الهندسة الحيوية
تطبق الهندسة الحيوية مفاهيم علم الأحياء لحل مشاكل العالم الحقيقي في علوم الحياة1. ويُعد استبدال الأعضاء أو الأنسجة المفقودة أو التالفة أحد المجالات الرئيسية التي تُعد فيها هندسة الأنسجة والتصنيع الحيوي من الاستراتيجيات ذات الصلة2.
NETZSCH تقدم حلولاً للتوصيف الحراري والريولوجي على طول سلسلة القيمة من المواد الخام إلى الأنسجة والأنسجة الاصطناعية.
1Pavlovic, Bioengineering A Conceptual Approach, Springer, 2015, DOI 10.1007/978-3-378-319-10798-1
2مالدا، ج. وآخرون، مقال الذكرى السنوية الخامسة والعشرين: هندسة الهلاميات المائية للتصنيع الحيوي، المواد المتقدمة، 2013، https://doi.org/10.1002/adma.201302042

المواد الخام (المحاليل البيولوجية، والمواد الحيوية والمواد الحيوية المستزرعة للخلايا)
الطباعة ثلاثية الأبعاد للهلاميات المائية الألجينات:
- تقييم قابلية طباعة الهلاميات المائية للطباعة ثلاثية الأبعاد القائمة على البثق
- دراسة كيفية تأثير الحمل الدوائي على الخواص الانسيابية للهلاميات المائية
الحفظ بالتبريد:
- تحديد عمليات التبلور بمساعدة DSC
- دراسة تزجيج الخلايا والبوليمرات الحيوية أثناء التجفيف بالتجميد
التوصيف الآني للهلامية:
- دراسة هلامية الهلام الهيدروجيل البوليمرية الحيوية في الوقت الحقيقي
- دراسة تأثير البيئة الكيميائية المتغيرة أثناء تطبيق القص
تنشأ بعض التحديات المذكورة أعلاه من سلوك التدفق المعقد للمكونات الحيوية والمواد الحيوية متعددة المكونات، حيث تكون الاستجابة الميكانيكية والبيئة الكيميائية مترابطة بشكل وثيق.
تتيح التقنيات الريولوجية المتقدمة مثل التحلل الريديولوجي تغييرات محكومة في كيمياء العينة أثناء القص، مما يسمح بفحص المساهمات الفردية في الاستجابة الريولوجية الكلية في ظل ظروف عملية واقعية.
الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد
غزل الألياف الكهربائية:
- فهم عملية غزل الألياف الكهربائية والتنبؤ بها من خلال تطبيق الريولوجيا
- تحسين العملية بكفاءة استنادًا إلى الفهم الريولوجي
التحقق من صحة الأحبار الحيوية لمعايرة عمليات الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد:
- تغطية نطاق واسع مناسب من الخصائص الانسيابية للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد
- ضمان عمليات معايرة قوية من خلال اختيار مواد نموذجية مناسبة


السقالة
تمسخ الجزيئات الحيوية:
- تحليل تأثير المسخ على الجزيئات الحيوية
- تنطبق على حصائر ألياف الدم والكولاجين
تمسخ الكولاجين والجيلاتين:
- دراسة تمسخ المكونات ذات الصلة في الهلاميات المائية مثل الكولاجين أو الجيلاتين
مراقبة جودة السقالات:
- البصمات الحرارية لمراقبة الجودة من خلال أهداف DSC وTGA
- استخدام التحولات المميزة وخطوات فقدان الوزن كمعايير لمراقبة الجودة
- الفحص السريع للتحقق من الاتساق من دفعة إلى أخرى
- إعداد عينة غير مدمرة في العديد من الحالات
الزراعة
في عمليات الزراعة، غالبًا ما تكون الأنظمة البيولوجية شديدة الحساسية للتغيرات في بيئتها الكيميائية المحيطة، خاصةً في ظل الإجهاد الميكانيكي المطبق.
ولدراسة كيفية تطور الخواص الهيكلية والريولوجية خلال مثل هذه الظروف الديناميكية، يسمح الغسيل الريودالي بالتعديل في الموقع لكيمياء العينة مع مراقبة السلوك اللزج المرن في الوقت الحقيقي تحت القص المتحكم فيه.


الأنسجة والأنسجة الاصطناعية
التكلس:
- أجب عن الأسئلة المتعلقة بالتكلسات فيما يتعلق بالتركيب والدرجة في الغرسات أو الأنسجة
الدم الاصطناعي
- ضمان السلوك الريولوجي المماثل للدم الاصطناعي مقارنة بالدم البشري الكامل
- استخدام الفهم الريولوجي للدم الاصطناعي لتطوير الأجهزة الطبية مثل الدعامات وصمامات القلب
البشرة:
- دراسة التغيرات المرتبطة بالعمر التي تطرأ على الخواص الميكانيكية للجلد من خلال أهداف ريولوجيا القص
تجدد الدماغ المصاب
- دراسة هلامية هيدروجيل الببتيد لتجديد الدماغ المصاب
- تطبيق الريولوجيا لتوصيف الهلام
تتضمن بعض التطبيقات ذات الصلة بالأنسجة مواد لينة وديناميكية للغاية تتطور خواصها الميكانيكية استجابةً للتغيرات في البنية أو البيئة الكيميائية.
بالنسبة لهذه الأنظمة المعقدة، تتيح النُهج الريولوجية المتقدمة مثل الغسيل الريودالي التبادل الكيميائي المتحكم فيه أثناء القياس، مما يوفر نظرة أعمق في العلاقات بين الهلام والبنية والخصائص في ظل التحميل الميكانيكي الواقعي.



