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冻结丝绸变凉结果在寻求心脏补丁

你怎么用丝绸来帮助修复受损的心脏?与三维打印机,干冰,硅模具和铜板,澳彩网作为生物医学工程师已经证明。

 The block of silk after being removed from the silicon mould. Picture: UNSW

生物医学工程师是一步步接近完善的方法来创建促进心脏干细胞的生长生物材料后,制定受损的心脏心脏补丁。

这非常适合于心脏修补生物材料 - - 哪个健康的心脏干细胞依附和成长的物质生物医学工程的博士伊莲娜rnjak-kovacina和博士生哈比卜joukhdar一直在开发利用丝绸的新途径澳彩网悉尼研究生院。

心脏补丁背后的想法是使用丝绸作为一种脚手架的那趟车离体心脏干细胞在模仿天然组织,以取代疤痕组织在患者的心脏的方式生长在实验室的心脏组织生长。面临的挑战之一是让细胞自己在心脏肌肉的高度组织化,对准的方式安排。

如果细胞可以在模仿结构和心脏肌肉的配置的方式来生长然后研究人员更近一步产生功能性心脏补丁。但是你如何让细胞生长在希望的方式在实验室,让他们在生活像心脏肌肉细胞(心肌细胞),跳动的心脏?

Dr Jelena Rnjak-Kovacina and Habib Joukhdar. Picture: UNSW

挑战

这就是医生rnjak-kovacina和先生joukhdar的研究开始大干一场。博士rnjak-kovacina设置先生joukhdar发现,以控制细胞将生长丝的体系结构的最佳方式的问题。

丝的横截面电子显微镜
示出理想的接种心脏干细胞的细长孔中的加工丝的电子显微镜图像。图片:澳彩网

先生joukhdar通过使用3D打印机创建自定义模具出硅应对挑战。接下来,他倾丝和水的溶液倒入模具中,然后他放置在由干冰冷却铜板。慢,在丝溶液中的水开始转向冰,在从模具的底部的单一方向稳步冻结,直到达到所述溶液的顶部。

后冷冻干燥冷冻丝的块,先生joukhdar有效剥离的冰从它,在单个方向上延伸的细长的孔离开它。丝的结构现在遵循冰晶的确切结构,和原来这是非常相似的在微观心脏肌肉的配置。

“我们只需在其控制水结冰控制蚕丝支架的结构。这使我们能够创建在支架内这些非常复杂的结构,这又可以控制细胞行为的模板,”博士rnjak-kovacina说。

先生joukhdar解释说,冷冻过程的关键部分是水变成冰逐步,移动在一个方向上,而不是从所有的方向,正如在传统的冰箱中发生。

“丝绸是一种蛋白质。作为冰开始通过丝溶液生长,这种蛋白质聚集周围的冰越来越多,”他说。 “作为冰向上移动,它推动该蛋白质的方式进行。那么当它完全冻结,可以冷冻干燥它,去除冰。所以你最终是在曾经被认为是冰丝负铸造气孔“。

示出理想的接种心脏干细胞的细长孔中的加工丝的电子显微镜图像。图片:澳彩网

所有关于控制

它可能看起来很简单,但时间,温度和冷冻率的关键是用正确的形状和结构,将允许心肌细胞生长的毛孔构建丝绸。

“如果你改变了冰结构,你改变了丝结构的孔形态留下。改变冰结构,你只是你如何迅速冻结惹它,使用丝绸的使用量或丝的类型,每种形式冻结不同,导致不同的孔形态。例如,可以通过增加更多的丝,由多个细长的冷冻不同类型的丝的丝冻结以下,或圆形作出最后的孔宽“。

博士rnjak-kovacina说,他们的研究冻结丝绸的解决方案,并与不同的生物材料试验架构将使它成为一个比目前在生物医学实验室提供更便宜和方便的过程。它也可以用在人体内产生其他组织结构的不同的模板。

“它是哈比卜正在完善一个巨大的访问系统,”她说。 “我认为,在世界各地有更多的实验室将采用这种新的设计。此刻,这个级别的生物材料的控制,仅提供给世界各地的几组,因为它是更昂贵和所需设备复杂得多。

“我们正在使用的所有是一个3D打印机,硅,丝,水,干冰和铜板。”

两人预计明年发布有关他们的流程报告。

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