Bioingénierie
La bio-ingénierie applique les concepts de la biologie pour résoudre des problèmes concrets dans le domaine des sciences de la vie1. Le remplacement d'organes ou de tissus perdus ou endommagés est l'un des principaux domaines où l'ingénierie tissulaire et la biofabrication sont des stratégies pertinentes2.
NETZSCH la bio-ingénierie offre des solutions pour la caractérisation thermique et rhéologique tout au long de la chaîne de valeur, depuis les matières premières jusqu'aux tissus et aux tissus artificiels.
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
Matières premières (bioinks, biorésines, culture cellulaire)
impression 3D d'hydrogels d'alginate :
- Évaluer l'imprimabilité des hydrogels pour l'impression 3D par extrusion
- Étudier l'influence de la charge médicamenteuse sur les propriétés rhéologiques des hydrogels
Cryoconservation :
- Déterminer les processus de CristallisationLa cristallisation est le processus physique de durcissement au cours de la formation et de la croissance des cristaux. Au cours de ce processus, la chaleur de cristallisation est libérée.cristallisation à l'aide de la DSC
- Étudier la vitrification des cellules et des biopolymères pendant la lyophilisation
Caractérisation en temps réel de la gélification :
- Étudier la gélification des hydrogels biopolymères en temps réel
- Étudier l'effet du changement de l'environnement chimique lors de l'application du cisaillement
Certains des défis énumérés ci-dessus découlent du comportement complexe de l'écoulement des bioinks et biomatériaux multicomposants, où la réponse mécanique et l'environnement chimique sont étroitement liés.
Les techniques rhéologiques avancées telles que la rhéodialyse permettent des changements contrôlés de la chimie de l'échantillon pendant le cisaillement, ce qui permet d'étudier les contributions individuelles à la réponse rhéologique globale dans des conditions de processus réalistes.
bio-impression 3D
Filage électrique des fibres :
- Comprendre et prédire le processus d'électrofilage en appliquant la rhéologie
- Optimisation efficace du processus basée sur la compréhension rhéologique
Validation des bio-encres pour l'étalonnage des processus de bio-impression 3D :
- Couvrir une gamme suffisamment large de propriétés rhéologiques pour la bio-impression 3D
- Garantir des processus d'étalonnage robustes en choisissant des matériaux modèles appropriés
Échafaudage
Dénaturation des biomolécules :
- Analyser l'effet de la dénaturation sur les biomolécules
- Appliquer pour les tapis de fibres sanguines et de collagène
Dénaturation du collagène et de la gélatine :
- Étudier la dénaturation des composants pertinents dans les hydrogels tels que le collagène ou la gélatine
Contrôle de la qualité des échafaudages :
- Empreinte thermique pour le contrôle de la qualité à l'aide de la DSC et de la TGA
- Utilisation des transitions caractéristiques et des étapes de perte de poids comme paramètres de contrôle de la qualité
- Contrôle rapide de la cohérence d'un lot à l'autre
- Préparation non destructive des échantillons dans de nombreux cas
Culture
Dans les processus de culture, les systèmes biologiques sont souvent très sensibles aux changements de leur environnement chimique, en particulier lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques.
Pour étudier l'évolution des propriétés structurelles et rhéologiques dans de telles conditions dynamiques, la rhéodialyse permet de modifier in situ la chimie de l'échantillon tout en surveillant le comportement viscoélastique en temps réel sous un cisaillement contrôlé.
Tissus et tissus artificiels
Calcification :
- Répondez aux questions sur les calcifications concernant la composition et le degré de vos implants ou tissus
Sang artificiel :
- Garantir un comportement rhéologique du sang artificiel comparable à celui du sang total humain
- Utiliser la compréhension rhéologique du sang artificiel pour le développement de dispositifs médicaux tels que les stents et les valves cardiaques
La peau :
- Étudier les changements des propriétés mécaniques de la peau liés à l'âge par le biais de la rhéologie de cisaillement
Régénération des lésions cérébrales :
- Étude de la gélification d'un hydrogel peptidique pour la régénération du cerveau lésé
- Application de la rhéologie à la caractérisation des gels
Certaines applications liées aux tissus impliquent des matériaux mous et hautement dynamiques dont les propriétés mécaniques évoluent en réponse à des changements de structure ou d'environnement chimique.
Pour ces systèmes complexes, des approches rhéologiques avancées telles que la rhéodialyse permettent un échange chimique contrôlé pendant la mesure, ce qui permet de mieux comprendre la gélification et les relations structure-propriété sous une charge mécanique réaliste.
Nos partenaires
