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生物医学及健康 | 生物材料

无支架细胞生长

使用组织工程学修复受损器官,以及人造器官体外生长,这两者一直是许多再生医学研究小组的长期目标。培养细胞以形成功能组织,在绝大多数情况下这依赖于一种辅助材料——可生物降解支架。 这些材料通常存在副作用,例如纤维化和炎症反应,这些副作用限制了其应用。

细胞片层技术是一种无支架组织工程替代方法,其目标是带有细胞间连接和细胞外基质的片层状细胞聚合,同时消除支架材料的缺点。 这种技术在诸如心脏、肝脏、肾脏以及众多其他组织的康复医学上获得了成功,而且目前已经细分为热敏感、磁力和酶基技术。 但是尽管成功,这些技术涉及复杂的步骤,而且在有些情况下仍然需要应用非生物材料,这些材料可能会对培养出的细胞产生不可预料的影响。

此研究由X. Zhao与其同事共同完成,其中提出了一种无需使用支架或非生物制剂进行细胞制作的简单方法。在这种方法中 继续阅读”无支架细胞生长” »

纳米

内部空间

被限制于碳纳米管(CNT)内部的纳米材料显示与块状纳米材料不同的异常性能。因此已对CNT内部空间中多种分子包埋进行广泛研究,以发现纳米材料的新属性。而CNT的化学性和机械性稳定的伪1D限制纳米空间则可作为多种纳米材料模板组装的理想环境。因CNT的限制纳米空间阻碍分子发生反应,因会阻碍其运动,可用于确保多种反应性材料的稳态存储。

此工作National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(日本)的Keita Kobayashi等发表,作者在文中对比CNT内Sn、Pb、Ag和Au晶体生长,并讨论限制纳米空间对熔态金属结晶的影响。熔态Sn、Pb、Ag和Au因毛细管作用而被包埋在纳米管内,而被包埋金属的结构则通过高分辨率透射电子显微镜进行观察。尽管观察到CNT内Ag和Au大部分已结晶,但发现Sn和Pb在室温时处于伪液态。作者采用相关的热力学计算,总结出一个结论,即低熔点金属结晶成核不能发生在CNT的限制纳米空间内。

K. Kobayashi et al., Small ; DOI: 10.1002/smll.201000265

生物医学及健康

生长你自己的神经网络

再生医学的概念,即是指能够增长新的组织、神经、或者器官。需要小心控制多种细胞类型的增长模型(通常要同时进行)。这就像电路与电子,需要特定的连接和材料类型。因此,这种给特化细胞的生长定型和定向的能力,在医疗应用程序战略的发展方面,这是一个关键性的工具,细胞生长控制、增殖和在实体界面上的分化,对于矫正整形技术、生物传感技术、细胞排列和干细胞疗法方面,都具有非常重要的作用。

一个由Cristina Lenardi和Paolo Milan带领的米兰团队,发布了这一目标的进展报告,通过利用电子束蚀刻仿造表面,他们研究了一种方法,导引细胞在生物相容性水凝胶上生长。这些水凝胶是一种非常有前景的组织工程基材,因为它们能让水、氧气和代谢产物渗透通过。至于这里用的凝胶剂,可以由蛋白质和其他生物大分子激发功能,作特定的应用。在这种情况下,水凝胶表面是防污的,并利用电子光束将模型写入水凝胶。一旦暴露的模型被适当的修改,一个神经突网络就可以植入模型,为精确控制细胞生长和架构组织工程支架奠定基础。

P. Milani, C. Lenardi et al., Macromol. Biosci. ; DOI: 10.1002/mabi.200900410

聚合物

聚合物粒子增长的在线监测

人们曾多次尝试解释聚合物粒子在催化烯烃中作为催化物载体的增长特点。通过采用Lasentec公司用于聚焦光束反射比测量(FBRM)和粒子视觉与测量(PVM)等的探测器,德国弗莱堡大学的Xalter和Mülhaupt在标准实验室规模的反应堆中搅拌乙烯浆,首次成功地实现了聚合物粒子增长的实时监测。FBRM提供了具有重要统计意义的关于粒子数和大小的数据。FBRM在线监测与乙烯质量流量测量方法一样,都考虑到了粒子增长过程根据催化剂类型和能力的不同而产生的区别和差异。除此之外,PVM 视频显微镜探测使聚合物粒子可以得到在线显示和形态描述,从而补充了FBRM所生成的数据。

R. Xalter and R. Muelhaupt, Macromol. React. Eng. 2010, 4, 25 ; DOI: 10.1002/mren.200900048