Βιομηχανολογία
Η εμβιομηχανική εφαρμόζει έννοιες της βιολογίας για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων στις επιστήμες της ζωής1. Η αντικατάσταση χαμένων ή κατεστραμμένων οργάνων ή ιστών είναι ένας σημαντικός τομέας στον οποίο η μηχανική ιστών και η βιοκατασκευή αποτελούν σχετικές στρατηγικές2.
NETZSCH προσφέρει λύσεις για τον θερμικό και ρεολογικό χαρακτηρισμό κατά μήκος της αλυσίδας αξίας από τις πρώτες ύλες έως τους ιστούς και τους τεχνητούς ιστούς.
1Pavlovic, Bioengineering A Conceptual Approach, Springer, 2015, DOI 10.1007/978-3-319-10798-1
2Malda, J. et al., 25th Anniversary Article: Engineering Hydrogels for Biofabrication, Advanced Materials, 2013, https://doi.org/10.1002/adma.201302042
Πρώτες ύλες (βιοϋλικά, βιορητίνες, κυτταροκαλλιέργεια)
τρισδιάστατη εκτύπωση αλγινικών υδρογελών:
- Αξιολόγηση της δυνατότητας εκτύπωσης υδρογελών για τρισδιάστατη εκτύπωση με εξώθηση
- Μελέτη του τρόπου με τον οποίο το φορτίο φαρμάκου επηρεάζει τις ρεολογικές ιδιότητες των υδρογελών
Κρυοσυντήρηση:
- Προσδιορισμός των διεργασιών κρυστάλλωσης με τη βοήθεια της DSC
- Μελέτη της υαλοποίησης κυττάρων και βιοπολυμερών κατά την ξήρανση υπό ψύξη
Χαρακτηρισμός της ζελατινοποίησης σε πραγματικό χρόνο:
- Μελέτη της ζελατινοποίησης βιοπολυμερικής υδρογέλης σε πραγματικό χρόνο
- Μελέτη της επίδρασης της αλλαγής του χημικού περιβάλλοντος κατά την εφαρμογή διάτμησης
Ορισμένες από τις προκλήσεις που αναφέρονται παραπάνω προκύπτουν από την πολύπλοκη συμπεριφορά ροής των πολυσυσύνθετων βιολογικών υλικών και βιοϋλικών, όπου η μηχανική απόκριση και το χημικό περιβάλλον είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους.
Προηγμένες ρεολογικές τεχνικές, όπως η ρεοδιάλυση, επιτρέπουν ελεγχόμενες μεταβολές της χημείας του δείγματος κατά τη διάτμηση, επιτρέποντας τη διερεύνηση των επιμέρους συνεισφορών στη συνολική ρεολογική απόκριση υπό ρεαλιστικές συνθήκες διεργασίας.
τρισδιάστατη βιοεκτύπωση
Κλώση ηλεκτροϊνών:
- Κατανόηση και πρόβλεψη της διεργασίας περιστροφής ηλεκτροϊνών με εφαρμογή ρεολογίας
- Αποτελεσματική βελτιστοποίηση της διαδικασίας με βάση τη ρεολογική κατανόηση
Επικύρωση βιο-μελανιών για τη βαθμονόμηση των διαδικασιών τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης:
- Καλύπτουν ένα κατάλληλα ευρύ φάσμα ρεολογικών ιδιοτήτων για την τρισδιάστατη βιοεκτύπωση
- Διασφάλιση ισχυρών διαδικασιών βαθμονόμησης με την επιλογή κατάλληλων πρότυπων υλικών
Σκαλωσιά
Μετουσίωση βιομορίων:
- Αναλύστε την επίδραση της μετουσίωσης στα βιομόρια
- Εφαρμογή για ματ ινών αίματος και κολλαγόνου
Μετουσίωση κολλαγόνου και ζελατίνης:
- Μελέτη της μετουσίωσης των σχετικών συστατικών σε υδρογέλες όπως το κολλαγόνο ή η ζελατίνη
Ποιοτικός έλεγχος ικριωμάτων:
- Θερμικό δακτυλικό αποτύπωμα για ποιοτικό έλεγχο με στόχους DSC και TGA
- Χρήση χαρακτηριστικών μεταβάσεων και βημάτων απώλειας βάρους ως παραμέτρων ελέγχου ποιότητας
- Ταχεία διαλογή για τη συνοχή από παρτίδα σε παρτίδα
- Μη καταστροφική προετοιμασία δείγματος σε πολλές περιπτώσεις
Καλλιέργεια
Στις διεργασίες καλλιέργειας, τα βιολογικά συστήματα είναι συχνά ιδιαίτερα ευαίσθητα στις μεταβολές του χημικού περιβάλλοντος που τα περιβάλλει, ιδίως υπό μηχανική καταπόνηση.
Για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται οι δομικές και ρεολογικές ιδιότητες κατά τη διάρκεια τέτοιων δυναμικών συνθηκών, η ρεοδιάλυση επιτρέπει την επί τόπου τροποποίηση της χημείας του δείγματος, ενώ παράλληλα παρακολουθείται η ιξωδοελαστική συμπεριφορά σε πραγματικό χρόνο υπό ελεγχόμενη διάτμηση.
Ιστός και τεχνητός ιστός
Ασβεστοποίηση:
- Απαντήστε σε ερωτήσεις σχετικά με τις ασβεστοποιήσεις που αφορούν τη σύνθεση και το βαθμό στα εμφυτεύματα ή τους ιστούς σας
Τεχνητό αίμα:
- Εξασφάλιση συγκρίσιμης ρεολογικής συμπεριφοράς του τεχνητού αίματος σε σύγκριση με το ανθρώπινο ολικό αίμα
- Χρήση της κατανόησης της ρεολογίας του τεχνητού αίματος για την ανάπτυξη ιατρικών συσκευών, όπως τα στεντ και οι καρδιακές βαλβίδες
Δέρμα:
- Μελέτη των μεταβολών των μηχανικών ιδιοτήτων του δέρματος που σχετίζονται με την ηλικία με τη χρήση της ρεολογίας διάτμησης
Ανάπλαση του τραυματισμένου εγκεφάλου:
- Μελέτη ζελατινοποίησης πεπτιδικής υδρογέλης για την ανάπλαση τραυματισμένου εγκεφάλου
- Εφαρμογή ρεολογίας για τον χαρακτηρισμό της γέλης
Ορισμένες εφαρμογές που σχετίζονται με τους ιστούς περιλαμβάνουν μαλακά, ιδιαίτερα δυναμικά υλικά των οποίων οι μηχανικές ιδιότητες εξελίσσονται σε απόκριση στις αλλαγές της δομής ή του χημικού περιβάλλοντος.
Για αυτά τα πολύπλοκα συστήματα, προηγμένες ρεολογικές προσεγγίσεις, όπως η ρεοδιάλυση, επιτρέπουν την ελεγχόμενη χημική ανταλλαγή κατά τη διάρκεια της μέτρησης, παρέχοντας βαθύτερη εικόνα της ζελατινοποίησης και των σχέσεων δομής-ιδιοτήτων υπό ρεαλιστική μηχανική φόρτιση.
Οι συνεργάτες μας
