Bioteknik
Bioteknik tillämpar biologikoncept för att lösa verkliga problem inom biovetenskap1. Att ersätta förlorade och skadade organ eller vävnader är ett viktigt område där vävnadsteknik och biotillverkning är relevanta strategier2.
NETZSCH erbjuder lösningar för termisk och reologisk karakterisering längs värdekedjan från råmaterial till vävnader och artificiella vävnader.
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
Råmaterial (biobläck, bioresiner, cellkultur)
3D-utskrift av alginathydrogeler:
- Utvärdera tryckbarheten hos hydrogeler för extruderingsbaserad 3D-utskrift
- Studera hur läkemedelsbelastning påverkar de reologiska egenskaperna hos hydrogeler
Kryopreservering:
- Bestäm kristalliseringsprocesser med hjälp av DSC
- Studera vitrifieringen av celler och biopolymerer under frystorkning
Karakterisering av gelering i realtid:
- Studera gelering av biopolymera hydrogeler i realtid
- Studera effekten av att förändra den kemiska miljön samtidigt som man applicerar skjuvning
Några av de utmaningar som anges ovan härrör från det komplexa flödesbeteendet hos multikomponent biobläck och biomaterial, där mekanisk respons och kemisk miljö är nära sammankopplade.
Avancerade reologiska tekniker som reodialys möjliggör kontrollerade förändringar av provets kemi under skjuvning, vilket gör att enskilda bidrag till den övergripande reologiska responsen kan undersökas under realistiska processförhållanden.
3D-bioprintning
Elektrofiber-spinning:
- Förstå och förutsäga processen för elektrofiberspinnning genom att tillämpa reologi
- Effektiv processoptimering baserad på reologisk förståelse
Validering av biobläck för kalibrering av 3D-bioprintingprocesser:
- Täcka ett tillräckligt brett spektrum av reologiska egenskaper för 3D-bioprintning
- Säkerställa robusta kalibreringsprocesser genom att välja lämpliga modellmaterial
Byggnadsställning
Denaturering av biomolekyler:
- Analysera effekten av denaturering på biomolekyler
- Ansök om blodfibermattor och kollagen
Denaturering av kollagen och gelatin:
- Studera denatureringen av relevanta komponenter i hydrogeler som kollagen eller gelatin
Kvalitetskontroll av byggnadsställningar:
- Termiskt fingeravtryck för kvalitetskontroll med hjälp av DSC och TGA
- Använd karakteristiska övergångar och viktminskningssteg som parametrar för kvalitetskontroll
- Snabb screening för enhetlighet från batch till batch
- Icke-destruktiv provberedning i många fall
Odling
I odlingsprocesser är biologiska system ofta mycket känsliga för förändringar i den omgivande kemiska miljön, särskilt under mekanisk påfrestning.
För att studera hur strukturella och reologiska egenskaper utvecklas under sådana dynamiska förhållanden möjliggör reodialys in situ-modifiering av provets kemi samtidigt som det viskoelastiska beteendet övervakas i realtid under kontrollerad skjuvning.
Vävnader och konstgjorda vävnader
Förkalkning:
- Svara på frågor om förkalkningar avseende sammansättning och grad på dina implantat eller vävnader
Artificiellt blod:
- Säkerställa jämförbart reologiskt beteende hos konstgjort blod jämfört med mänskligt helblod
- Använd reologisk förståelse för artificiellt blod för utveckling av medicintekniska produkter som stentar och hjärtklaffar
Hud:
- Studera åldersrelaterade förändringar av hudens mekaniska egenskaper med hjälp av skjuvningsreologi
Regenerering av skadad hjärna:
- Studera gelering av peptidhydrogel för regenerering av skadad hjärna
- Tillämpa reologi för gelkarakterisering
Vissa vävnadsrelaterade applikationer involverar mjuka, mycket dynamiska material vars mekaniska egenskaper utvecklas som svar på förändringar i struktur eller kemisk miljö.
För dessa komplexa system möjliggör avancerade reologiska metoder som reodialys kontrollerat kemiskt utbyte under mätningen, vilket ger djupare insikt i gelbildning och struktur-egenskapsförhållanden under realistisk mekanisk belastning.
Våra samarbetspartners
