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El desarrollo más único de nuestros científicos - matrices
Implante de malla de titanio suave para la restauración de huesos faciales y craneales / Foto proporcionada por la Universidad Politécnica de Tomsk. En la Universidad Politécnica de Tomsk, las incubadoras basadas en matriz para las células crecientes crean materiales únicos para la regeneración del cuerpo.
Una jaula es como un niño: necesita un hogar. “Sueño con crear un centro moderno de tecnologías celulares”, admite Sergey Tverdokhlebov, profesor asociado de física teórica y experimental en la Universidad Politécnica de Tomsk.
En los últimos cinco años, él y sus colegas han abierto cuatro nuevos laboratorios. Uno de ellos es el laboratorio de materiales biocompatibles híbridos de la Universidad Politécnica de Tomsk.
En una instalación especial desarrollada aquí, ahora está ocurriendo un milagro - las matrizs nacen. Esta es una base universal para la creación de vendas, parches e implantes de la nueva generación. Son estructuras porosas formadas por el entrelazamiento de fibras ultrafinas.
Investigador en el laboratorio Evgeny Bolbasov levanta un paño translúcido con pinzas - esta es una matriz impregnada con una solución de células, proteínas y lípidos.
- Este es un material para la regeneración de la piel. Se necesita si se daña una gran superficie de piel, como quemaduras. La matriz está superpuesta en este lugar y fijada con un vendaje, dice Bolbasov. Gradualmente, crecen células que los tejidos necesitan reparación. El material en sí mismo finalmente se degrada y es reemplazado por la piel humana.
- Las matrizs son incubadoras. La célula es como un niño: necesita una casa, comida, y luego obtenemos lo que queremos, dice el jefe del laboratorio Sergey Tverdokhlebov. Usamos diversos materiales: metales, polímeros, cerámica. Y hacemos diferentes tipos de matriz dependiendo de los tejidos - hueso, blando - los defectos de los cuales reemplazamos. Y, por ejemplo, para restaurar las funciones de las arterias o los conductos bilis, utilizamos sistemas tubulares.
Foto proporcionada por Tomsk Polytechnic University / Sergey Tverdokhlebov, jefe del laboratorio en el que se crean vendas, parches e implantes de la nueva generación No te preocupes. 1 μm
Este es el espesor promedio de la fibra de matriz. Es 80 veces más delgada que un pelo humano.
Hay varias tecnologías para crear matriz. El más popular de estos es el electrospinning. No, no es una caña de pescar. Esto es cuando dentro de la instalación decenas de kilovoltios de tensión eléctrica afectan la solución de cualquier biopolímero, como ácido poliláctico o colágeno.
Como resultado, las fibras ultrafinas del biopolímero se rocian en un sustrato, por ejemplo, en aluminio. Esta pulverización se puede utilizar como base para el tejido futuro, para la formación de la cual sólo se necesitan células.
Sin embargo, el año pasado TPU probó con éxito un método alternativo de fabricación de matriz – formación aerodinámica de fibras. Esta tecnología, basada en la aplicación de la energía de gas comprimido, es más eficaz que el electroespinamiento, ya que no requiere equipos de alta tensión.
gérmenes de lucha Las matrizs se pueden dar varias propiedades, incluyendo el antibacteriano. Esta es una manera de ganar la guerra contra los gérmenes que tarde o temprano se adaptan con éxito a las nuevas drogas.
- La industria farmacológica moderna está produciendo antibióticos cada vez más poderosos, pero los patógenos mutan tan rápidamente que unos pocos años después de la liberación de drogas se acostumbran completamente a ellos. Esta es una carrera de brazos entre nosotros y organismos monocelulares aparentemente involuntarios, dice Tverdokhlebov.
Junto con la Agencia Federal Médica y Biológica, los científicos de Tomsk han creado materiales basados en matrizs que tienen una enorme actividad antimicrobiana.
- Este es el material fuente que estamos haciendo aquí en TPU, Evgeny Bolbas me muestra la matriz transparente. Y aquí hay matrices con nanopartículas. Verás, son amarillos, pero también pueden ser grises dependiendo de las cepas de bacterias y virus contra los que están hechos. Por lo general, usted está presenciando el nacimiento de una nueva generación de adhesivos!
Para que la matriz comience a combatir microbios, puede saturarla con antibióticos. Y usted puede aplicar un revestimiento antiséptico delgado. Por ejemplo, la capacidad de plata para resistir la infección se utilizó casi en el antiguo Egipto. La misma serie de óxido de zinc. Estas sustancias tienen baja toxicidad, y la mayoría de los microorganismos no se han vuelto resistentes a ellas. En combinación con matriz es un excelente antiséptico.
Foto proporcionada por la Universidad Politécnica de Tomsk / Muestras de implantes basados en un marco de malla metálica y composición de polímero biodegradable "Sí, somos ilusionistas." Ahora los huesos. Si usted aplica un revestimiento de fosfato-calcio en la matriz, usted obtiene la base para una variedad de implantes. Comparado con análogos extranjeros, por ejemplo, hidrogels, la matriz interna mejor conserva su forma y es absorbida gradualmente por el cuerpo, que resuelve el problema del rechazo o la sustitución de implantes en niños.
La célula, asentándose en una estructura que tiene calcio y fosfato en su composición, comienza a diferenciar, es decir, aproximadamente, convertirse en tejido óseo. Si la jaula es simplemente plantada en un plato de petri, será sin hogar allí, y aquí, en la matriz, está en la casa correcta, con la nutrición adecuada, explica Tverdokhlebov.
Los científicos de tecnología compleja tratan de describir lo más simple posible:
- ¿Qué tengo que hacer para pintar la pared? Sumerja el cepillo en el cubo y empieza a esparcir. Es lo mismo aquí, sólo para rociar. ¿Cómo rocias? Necesitas golpear algo en el material - es rociado por bombardearlo con partículas en un vacío. Se crean campos de alta frecuencia, partículas golpean el material. La pintura del cubo va al cepillo, y el material en nuestra instalación va del objetivo al plasma. Y entonces, si pones un discurso en este plasma, se depositarán átomos y moléculas en él. Y forma una película.
Para aclarar:
- Así que, para que la pintura salga, tenemos que tirar algo con fuerza en este cubo?
- Algo así.
La planta de pulverización tiene una ventana redonda, similar a una ventana submarino. En la superficie metálica de la estructura se escribe "carousel".
- Esto es como un carrusel, explica Tverdokhlebov. En la instalación hay una rotación axial planetaria de los radios - esta es la trayectoria óptima para la pulverización.
- Usando este spray en implantes, ¿aprendiste a engañar al cuerpo?
- Sí, somos ilusionistas. Aprendió a modificar metales y se trasladó a materiales bioresorbables.
- ¿Qué significa eso?
- Todos nuestros huesos se disuelven y se renueven durante la vida. Si se produjo una lesión y se colocó un implante metálico en el cuerpo, un hierro tan grande se disolverá durante mucho tiempo, porque no es un elemento nativo. Por un lado, esto es bueno: mantendrá los huesos juntos y no romperá, pero, por otro lado, disolver, puede envenenar los tejidos circundantes. Tal enfermedad existe - metallosis. Cuando se introduce material extranjero, el cuerpo comienza a combatirlo. En su lugar, usted necesita implantar un material que se bioresorbe con el tiempo, es decir, disolver. El fosfato de calcio no causa la corrosión electroquímica, más calcio con fósforo se lava y se va a restaurar el tejido óseo. Por lo tanto, con éxito hacemos tal rociado para los radios en el aparato Ilizarov.
Foto cortesía de Tomsk Polytechnic University / La estructura de la matriz bajo el microscopio Trabajar con matrices para la cultura celular es una tendencia mundial. Por supuesto, también se pueden cultivar células madre en ellas, lo que significa que en el futuro, tal vez, las matrices servirán de base para la creación de nuevos órganos humanos. Pero aún tenemos que vivir. Y tratar las quemaduras y hacer implantes menos traumáticos con la ayuda de las matrices puede ahora.
P.S. Y recuerden, sólo cambiando nuestro consumo – juntos cambiamos el mundo!
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Fuente: kot.sh/statya/222/tomskie-matriksy
Una jaula es como un niño: necesita un hogar. “Sueño con crear un centro moderno de tecnologías celulares”, admite Sergey Tverdokhlebov, profesor asociado de física teórica y experimental en la Universidad Politécnica de Tomsk.
En los últimos cinco años, él y sus colegas han abierto cuatro nuevos laboratorios. Uno de ellos es el laboratorio de materiales biocompatibles híbridos de la Universidad Politécnica de Tomsk.
En una instalación especial desarrollada aquí, ahora está ocurriendo un milagro - las matrizs nacen. Esta es una base universal para la creación de vendas, parches e implantes de la nueva generación. Son estructuras porosas formadas por el entrelazamiento de fibras ultrafinas.
Investigador en el laboratorio Evgeny Bolbasov levanta un paño translúcido con pinzas - esta es una matriz impregnada con una solución de células, proteínas y lípidos.
- Este es un material para la regeneración de la piel. Se necesita si se daña una gran superficie de piel, como quemaduras. La matriz está superpuesta en este lugar y fijada con un vendaje, dice Bolbasov. Gradualmente, crecen células que los tejidos necesitan reparación. El material en sí mismo finalmente se degrada y es reemplazado por la piel humana.
- Las matrizs son incubadoras. La célula es como un niño: necesita una casa, comida, y luego obtenemos lo que queremos, dice el jefe del laboratorio Sergey Tverdokhlebov. Usamos diversos materiales: metales, polímeros, cerámica. Y hacemos diferentes tipos de matriz dependiendo de los tejidos - hueso, blando - los defectos de los cuales reemplazamos. Y, por ejemplo, para restaurar las funciones de las arterias o los conductos bilis, utilizamos sistemas tubulares.
Foto proporcionada por Tomsk Polytechnic University / Sergey Tverdokhlebov, jefe del laboratorio en el que se crean vendas, parches e implantes de la nueva generación No te preocupes. 1 μm
Este es el espesor promedio de la fibra de matriz. Es 80 veces más delgada que un pelo humano.
Hay varias tecnologías para crear matriz. El más popular de estos es el electrospinning. No, no es una caña de pescar. Esto es cuando dentro de la instalación decenas de kilovoltios de tensión eléctrica afectan la solución de cualquier biopolímero, como ácido poliláctico o colágeno.
Como resultado, las fibras ultrafinas del biopolímero se rocian en un sustrato, por ejemplo, en aluminio. Esta pulverización se puede utilizar como base para el tejido futuro, para la formación de la cual sólo se necesitan células.
Sin embargo, el año pasado TPU probó con éxito un método alternativo de fabricación de matriz – formación aerodinámica de fibras. Esta tecnología, basada en la aplicación de la energía de gas comprimido, es más eficaz que el electroespinamiento, ya que no requiere equipos de alta tensión.
gérmenes de lucha Las matrizs se pueden dar varias propiedades, incluyendo el antibacteriano. Esta es una manera de ganar la guerra contra los gérmenes que tarde o temprano se adaptan con éxito a las nuevas drogas.
- La industria farmacológica moderna está produciendo antibióticos cada vez más poderosos, pero los patógenos mutan tan rápidamente que unos pocos años después de la liberación de drogas se acostumbran completamente a ellos. Esta es una carrera de brazos entre nosotros y organismos monocelulares aparentemente involuntarios, dice Tverdokhlebov.
Junto con la Agencia Federal Médica y Biológica, los científicos de Tomsk han creado materiales basados en matrizs que tienen una enorme actividad antimicrobiana.
- Este es el material fuente que estamos haciendo aquí en TPU, Evgeny Bolbas me muestra la matriz transparente. Y aquí hay matrices con nanopartículas. Verás, son amarillos, pero también pueden ser grises dependiendo de las cepas de bacterias y virus contra los que están hechos. Por lo general, usted está presenciando el nacimiento de una nueva generación de adhesivos!
Para que la matriz comience a combatir microbios, puede saturarla con antibióticos. Y usted puede aplicar un revestimiento antiséptico delgado. Por ejemplo, la capacidad de plata para resistir la infección se utilizó casi en el antiguo Egipto. La misma serie de óxido de zinc. Estas sustancias tienen baja toxicidad, y la mayoría de los microorganismos no se han vuelto resistentes a ellas. En combinación con matriz es un excelente antiséptico.
Foto proporcionada por la Universidad Politécnica de Tomsk / Muestras de implantes basados en un marco de malla metálica y composición de polímero biodegradable "Sí, somos ilusionistas." Ahora los huesos. Si usted aplica un revestimiento de fosfato-calcio en la matriz, usted obtiene la base para una variedad de implantes. Comparado con análogos extranjeros, por ejemplo, hidrogels, la matriz interna mejor conserva su forma y es absorbida gradualmente por el cuerpo, que resuelve el problema del rechazo o la sustitución de implantes en niños.
La célula, asentándose en una estructura que tiene calcio y fosfato en su composición, comienza a diferenciar, es decir, aproximadamente, convertirse en tejido óseo. Si la jaula es simplemente plantada en un plato de petri, será sin hogar allí, y aquí, en la matriz, está en la casa correcta, con la nutrición adecuada, explica Tverdokhlebov.
Los científicos de tecnología compleja tratan de describir lo más simple posible:
- ¿Qué tengo que hacer para pintar la pared? Sumerja el cepillo en el cubo y empieza a esparcir. Es lo mismo aquí, sólo para rociar. ¿Cómo rocias? Necesitas golpear algo en el material - es rociado por bombardearlo con partículas en un vacío. Se crean campos de alta frecuencia, partículas golpean el material. La pintura del cubo va al cepillo, y el material en nuestra instalación va del objetivo al plasma. Y entonces, si pones un discurso en este plasma, se depositarán átomos y moléculas en él. Y forma una película.
Para aclarar:
- Así que, para que la pintura salga, tenemos que tirar algo con fuerza en este cubo?
- Algo así.
La planta de pulverización tiene una ventana redonda, similar a una ventana submarino. En la superficie metálica de la estructura se escribe "carousel".
- Esto es como un carrusel, explica Tverdokhlebov. En la instalación hay una rotación axial planetaria de los radios - esta es la trayectoria óptima para la pulverización.
- Usando este spray en implantes, ¿aprendiste a engañar al cuerpo?
- Sí, somos ilusionistas. Aprendió a modificar metales y se trasladó a materiales bioresorbables.
- ¿Qué significa eso?
- Todos nuestros huesos se disuelven y se renueven durante la vida. Si se produjo una lesión y se colocó un implante metálico en el cuerpo, un hierro tan grande se disolverá durante mucho tiempo, porque no es un elemento nativo. Por un lado, esto es bueno: mantendrá los huesos juntos y no romperá, pero, por otro lado, disolver, puede envenenar los tejidos circundantes. Tal enfermedad existe - metallosis. Cuando se introduce material extranjero, el cuerpo comienza a combatirlo. En su lugar, usted necesita implantar un material que se bioresorbe con el tiempo, es decir, disolver. El fosfato de calcio no causa la corrosión electroquímica, más calcio con fósforo se lava y se va a restaurar el tejido óseo. Por lo tanto, con éxito hacemos tal rociado para los radios en el aparato Ilizarov.
Foto cortesía de Tomsk Polytechnic University / La estructura de la matriz bajo el microscopio Trabajar con matrices para la cultura celular es una tendencia mundial. Por supuesto, también se pueden cultivar células madre en ellas, lo que significa que en el futuro, tal vez, las matrices servirán de base para la creación de nuevos órganos humanos. Pero aún tenemos que vivir. Y tratar las quemaduras y hacer implantes menos traumáticos con la ayuda de las matrices puede ahora.
P.S. Y recuerden, sólo cambiando nuestro consumo – juntos cambiamos el mundo!
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Fuente: kot.sh/statya/222/tomskie-matriksy
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