Bioengenharia
A bioengenharia aplica conceitos de biologia para resolver problemas do mundo real nas ciências da vida1. A substituição de órgãos ou tecidos perdidos ou danificados é um dos principais campos em que a engenharia de tecidos e a biofabricação são estratégias relevantes2.
NETZSCH a Biofabrication oferece soluções para caracterização térmica e reológica ao longo da cadeia de valor, desde matérias-primas até tecidos e tecidos artificiais.
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
Matérias-primas (bioinks, bioresinas, cultura de células)
impressão 3D de hidrogéis de alginato:
- Avaliar a capacidade de impressão de hidrogéis para impressão 3D baseada em extrusão
- Estudar como a carga do medicamento influencia as propriedades reológicas dos hidrogéis
Criopreservação:
- Determinar os processos de CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização com a ajuda do DSC
- Estudar a vitrificação de células e biopolímeros durante a liofilização
Caracterização em tempo real da gelificação:
- Estude a gelificação de hidrogel biopolimérico em tempo real
- Estudar o efeito da alteração do ambiente químico durante a aplicação de cisalhamento
Alguns dos desafios listados acima decorrem do comportamento complexo do fluxo de biotintas e biomateriais multicomponentes, em que a resposta mecânica e o ambiente químico estão intimamente interconectados.
As técnicas reológicas avançadas, como a reodiálise, permitem alterações controladas da química da amostra durante o cisalhamento, possibilitando que as contribuições individuais para a resposta reológica geral sejam investigadas em condições de processo realistas.
bioimpressão 3D
Fiação de fibras elétricas:
- Entenda e preveja o processo de fiação de eletrofibra aplicando a reologia
- Otimização eficiente do processo com base no entendimento reológico
Validação de bio-tintas para a calibração de processos de bioimpressão 3D:
- Abranger uma gama adequadamente ampla de propriedades reológicas para bioimpressão 3D
- Garantir processos de calibração robustos, escolhendo materiais de modelo adequados
Andaime
Desnaturação de biomoléculas:
- Analisar o efeito da desnaturação em biomoléculas
- Aplique para esteiras de fibras sanguíneas e colágeno
Desnaturação de colágeno e gelatina:
- Estudar a desnaturação de componentes relevantes em hidrogéis, como colágeno ou gelatina
Controle de qualidade dos andaimes:
- Impressão digital térmica para controle de qualidade com o objetivo de DSC e TGA
- Use transições características e etapas de perda de peso como parâmetros de controle de qualidade
- Triagem rápida para consistência de lote para lote
- Preparação de amostras não destrutiva em muitos casos
Cultivo
Nos processos de cultivo, os sistemas biológicos costumam ser altamente sensíveis às mudanças no ambiente químico circundante, especialmente sob EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse mecânico aplicado.
Para estudar como as propriedades estruturais e reológicas evoluem durante essas condições dinâmicas, a reodiálise permite a modificação in-situ da química da amostra enquanto monitora o comportamento viscoelástico em tempo real sob cisalhamento controlado.
Tecido e tecido artificial
Calcificação:
- Responda a perguntas sobre calcificações relacionadas à composição e ao grau de seus implantes ou tecidos
Sangue artificial:
- Garantir um comportamento reológico comparável do sangue artificial em relação ao sangue humano total
- Usar a compreensão reológica do sangue artificial para o desenvolvimento de dispositivos médicos, como stents e válvulas cardíacas
Pele:
- Estudo das alterações relacionadas à idade nas propriedades mecânicas da pele com o objetivo de reologia de cisalhamento
Regeneração do cérebro lesionado:
- Estudo da gelificação do hidrogel de peptídeo para regeneração do cérebro lesionado
- Aplicar reologia para caracterização de gel
Algumas aplicações relacionadas a tecidos envolvem materiais macios e altamente dinâmicos cujas propriedades mecânicas evoluem em resposta a mudanças na estrutura ou no ambiente químico.
Para esses sistemas complexos, abordagens reológicas avançadas, como a reodiálise, permitem a troca química controlada durante a medição, fornecendo uma visão mais profunda da gelificação e das relações estrutura-propriedade sob carga mecânica realista.
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