วัสดุชีวภาพช่วยซ่อมแซมสายเสียง

หัวใจและเส้นเสียงมีอะไรที่เหมือนกัน? พวกมันสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องแม้ว่าจะมีความถี่ต่างกันก็ตาม แม้ว่าเนื้อเยื่อชีวภาพจะแข็งแรงพอที่จะทนต่อแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ได้ แต่การออกแบบเนื้อเยื่อสังเคราะห์ที่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลายังคงเป็นความท้าทายที่สำคัญในเวชศาสตร์ฟื้นฟู นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ได้พัฒนาไฮโดรเจลแบบฉีด

ชนิดใหม่

ที่ทนทานต่อการกระตุ้นด้วยความถี่สูงเป็นเวลานาน เมื่ออธิบายการค้นพบของพวกเขาในวิทยาศาสตร์ขั้นสูงนักวิจัยเชื่อว่าการผสมผสานคุณสมบัติเฉพาะของไฮโดรเจล ซึ่งรวมถึงความสมบูรณ์เชิงกล ความพรุนสูง และความเข้ากันได้ของเซลล์ สักวันหนึ่งจะช่วยให้สามารถซ่อมแซมเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ 

เช่น หัวใจและสายเสียงได้“งานของเราเน้นการทำงานร่วมกันของวัสดุศาสตร์ วิศวกรรมเครื่องกล และวิศวกรรมชีวภาพในการสร้างวัสดุชีวภาพใหม่ที่มีประสิทธิภาพอย่างที่ไม่เคยมีมา ก่อน” ซึ่งเป็นผู้นำทีมร่วมกับเพื่อนร่วมงาน กล่าว“เราหวังว่าสักวันหนึ่ง ไฮโดรเจลใหม่จะถูกใช้เป็นวัสดุปลูกถ่ายเพื่อฟื้นฟูเสียง

ของผู้ที่มีเส้นเสียงเสียหาย เช่น ผู้รอดชีวิตจากมะเร็งกล่องเสียง” ผู้เขียนร่วมรายแรกกล่าวทำให้ไฮโดรเจลผ่านระยะของมันสายเสียงของเราสั่นเพื่อสร้างเสียงที่ความถี่ 100 ถึง 300 Hz ไฮโดรเจลจำนวนมากแตกตัวภายใต้สภาวะเหล่านี้เนื่องจากโครงสร้างที่มีรูพรุน รูพรุนเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของวัสดุชีวภาพ

ที่ปลูกถ่ายได้ เนื่องจากช่วยให้ออกซิเจนและสารอาหารซึมผ่านสิ่งปลูกถ่าย ซึ่งมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของเซลล์ น่าเสียดายที่ความพรุนมักมาจากความแข็งแรงเชิงกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้แรงไดนามิกเพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้ นักวิจัยได้พัฒนาไฮโดรเจลชนิดหนึ่งที่เรียกว่า ไฮโดรเจลแบบ 

เครือข่ายพอลิเมอร์สองเครือข่ายที่ใช้สร้าง PDN ไคโตซาน (น้ำตาลที่พบในโครงกระดูกด้านนอกของหอย) และไกลคอล-ไคโตซาน นั้นแยกออกจากกันได้ยาก ส่งผลให้วัสดุยืดหยุ่นที่ต้านทานการแตกหัก ในความเป็นจริง PDN สามารถต้านทานการโหลดเชิงกลได้หลายล้านรอบเมื่อเทียบกับเครือข่ายเดี่ยว

ที่มีรูพรุน (PSN)

“วัสดุสังเคราะห์ส่วนใหญ่ที่พัฒนาจนถึงตอนนี้สำหรับการซ่อมแซมสายเสียงนั้นมีพื้นฐานมาจากไฮโดรเจลแบบเครือข่ายเดียว”กล่าว“ปัจจุบัน ผู้ป่วยอาจต้องฉีดเป็นระยะ เนื่องจากไฮโดรเจลเหล่านั้นอยู่ได้ไม่นาน ไฮโดรเจลของเรามีความเหนียวเพิ่มขึ้นห้าถึง 40 เท่า ซึ่งอาจปรับปรุงการคงรูปของไฮโดรเจล

หลังการฉีด”ด้วยการใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพจากเส้นเสียงที่สลายตัวได้ ทีมงานได้ให้ ที่ใช้ไคโตซานเป็นส่วนประกอบในการสั่นสะเทือนที่ 120 Hz มากกว่าหกล้านรอบ ซึ่งเทียบเท่ากับการพูดคุยเป็นเวลาสองชั่วโมงทุกวันเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ PDN ไม่เพียงไม่เสียหายหลังจากการโหลด แต่เซลล์ที่ห่อหุ้ม

เร่งการซ่อมแซมบาดแผลสิ่งที่ทำให้ PDN แตกต่างจากไฮโดรเจลเครือข่ายคู่แบบฉีดอื่นๆ คือความสามารถในการสร้างรูพรุนขนาดเท่าเซลล์เมื่อฉีด ไฮโดรเจลแบบฉีดเป็นที่ต้องการในหลาย ๆ ด้านของเวชศาสตร์ฟื้นฟูตั้งแต่การนำส่งยาไปจนถึงแบบจำลองโรคในห้องปฏิบัติการ ไฮโดรเจลที่ฉีดได้ส่วนใหญ่

สร้างรูพรุนขนาดนาโน ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีความสามารถในการซึมผ่านต่ำ ทีมวิจัยพบว่าเซลล์ไม่สามารถเพิ่มจำนวนภายในไฮโดรเจลนาโนไกลคอล-ไคโตซานได้ แต่สามารถอยู่ภายใน PDN ได้“เราใช้พฤติกรรมการแยกเฟสของไคโตซานเพื่อสร้างรูพรุนในระดับจุลภาค” Bao อธิบาย “คุณสมบัตินี้

สามารถอำนวยความสะดวกในการรับเซลล์จากเนื้อเยื่อพื้นเมืองเพื่อช่วยเร่งการซ่อมแซมบาดแผล”ด้วยการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไกลคอล-ไคโตซาน นักวิจัยสามารถควบคุมตัวแปรสำคัญเพิ่มเติม เช่น ความแข็งและความพรุน พวกเขายังพบว่าเทคนิคการผลิตของพวกเขาเข้ากันได้กับโพลิเมอร์ประเภท

อื่นๆ เช่น เจลาตินขั้นตอนในอนาคตทีมงานเชื่อว่าการศึกษานี้สามารถสร้างพื้นฐานของไฮโดรเจลประเภทใหม่ที่เหนียวและฉีดได้ หลังจากตรวจสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ และประสิทธิภาพการรักษาของ PDN ในสัตว์ทดลองแล้ว นักวิจัยหวังว่า

จะยื่นขออนุญาตเพื่อทำการทดลองทางคลินิกในขณะที่การศึกษาของพวกเขามุ่งเน้นไปที่ความถี่ที่เกี่ยวข้องกับสายเสียง พวกเขาเน้นย้ำว่าไฮโดรเจลนั้นแข็งแกร่งพอที่จะซ่อมแซมเนื้อเยื่ออ่อนอื่นๆ ภายใต้การโหลดแบบไดนามิก“คนที่ฟื้นตัวจากความเสียหายของหัวใจมักเผชิญกับการเดินทางที่ยาวนาน

และยุ่งยาก 

การรักษาเป็นเรื่องที่ท้าทายเพราะเนื้อเยื่อที่เคลื่อนไหวตลอดเวลาต้องทนต่อการเต้นของหัวใจ” Bao กล่าว “เราอยากรู้ประสิทธิภาพของ [ไฮโดรเจล] ในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อหัวใจ และยินดีร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ในสาขาเหล่านั้น”ภายในไฮโดรเจลยังสามารถทำงานได้ตลอดระยะเวลาเจ็ดวัน 

ที่เครื่องทำลายพื้นดินในปี 2555 ค่าใช้จ่ายมหาศาลและความพยายามของมนุษย์ได้ผลตอบแทนด้วยการสังเกตการณ์อนุภาคที่ต้องการมานานเป็นครั้งแรก มันมีน้ำหนักประมาณ 125 MeV/ c 2 – หนักกว่าโปรตอนประมาณ 130 เท่า นอกจากนี้ หลังจากเริ่มการทดลองอย่างจริงจังในปี 2010 LHC 

ได้เริ่มตรวจสอบแบบจำลองมาตรฐาน ฟิสิกส์ของบีมีซอน และพลาสมาของควาร์ก-กลูออนในระดับที่ลึกกว่าที่เคยเป็นมาการค้นพบที่น่าตื่นเต้นที่อื่น ๆ ได้เปิดโลกทัศน์ใหม่ ๆ ด้วยเช่นกัน: การศึกษาเกี่ยวกับสารต่อต้านไฮโดรเจนเริ่มขึ้นที่ CERN ด้วยการผลิตสิ่งชั่วคราวในปริมาณมากเป็นครั้งแรกในปี 2545; 

การ ทดลอง LIGOในสหรัฐอเมริกาสร้างประวัติศาสตร์การสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกในปี 2558 และในปีนี้ หอสังเกตการณ์นิวตริโน IceCubeที่ขั้วโลกใต้ได้พบหลักฐานชิ้นแรกสำหรับแหล่งที่มาของนิวตริโนจักรวาลพลังงานสูงที่อยู่ห่างไกล การพัฒนาสองอย่างหลังโดยเฉพาะอย่างยิ่งสะท้อนให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่แน่นแฟ้นระหว่างฟิสิกส์ของอนุภาค ดาราศาสตร์ และจักรวาลวิทยา

credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com