Biomérnöki tevékenység
A biomérnöki tudományok a biológia fogalmait az élettudományok valós problémáinak megoldására alkalmazzák1. Az elveszett, illetve sérült szervek vagy szövetek pótlása az egyik fő terület, ahol a szövettechnológia és a biofabrikáció fontos stratégiák2.
NETZSCH a nyersanyagoktól a szövetekig és a mesterséges szövetekig terjedő értéklánc mentén kínál megoldásokat a termikus és reológiai jellemzésre.
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
Nyersanyagok (bioink, bioharmatanyagok, sejtkultúra)
alginát hidrogélek 3D nyomtatása:
- A hidrogélek nyomtathatóságának értékelése extrúziós alapú 3D nyomtatáshoz
- Annak tanulmányozása, hogy a hatóanyag-terhelés hogyan befolyásolja a hidrogélek reológiai tulajdonságait
Kriokonzerválás:
- A kristályosodási folyamatok meghatározása DSC segítségével
- Tanulmányozza a sejtek és biopolimerek üvegesedését a fagyasztva szárítás során
A zselésedés valós idejű jellemzése:
- A biopolimer hidrogél gélképződés tanulmányozása valós időben
- A változó kémiai környezet hatásának tanulmányozása nyírószilárdság alkalmazása közben
A fent felsorolt kihívások némelyike a többkomponensű bioinjekciók és bioanyagok összetett áramlási viselkedéséből adódik, ahol a mechanikai válasz és a kémiai környezet szorosan összefügg.
A fejlett reológiai technikák, mint például a reodialízis, lehetővé teszik a minta kémiai összetételének ellenőrzött változását a nyírás során, lehetővé téve az általános reológiai válaszhoz való egyedi hozzájárulások vizsgálatát reális technológiai körülmények között.
3D bioprinting
Elektromos szálfonás:
- Az elektro-szálas fonási folyamat megértése és előrejelzése reológia alkalmazásával
- Hatékony folyamatoptimalizálás a reológiai megértés alapján
A bio-nyomóanyagok validálása a 3D bio-nyomtatási eljárások kalibrálásához:
- A reológiai tulajdonságok megfelelően széles skáláját fedik le a 3D bioprinteléshez
- Megfelelő modellanyagok kiválasztásával robusztus kalibrációs folyamatok biztosítása
Állványzat
Biomolekulák denaturációja:
- A denaturáció biomolekulákra gyakorolt hatásának elemzése
- Alkalmazza a vérszálas szőnyegekre és a kollagénre
Kollagén és zselatin denaturációja:
- A hidrogélek, például kollagén vagy zselatin releváns összetevőinek denaturációjának tanulmányozása
Állványok minőségellenőrzése:
- Termikus ujjlenyomatvétel a minőségellenőrzéshez a DSC és a TGA segítségével
- A jellegzetes átmenetek és a súlyvesztési lépések használata minőségellenőrzési paraméterként
- Gyors szűrés a tételek közötti konzisztencia szempontjából
- Sok esetben roncsolásmentes mintaelőkészítés
Termesztés
A tenyésztési folyamatok során a biológiai rendszerek gyakran nagyon érzékenyek a környező kémiai környezetük változásaira, különösen az alkalmazott mechanikai StresszA feszültséget egy jól meghatározott keresztmetszetű mintára kifejtett erő szintjeként határozzák meg. (Feszültség = erő/terület). A kör vagy téglalap keresztmetszetű minták összenyomhatók vagy nyújthatók. Az olyan rugalmas anyagok, mint a gumi, eredeti hosszuk 5-10-szeresére is nyújthatók.stressz hatására.
Annak tanulmányozására, hogy hogyan alakulnak a szerkezeti és reológiai tulajdonságok ilyen dinamikus körülmények között, a reodialízis lehetővé teszi a minta kémiai összetételének in-situ módosítását, miközben a viszkoelasztikus viselkedést ellenőrzött nyírás mellett valós időben követik.
Szövet és mesterséges szövet
Meszesedés:
- Válaszoljon a meszesedéssel kapcsolatos kérdésekre az implantátumai vagy szövetei összetételével és mértékével kapcsolatban
Mesterséges vér:
- A mesterséges vér összehasonlítható reológiai viselkedésének biztosítása az emberi teljes vérhez képest
- A mesterséges vér reológiai ismereteinek felhasználása olyan orvosi eszközök, mint a sztentek és a szívbillentyűk fejlesztéséhez
Bőr:
- A bőr mechanikai tulajdonságainak életkorral összefüggő változásainak tanulmányozása nyírási reológia segítségével
Sérült agy regenerációja:
- Tanulmányozza a peptid hidrogél zselézését a sérült agy regenerációjához
- Reológia alkalmazása a gél jellemzésére
Egyes szövetekkel kapcsolatos alkalmazások olyan lágy, rendkívül dinamikus anyagokat tartalmaznak, amelyek mechanikai tulajdonságai a szerkezet vagy a kémiai környezet változásaira reagálva változnak.
Ezen összetett rendszerek esetében a fejlett reológiai megközelítések, mint például a reodialízis, lehetővé teszik a mérés során történő ellenőrzött kémiai cserét, mélyebb betekintést nyújtva a zselésedésbe és a szerkezet-tulajdonság összefüggésekbe reális mechanikai terhelés mellett.
Partnereink
