy ghép để sửa chữa u cơ tim bị hỏng. Tương tự, tuyến tụy tiền nhân được xây dựng đã cho thấy sự tăng cường sự phân hủy và sự tiết ra của các mô hình tiểu đường tiểu đường.

Chữa lành vết thương và khôi phục da

Những vết thương kinh niên lớn được lợi ích từ việc cung cấp oxy và tín hiệu chuyển đổi. phân hủy từ trường có thể tạo ra các mảng da đa tầng với một mô hình được cấy nhanh chóng xâm chiếm bởi các mạch chủ khi ứng dụng. thử nghiệm lâm sàng đã chữa trị loét chân chân của các tế bào ruột từ trường, đạt tỷ lệ đóng cửa nhanh hơn mức bình thường.

Việc tạo mẫu bệnh tật và thử nghiệm ma túy

Các mô hình được cấy trước khi kết cấu là thực tế trong ống nghiệm để nghiên cứu sự tăng cường siêu tĩnh để nghiên cứu sự phát triển siêu thị, tạo mạch trong khối u và sự thâm nhập ma túy. Ví dụ, sự biến đổi sinh học của một vi sinh vật có khả năng quan sát thời gian thực về cách doxorbicin được vận chuyển từ kênh Lumen vào khối u. như vậy nền tảng giảm sự phụ thuộc vào mô hình động vật và tăng tốc kiểm tra tốc độ trước khi xét nghiệm.

Những thử thách và giới hạn hiện tại

Mặc dù nó có hứa, sự phân hủy từ tính phải đối mặt với nhiều chướng ngại vật phải được giải quyết cho việc dịch lâm sàng. Độ sâu từ trường trong mô dày đặc bị hạn chế- ruộng phân rã nhanh chóng từ nguồn, gây khó khăn để tạo ra các kênh trong việc xây dựng hơn 2 cm mà không cần phải sử dụng các mảng từ tính có thể cấy ghép. Tính bền của các mô nano phụ không thể đo được vẫn còn là mối quan tâm; sự dự trữ lâu dài của các hạt sắt bên trong tế bào có thể gây nhiễu với các tế bào hoặc dẫn tới lực lượng oxy. Hơn nữa, quá trình tăng cường từ trường lên từ trường lên tới việc sản xuất tự động cơ tự động và các giao thức điện từ tính mạnh cần thiết cho các giao thức chuyên gia và cũng tăng cường độ hấp dẫn từ trường sinh học tăng năng lượng sinh học và tăng cường năng lượng từ trường sinh học tăng lên khi hệ thống kết hợp với các chất lượng tử có thể kết hợp với các chất tiết ra từ trường phức tạp hóa với các chất hữu cơ kết hợp với các chất có thể kết hợp với nhau, và tăng cường hơn nữa.

Quan điểm tương lai

Thế hệ tiếp theo của sự phân hủy từ tính có khả năng hợp nhất với công nghệ bổ sung kết hợp với công nghệ sinh học 3D có thể cho phép in những cấu trúc hỗ trợ lớn trong khi hội nghị từ tính điều khiển mạng lưới mạch tốt. Mô hình đa sinh học dự đoán chuyển động của hạt dưới các chuyển động phức tạp được phát triển để tạo ra "tự do in" - nơi mà thiết kế cuối cùng tự tổ chức dựa trên các thông số trường học dựa trên các thông tin trường. Hơn nữa, kết hợp nam châm- nam châm thay đổi trong việc hoạt động cứng trong trường có thể tăng chức năng để tạo ra các chức năng, như là cơ quan chức tự động mạch tự động. với tính năng tinh vi của các phần tử nano tiếp tục tăng cường phần cứng và tăng cường chức năng sinh học sinh học, và trở thành vị trí thiết bị hấp dẫn để tạo ra các cơ quan hệ thống sinh học tiêu chuẩn trong thập kỷ tiếp theo có thể cấy ghép các cơ quan hệ thống sinh học và các cơ quan hệ thống cấy ghép các cơ quan hệ thống sinh học trong vòng 10 năm tới.

Bài báo này kết hợp thông tin từ nghiên cứu ngang hàng ), xuất bản trong các tạp chí, gồm ) ), , [FLT:] vật liệu [FLT: t, NN: BLT], [T] và [FT: C] [FT].