Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
199.023.673 wizyty
Ponad 1065 autorów napisało dla nas 7364 tekstów. Zajęłyby one 29017 stron A4

Wyszukaj na stronach:

Kryteria szczegółowe

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Czy konflikt w Gazie skończy się w 2024?
Raczej tak
Chyba tak
Nie wiem
Chyba nie
Raczej nie
  

Oddano 154 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:

Złota myśl Racjonalisty:
"Ani w życiu prywatnym, ani w moich pracach nigdy nie ukrywałem, że jestem zdeklarowanym niewierzącym".
Nowinki i ciekawostki naukowe
Biotechnologia
Krok ku biosztucznej wątrobie: W IBIB PAN opracowano mikroreaktor do hodowli hepatocytów (31-07-2013)

Komórki wątrobowe są bardzo wrażliwe, dlatego trudno je hodować poza organizmem. Naukowcy z Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk w Warszawie pokazują jednak, że dzięki odpowiedniej konstrukcji mikroreaktora taka hodowla jest możliwa. Zaprezentowany demonstrator można potencjalnie wykorzystać do prób budowy biosztucznej wątroby.

W przepływowym mikroreaktorze biochemicznym, zbudowanym w Instytucie
Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej Polskiej Akademii Nauk w
Warszawie, można hodować hepatocyty - komórki wątrobowe. (Źródło: IBIB PAN)
1. W przepływowym mikroreaktorze biochemicznym, zbudowanym w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, można hodować hepatocyty - komórki wątrobowe. (Źródło: IBIB PAN)

We współczesnych laboratoriach ludzkie i zwierzęce komórki najczęściej rosną i mnożą się w standardowych naczyniach hodowlanych, w warunkach znacznie różniących się od panujących w żywym organizmie. Fakt ten utrudnia - a niekiedy nawet uniemożliwia - właściwy rozwój wielu rodzajów komórek. W Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk (IBIB PAN) w Warszawie właśnie zaprezentowano demonstrator mikroreaktora przepływowego do hodowli hepatocytów. Komórki te, występujące w wątrobie, są uważane za szczególnie wybredne pod względem warunków hodowli.

"W przeciwieństwie do klasycznych hodowli komórkowych w naczyniach, w mikroreaktorach istnieje możliwość precyzyjnego kontrolowania warunków otoczenia komórek, gwarantująca im doskonałe warunki wzrostu. Jednak ponieważ hepatocyty mają bardzo duże wymagania, ich spełnienie nawet w układzie mikroprzepływowym nie jest proste", mówi dr hab. inż. Dorota Pijanowska, prof. IBIB PAN.

Zbudowane w IBIB PAN bioreaktory mikroprzepływowe to niewielkie, mieszczące się w dłoni płytki z przezroczystego polimeru. Każdy bioreaktor powstaje poprzez sklejenie dwóch cieńszych płytek, przy czym przed połączeniem badacze w jednej z nich wykonują układ mikrokanalików i prostopadłościennych, płaskich komór hodowlanych (można to zrobić np. przez odciśnięcie "stempla" - krzemowej matrycy). Po połączeniu płytek, do komór hodowlanych bioreaktora wprowadza się komórki. Przepływająca przez układ pożywka w sposób ciągły dostarcza komórkom substancje odżywcze oraz odprowadza metabolity.

Komórki wątrobowe mają wysokie zapotrzebowanie na tlen. Zapewnienie im dostatecznej ilości tego pierwiastka w całej przestrzeni komory hodowlanej bioreaktora okazało się trudne. "Ze względu na stosunkowo niską rozpuszczalność tlenu w pożywce, w hodowlach komórek aktywnych metabolicznie przy małych prędkościach przepływu może dochodzić do powstawania gradientu stężenia tlenu w komorze hodowlanej", tłumaczy dr Barbara Wawro (IBIB PAN). Komórki bliższe wlotowi kanału z pożywką mają wtedy tlenu pod dostatkiem, podczas gdy znajdujące się dalej pozostają niedotlenione.

Komórki wątrobowe we wnętrzu komory hodowlanej mikroreaktora
biochemicznego, zbudowanego w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii
Biomedycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. (Źródło: IBIB PAN)
2. Komórki wątrobowe we wnętrzu komory hodowlanej mikroreaktora biochemicznego, zbudowanego w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. (Źródło: IBIB PAN)

"Problem był poważny. W wielu przypadkach można go rozwiązać po prostu zwiększając prędkość przepływu pożywki przez komorę hodowlaną. Niestety, większa prędkość przepływu oznacza wzrost naprężeń ścinających, a komórki wątrobowe są na nie bardzo wrażliwe. Dlatego my musieliśmy szukać innych rozwiązań", wyjaśnia dr Wawro.

Badacze wykorzystali własności polimeru, z którego budowano mikroreaktor. Polidimetylosiloksan (PDMS) charakteryzuje się jedną z największych przepuszczalności dla gazów. W nowym bioreaktorze komórki rosną na membranie z PDMS grubości 150 mikrometrów. Jest ona dostatecznie wytrzymała, by umożliwiać normalną eksploatację urządzenia, a jednocześnie tak cienka, że tlen z otoczenia może przenikać do wnętrza komory hodowlanej. Niewielka wysokość komory - zaledwie 100 mikrometrów - gwarantuje swobodną dyfuzję gazu w całej objętości bioreaktora i zapewnia znajdującym się w nim hepatocytom równomierny dostęp do tlenu.

Dodatkową zaletą tak skonstruowanego mikroreaktora jest możliwość prowadzenia podczas hodowli ciągłej obserwacji mikroskopowej mnożących się komórek.

Obecnie trwają prace nad zmodyfikowaniem bioreaktora. Uczestniczy w nich zespół naukowców z Politechniki Łódzkiej, odpowiedzialny za pokrywanie powierzchni płytek PDMS warstwami diamentopodobnymi o zróżnicowanej teksturze. Warstwy tego typu wpływają na wzrost komórek i mogą umożliwiać kształtowanie się ich pożądanych cech. Z kolei inżynierowie z Akademii Górniczo-Hutniczej zajmują się rozwijaniem narzędzi do optoelektronicznej detekcji komórek.

"W pojedynczym bioreaktorze nie ma zbyt wielu hepatocytów. Ale nasze bioreaktory mają budowę modułową i można je będzie ze sobą zestawiać. W przyszłości taki zespół potencjalnie mógłby być dostatecznie wydajny, by funkcjonować jako sztuczna wątroba", zauważa prof. Pijanowska.

Budowa mikroreaktora do hodowli komórek wątrobowych była jednym z zadań dobiegającego końca projektu MNS-DIAG (Mikro- i NanoSystemy w Chemii i Diagnostyce Biomedycznej), finansowanego z europejskiego Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. W projekcie, koordynowanym przez Instytut Technologii Elektronowej (który był m.in. wykonawcą krzemowych matryc do wytłaczania mikrokanałów bioreaktora), uczestniczy 14 zespołów badawczych z czołowych krajowych instytucji naukowych. Wśród nich znajdują się wyższe uczelnie techniczne, medyczne i rolnicze oraz instytuty badawczo-rozwojowe i PAN.

Wynikiem współpracy przy realizacji projektu MNS-DIAG jest pięć demonstratorów analityczno-diagnostycznych, przeznaczonych do wykrywania środków psychotropowych w organizmie człowieka, analizy nanolitrowych ilości wydzielin ustrojowych w celu badania stanów patologicznych lub określania faz płodności, hodowli komórek biologicznych (tkanek) o kontrolowanych cechach, badania wybranych cech stanu organizmu człowieka z użyciem technologii mikrosystemów, oraz detekcji bakterii Gram-ujemnych i wydzielanych przez nie endotoksyn.

Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk (IBIB PAN) w Warszawie jest największym centrum badawczym w dziedzinie inżynierii biomedycznej w Polsce. Główne kierunki badawcze Instytutu to biopomiary w połączeniu z komputerowym przetwarzaniem danych i ich analizą do celów diagnostyki medycznej oraz wspomaganie i zastępowanie utraconych funkcji organizmu przy użyciu narzędzi technicznych i hybrydowych (techniczno-biologicznych) z uwzględnieniem matematycznych i fizycznych modeli wybranych narządów i układów fizjologicznych oraz ich symulacji komputerowej. W Instytucie funkcjonuje Centrum Doskonałości zajmujące się sztucznymi i hybrydowymi narządami wewnętrznymi wspomagającymi metabolizm. IBIB PAN jest koordynatorem krajowej sieci naukowej BIOMEN, prowadzącej badania w dziedzinie inżynierii biomedycznej. Wyniki prac badawczych IBIB PAN, w postaci oryginalnych systemów diagnostycznych i metod terapeutycznych, wdrożono do praktyki klinicznej w wielu polskich ośrodkach medycznych.

Źródło: Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza Polskiej Akademii Nauk.


Dodaj komentarz do wiadomości..  Zobacz komentarze (1)..

Nauka - sondaż Racjonalisty

 Neuroenhancement, czyli chemiczne wspomaganie pracy mózgu to:
sposób na optymalne wykorzystanie ludzkiego potencjału
pożyteczna dziedzina badań naukowych
kolejny krok ku dehumanizacji człowieka
chwyt marketingowy przemysłu farmaceutycznego
zwykła życiowa konieczność
nie mam zdania
  

Oddano 26214 głosów.


Reklama

Racjonalista wspiera naukę. Dołącz do naszych drużyn klikając na banner!
 
 
 
Więcej informacji znajdziesz TUTAJ
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365