ของเหลวและอะคูสติกรวมกันเพื่อแสดงคุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ของเซลล์เดียว

แม้ว่าคุณจะไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์หรือวิศวกร แต่คุณคงเคยได้ยินเรื่อง นักวิทยาศาสตร์และนักชีววิศวกรรมสนใจศึกษาการตอบสนองเฉพาะเซลล์ต่อแรงที่ต่างกันมาเป็นเวลานาน เทคนิคต่างๆ ใช้แรงต่างๆ เช่น แรงทางกลในกล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอมและแรงเชิงแสงในแหนบเชิงแสง เพื่อวัดความผิดปกติของโครงสร้างเซลล์ เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการวินิจฉัยอื่นๆ 

การวิเคราะห์ระดับเซลล์เหล่านี้สามารถนำ

ไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความก้าวหน้าของโรค เช่น การพัฒนาของมะเร็งและการแพร่กระจาย แต่ถึงแม้ว่าเทคนิคเหล่านี้สามารถวิเคราะห์คุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ที่แตกต่างกันของเซลล์ได้ แต่ก็ประสบกับปริมาณงานต่ำและต้นทุนสูง

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ทีมวิจัยต่างๆ ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเปลี่ยนรูปของเซลล์มะเร็งในมนุษย์ในปริมาณมากโดยการใช้ประโยชน์จากการพัฒนาในระบบไมโครฟลูอิดิก อย่างไรก็ตาม การศึกษาจำนวนมากเหล่านี้อาศัยการหดตัวของไมโครแชนเนล ซึ่งการสัมผัสทางกายภาพกับเซลล์เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในทางกลับกัน อาจส่งผลให้เกิดความไม่ถูกต้องในการวัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในการผลิตอุปกรณ์ นอกจากนี้ ช่องแคบสามารถทำลายเซลล์เมื่อผ่าน โดยรวม ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่ขาดการวิเคราะห์ความผิดปกติของเซลล์ที่ไม่ขึ้นกับขนาดของเซลล์

นักวิจัยบางคนได้ใช้เทคนิค microfluidic acoustophoresis เพื่อเปิดใช้งานการจัดการเซลล์แบบไม่ต้องสัมผัสและการวัดผลที่ขึ้นกับการบีบอัดได้ ในแนวทางนี้ การไหลของเซลล์จะถูกควบคุมผ่านช่องทางไมโครฟลูอิดิก การไหลจะหยุดลงและทรานสดิวเซอร์จะสร้างสนามเสียง ดังนั้น การกระจัดของเซลล์ที่ได้รับอิทธิพลจากคลื่นเสียงจะถูกบันทึก แม้ว่าวิธีการนี้จะน่าตื่นเต้น แต่วิธีนี้ใช้เวลานานเนื่องจากต้องล้างเซลล์ในแต่ละรอบ เนื่องจากต้องอยู่นิ่งกับที่เมื่อทำการวัดการกระจัด

นักวิจัยในสหรัฐฯ และจีนได้พัฒนา 

acoustofluidic cytometer ตัวใหม่ที่สามารถวัดความผิดปกติของเซลล์โดยไม่ขึ้นกับขนาดของเซลล์และให้ผลการวิเคราะห์ปริมาณงานที่สูงขึ้น ในวิธีการสร้างกลไกของโฟลว์เซลล์แบบต่อเนื่องนี้ เซลล์จะถูกนำเข้าสู่สนามเสียงที่ตำแหน่งคงที่ และการเคลื่อนที่ผ่านไปยังตำแหน่งทางออกจะถูกควบคุมโดยแรงอะคูสติก

การไหลอย่างต่อเนื่องและช่องทางเข้าไมโครฟลูอิดิกที่ไม่ต้องสัมผัสจะแยกผลกระทบที่ขึ้นกับขนาดของเซลล์ เนื่องจากเซลล์ที่มีขนาด ความหนาแน่น และความสามารถในการอัดต่างกัน (กล่าวคือ คุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ต่างกัน) ประสบกับแรงอัดเสียงที่ต่างกัน การวิเคราะห์ดำเนินการโดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่มีอยู่ซึ่งสัมพันธ์กับแรงแผ่รังสีเสียงกับความหนาแน่นของเซลล์และตัวกลาง ตลอดจนความสามารถในการบีบอัดของเซลล์

นักวิจัยที่นำโดยArum HanจากTexas A&M UniversityและHan Wangจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ได้พัฒนา acoustofluidic cytometer ที่ปราศจากฉลากและไม่รุกรานเพื่อเพิ่มวิธีการสร้างกลไกการพิมพ์เซลล์เดียวตามคุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ภายในของเซลล์ พวกเขาใช้อุปกรณ์เพื่อวัดคุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ของเซลล์มะเร็งชนิดต่างๆ ภายใต้การไหลอย่างต่อเนื่อง จากนั้นพวกเขาใช้ประโยชน์จากการกระจัดของเซลล์เพื่อวิเคราะห์การเสียรูปตาม acoustophoresis ของเซลล์เดียว

“ระบบที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถใช้งานได้หลากหลาย 

เช่น การสร้างฟีโนไทป์ของเซลล์มะเร็งที่มีศักยภาพในการแพร่กระจายที่แตกต่างกันตามคุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ …และแม้กระทั่งสำหรับการวิเคราะห์เม็ดเลือดแดงเกี่ยวกับการติดเชื้อมาเลเรีย” ผู้เขียนกล่าว

อาจมีการปรับปรุงรากฟันเทียมแบบบูรณาการและเทคนิคการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยลงด้วยผลงานที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในPNAS นักวิจัยในปารีสให้ความกระจ่างว่าการเคลื่อนที่ของน้ำจากอุปกรณ์ไฮโดรเจลไปยังเนื้อเยื่อเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุและควบคุมการยึดเกาะได้อย่างไร ผลลัพธ์ที่ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับบทบาทของการขนส่งระหว่างใบหน้าในการยึดเกาะทางชีวภาพ และถือเป็นคำมั่นสัญญาสำหรับกลยุทธ์ที่ดีขึ้นในการแก้ไขอุปกรณ์ไปยังอวัยวะภายใน

รากฟันเทียมและอุปกรณ์ผ่าตัดจำนวนมากทำจากไฮโดรเจล ซึ่งเป็นโครงข่ายโพลีเมอร์ 3 มิติที่สามารถดูดซับน้ำปริมาณมากได้ วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพเหล่านี้ไม่เพียงแต่ประกอบขึ้นเป็นรากฟันเทียมเท่านั้น แต่ยังใช้เป็นชั้นป้องกัน สารตั้งต้นสำหรับไบโอเซนเซอร์ และแพลตฟอร์มสำหรับการนำส่งยา สำหรับการใช้งานทั้งหมดนี้ ไฮโดรเจลจะต้องจับจ้องไปที่อวัยวะภายในที่นุ่มและเปียก นี้อาจเป็นเรื่องยาก พื้นผิวที่ยึดเกาะทางชีวภาพเป็นที่นิยมกันมากเนื่องจากการยึดติดด้วยกลไกอาจทำให้ทั้งอุปกรณ์และเนื้อเยื่อเสียหายได้ อย่างไรก็ตาม ส่วนต่อประสานที่เปียกมากหมายความว่าการยึดเกาะอาจเป็นเรื่องยากเนื่องจากของเหลวชีวภาพโดยรอบและการไหลของหลอดเลือดอย่างต่อเนื่องยับยั้งการผูกมัด

และทีมของเขาระบุลักษณะการยึดเกาะระหว่างตับของสัตว์และเยื่อหุ้มเซลล์ของไฮโดรเจลจำลองโดยการทดสอบการลอก เพื่อช่วยให้เข้าใจบทบาทของการขนส่งทางน้ำในอุปกรณ์ยึดติด พวกเขาพบว่าเวลาที่สัมผัส ปริมาณน้ำที่มีอยู่แล้วในไฮโดรเจล และสถานะความชุ่มชื้นของเนื้อเยื่อล้วนมีความสำคัญต่อการยึดเกาะ กลุ่มสามารถระบุสองระบอบ เมื่อไฮโดรเจลสัมผัสกันเพียงช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งบวมน้ำมากอยู่แล้วหรือเนื้อเยื่อแห้งกว่า การยึดเกาะต่ำและของเหลวทำให้ส่วนต่อประสานเปียก (ระบบการหล่อลื่น) อย่างไรก็ตาม หลังจากใช้เวลาในการสัมผัสนานขึ้น ด้วยไฮโดรเจลที่บวมน้อยกว่าและเนื้อเยื่อไฮเดรต จะเกิดการยึดเกาะอย่างแน่นหนา

Cortéและทีมของเขาพิจารณาแล้วว่าการยึดเกาะขึ้นอยู่กับว่าไฮโดรเจลสามารถดูดซับของเหลวชีวภาพที่อยู่รอบ ๆ ได้หรือไม่ ตัวอย่างเช่นในตับนี่คือเลือดและน้ำดี จากนั้นกลุ่มสามารถคิดค้นแบบจำลองอย่างง่ายสำหรับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระบบการหล่อลื่นและการยึดติด

หากไฮโดรเจลไม่สามารถดูดซับน้ำอิสระได้ทั้งหมด จะทำให้เกิดฟิล์มของเหลวที่ส่วนต่อประสาน ป้องกันการยึดติดระหว่างพื้นผิวทั้งสอง อย่างไรก็ตาม เมื่อไฮโดรเจลสามารถดูดซับน้ำอิสระได้ทั้งหมด ส่วนต่อประสานจะถูกระบายออกจนหมด สิ่งนี้ช่วยให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระยะสั้นที่สำคัญระหว่างเนื้อเยื่อและโครงข่ายไฮโดรเจล ณ จุดนี้ ไฮโดรเจลสามารถทำให้เซลล์ขาดน้ำได้เองที่พื้นผิวของเนื้อเยื่อ กลุ่มนี้เปรียบเสมือนเนื้อเยื่อเมื่อเริ่มคายน้ำกับกาวที่ไวต่อแรงกดที่เหนียวจริง

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย