バイオエンジニアリング
生命工学は、生命科学の現実の問題を解決するために生物学の概念を応用する学問である1。失われた臓器や損傷した組織を補うことは、組織工学やバイオファブリケーションが関連する戦略である主要な分野の一つである2。
NETZSCH バイオファブリケーションは、原材料から組織、人工組織までのバリューチェーンに沿って、熱およびレオロジーの特性評価に関するソリューションを提供します。
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
原材料（バイオリンク、バイオレジン、細胞培養）
アルギン酸ハイドロゲルの3Dプリンティング：
- 押し出しベースの3Dプリンティングにおけるハイドロゲルの印刷可能性の評価
- ハイドロゲルのレオロジー特性に薬物負荷がどのように影響するかを研究する
冷凍保存：
- DSCを用いた結晶化過程の解明
- 凍結乾燥中の細胞およびバイオポリマーのガラス化を研究する
ゲル化のリアルタイム特性評価：
- 生体高分子ハイドロゲルのゲル化をリアルタイムで研究する
- せん断を加えながら化学環境を変化させる効果を研究する
レオ透析のような高度なレオロジー技術を用いると、せん断中の試料の化学的変化を制御することができるため、全体的なレオロジー応答に対する個々の寄与を現実的なプロセス条件下で調べることができます。
3Dバイオプリンティング
電気繊維紡績：
- レオロジーを応用した電解繊維紡糸プロセスの理解と予測
- レオロジーの理解に基づく効率的なプロセス最適化
3Dバイオプリンティングプロセスのキャリブレーションのためのバイオインクの検証：
- 3Dバイオプリンティングに適した広範なレオロジー特性をカバーする。
- 適切なモデル材料を選択することで、確実なキャリブレーションプロセスを実現
足場
生体分子の変性：
- 生体分子に対する変性の影響を分析する
- 血液繊維マットとコラーゲンに応用
コラーゲンとゼラチンの変性：
- コラーゲンやゼラチンのようなハイドロゲル中の関連成分の変性を研究する
足場の品質管理：
- DSCとTGAによる品質管理のためのサーマルフィンガープリント
- 特性遷移と重量減少ステップを品質管理パラメータとして使用
- バッチ間の一貫性の迅速なスクリーニング
- 多くの場合、非破壊で試料調製が可能
栽培
培養プロセスにおいて、生物学的システムは周囲の化学的環境の変化、特に機械的応力下での変化に非常に敏感であることがよくあります。
このような動的条件下で構造およびレオロジー特性がどのように変化するかを研究するために、レオ透析では、制御されたせん断下で粘弾性挙動をリアルタイムでモニターしながら、試料の化学的性質をその場で変更することができます。
組織と人工組織
石灰化：
- インプラントや組織の組成や程度に関する石灰化についての質問に答える
人工血液：
- 人工血液のレオロジー挙動がヒト全血と同等であることを保証する
- ステントや心臓弁などの医療機器の開発に人工血液のレオロジー的理解を利用する
肌だ：
- せん断レオロジーを用いた皮膚の機械的性質の加齢変化の研究
傷ついた脳の再生：
- 損傷した脳の再生のためのペプチドハイドロゲルのゲル化を研究
- ゲルの特性評価にレオロジーを応用
組織関連のアプリケーションの中には、構造や化学的環境の変化に応じて機械的特性が変化する、柔らかく非常に動的な材料があります。
このような複雑な系では、レオ透析のような高度なレオロジー的アプローチにより、測定中の化学交換を制御することができ、現実的な力学的負荷の下でのゲル化や構造と物性の関係をより深く理解することができます。
パートナー
