Name: BioMEMS : تزوير التعاون الجديدة بين علماء الأحياء والمهندسين (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-11-01T00:54:37.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: اكتشف تطوير أجهزة BioMEMS الدقيقة لأبحاث علم الأعصاب وخلايا الجذعية باستخدام تقنيات الدوائر المتكاملة. تعزز هذه الأجهزة الدقة والتحكم في التجارب البيولوجية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ليس لدى المؤلفين أي تضاربات مصالح للإفصاح عنها.

biomems : تزوير التعاون الجديدة بين علماء الأحياء والمهندسين

BioMEMS: Forging New Collaborations Between Biologists and Engineers

هذا الفيديو يصف تصنيع واستخدام جهاز ميكروفلويديك لثقافة النظام العصبي المركزي (CNS) الخلايا العصبية. هذا الجهاز متوافق مع الخلية الحية المجهرية الضوئية (مدينة دبي للإنترنت والعكس المرحلة) ، فضلا عن مبائر ونهجين المجهري الفوتون. يستخدم هذا الأسلوب بدقة مصبوب أجزاء البوليمر لخلق ثقافة خلية مصغرة متعددة المقصورة مع fluidic العزلة. المقصورات مصنوعة من القنوات الصغيرة التي هي ذات أبعاد كبيرة بما يكفي لثقافة الخلايا العصبية التي تسيطر عليها بشكل جيد في microenvironments fluidic. يمكن تربيتها لمدة 2-3 أسابيع الخلايا العصبية داخل الجهاز ، وبعد ذلك يمكن ان تكون ثابتة وأنها لطخت كيمياء سيتولوجية مناعية. لا يمكن الحفاظ عليه والمقصورات محواري جسدي fluidically معزولة عن بعضها البعض باستخدام الضغط الهيدروليكي الفرق الصغيرة ، ويمكن استخدام هذه الميزة لتوطين الشتائم للذوبان واحدة المقصورة لمدة تصل إلى 20 ساعة بعد كل تغيير المتوسط. Fluidic العزلة تمكن من جمع جزء محواري نقية والبيوكيميائية عن طريق تحليل PCR. الجهاز ميكروفلويديك يوفر منبرا للتكيف عالية للبحوث علم الأعصاب ، وربما تجد تطبيقات في اصابة الجهاز العصبي المركزي والنمذجة وتنكس عصبي.

BioMEMS : تزوير التعاون الجديدة بين علماء الأحياء والمهندسين

يصف هذا الفيديو طريقة تصنيع واستخدام جهاز ميكروفلويديك (مائعيات دقيقة) لاستزراع عصبونات الجهاز العصبي المركزي (CNS). يتوافق هذا الجهاز مع...

اسمي نيولي جون وأعمل في قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة كاليفورنيا إيرفاين. تشمل أبحاثي تطوير أجهزة طبية حيوية مبتكرة وأجهزة مائعات دقيقة لأبحاث العلوم العصبية والخلايا الجذعية. تعد الموائع الدقيقة تخصصاً حديثاً نسبياً تطور على مدار السنوات الخمس إلى العشر الماضية، وهي تستخدم الكثير من التقنيات والخبرات التي تم تطويرها لصناعة الدوائر المتكاملة.إن ما نقوم به هو استخدام طرق ومنهجيات التصغير التي طُورت للدوائر المتكاملة لتصنيع أجهزة صغيرة تحتوي على قنوات وخزانات دقيقة، واستخدام ذلك في تطبيقات بيولوجيا الخلية. تقليدياً، كانت معظم التجارب البيولوجية تُجرى على مقياس أطباق بيتري. لذا، بالنسبة للخلايا، فعند النظر إلى خلية يبلغ قطرها حوالي 10 microns، نجد أننا نتعامل أساساً مع خلية صغيرة مغمورة في حجم كبير من السائل.باستخدام الأجهزة الموائعية الدقيقة، يمكننا التحكم في البيئات المحيطة بالخلية. كما يمكن التحكم في التواصل بين الخلايا، وكذلك تأثير العوامل الذائبة الخلوية، بدقة أكبر بكثير مما هو الحال عند إجراء التجربة على نطاق أوسع في طبق بتري. لذا، فإن هذه التطورات الجديدة في الموائعية الدقيقة تحمل الكثير من الآمال فيما يتعلق بالتحكم وقابلية التكرار مقارنة بالطرق التقليدية.تتضمن أبحاثنا حول استخدام أجهزة الموائع الدقيقة (microfluidic devices) في دراسة هجرة الخلايا تطوير أجهزة جديدة يمكنها الحفاظ على تدرج ثابت من العوامل الذائبة فوق الخلايا، بحيث يمكننا دراسة كيفية استجابة الخلايا لعوامل نمو أو كيموكينات مختلفة. ويتطلب ذلك تحكماً دقيقاً في تدفق السوائل فوق مجموعة من الخلايا أو خلية واحدة، وهو أمر بالغ الأهمية وأساسي في معظم العمليات البيولوجية مثل التخلق الشكلي (morphogenesis)، والانتشار السرطاني، واستجابة الخلايا المناعية. وبالشكل ذاته الذي تعمل به أجهزة الموائع الدقيقة المخصصة لتوليد التدرجات، فإن الأجهزة المستخدمة لاستزراع العصبونات، وخاصة العصبونات المترابطة، تمثل تطوراً حديثاً في مجال الموائع الدقيقة.باستخدام هذه الأجهزة، نتمكن من عزل وتنقية الكسور المحورية والحصول أيضاً على بنيات مستقطبة للغاية. وفي هذه الحالة، ومقارنةً بالمقاييس التقليدية مثل الفراغات والغرف، حيث كان من الصعب أحياناً منع التسرب ومواجهة صعوبات تجريبية أخرى، توفر الأجهزة الموائعية الدقيقة نتائج أكثر قابلية للتكرار بشكل عام، وفي الوقت ذاته توفر منصة متوافقة بصرياً حيث يمكننا إجراء مجهرية عالية الدقة.ويُستخدم هذا الجهاز لإجراء تجارب تهدف إلى دراسة كيفية حدوث النقل المحوري. فمن خلال استخدام جهاز استزراع الخلايا العصبية الموائع الدقيقة الجديد هذا، يقوم العديد من المتعاونين معنا في جميع أنحاء البلاد بدراسة نماذج مختلفة من التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر، ومرض باركنسون، و ALS. لقد كنت محظوظة جداً بوجود متعاونين ممتازين في قسمي العلوم العصبية وعلم الأمراض هنا في جامعة كاليفورنيا، إيرفاين (uc Irvine). حيث أتعاون بشكل وثيق مع كار كامان ستيوارت وإد مونكي ومختبر ليزا فلاناجان.تتضمن تعاوناتنا الاجتماع بانتظام ومحاولة معرفة المشكلات التي يواجهها علماء الأحياء. ومن خلال هذه الاجتماعات الدورية، نجد أنه على الرغم من توفر الأدوات التقليدية، لا تزال هناك العديد من التطبيقات التي يمكننا، بصفتنا مهندسين حيويين طبيين، لعب دور كبير فيها لتحسين وفهم هذا البحث الطبي الحيوي. فعلى سبيل المثال، كان تعاوننا مع مختبر الدكتور Monki والدكتور Flanagan على مدار السنوات الخمس الماضية مثمراً للغاية.أولاً، يمكن لطلابنا تعلم كيفية العمل بشكل وثيق مع مجموعات من تخصصات علمية مختلفة. وفي الوقت ذاته، كنا محظوظين في معالجة مشكلات في بيولوجيا الخلايا الجذعية. فعلى سبيل المثال، أتاح استزراع وتمايز الخلايا الجذعية داخل أجهزة الموائع الدقيقة منظوراً جديداً حول كيفية تصرف الخلايا الجذعية في تدرج لمورفو جين مثل BMP.وأعتقد أن هذا النوع من التعاون سيكون جزءاً مهماً من العلوم في المستقبل مع تزايد اهتمام المهندسين بالبحوث الطبية الحيوية. وفي الوقت ذاته، ومع نمو الحاجة إلى أدوات جديدة بقدرات متطورة في مجالات العلوم العصبية والعلوم الحيوية الأخرى، أتوقع أن يكون هناك الكثير من التعاونات المثمرة التي ستدفع مجال البحوث الطبية الحيوية حقاً إلى الأمام. علاوة على ذلك، أعتقد أن مجال الموائع الدقيقة والأنظمة الحيوية يمر بمرحلة مثيرة.هناك الكثير من التطبيقات الجديدة التي يتم تطويرها بشكل أساسي كل يوم. وأتوقع أنه في غضون خمس سنوات، سيكون هناك عدد أكبر بكثير من علماء الأحياء الذين يستخدمون هذا النوع من الأجهزة في أبحاثهم اليومية، وفي التجارب الروتينية، أو لدراسة هجرة الخلايا أو لأغراض خاصة أخرى. وبما أن هذه الأجهزة توفر العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية القائمة على زراعة الخلايا في أطباق بيتري، فإنني أعتقد أن الخيال هو الحد الوحيد لتطوير أنواع جديدة من التطبيقات.وأعتقد أن التعاون الوثيق مع علماء الأحياء سيؤدي إلى ابتكار أنواع جديدة من الأجهزة، والتي ستلعب دوراً هاماً في التقدم المستقبلي للأبحاث الطبية الحيوية.

biomems-forging-new-collaborations-between-biologists-and-engineers

Research

JoVE Journal

Biology

علم الأحياء

BioMEMS والبيولوجيا الخلوية : وجهات نظر والتطبيقات

متناهي الصغر الهندسية لبيولوجيا الخلية

في العديد من الأنظمة السابقة في المختبر الثقافة -- الثقافات المونولاير أساسا -- عانت كثيرا من الحرمان أن الخلايا الأولية المتباينة لديها حياة قصيرة نسبيا تمتد واجتثاث متباينة خلال الثقافة. ونتيجة لذلك ، فقدت معظم وظائف الجهاز الخاصة بهم بسرعة. وبالتالي ، من أجل إنتاج أفضل الظروف لهذه الخلايا في المختبر ، وقد تم إدخال تعديلات وتكييفات للثقافات أحادي الطبقة التقليدية.

مقابلة : المفاعلات الحيوية والتعديل ، وظهرت السقالات 3D - لبحوث الخلايا الجذعية

توضح هذه المقالة نهج biofabrication: ترسب من المحفزات التي تستجيب السكريات في وجود أقطاب منحازة لخلق افلام حيويا والتي يمكن functionalized مع الخلايا أو البروتينات. نحن يبرهن على وجود استراتيجية مقاعد البدلاء أعلى للجيل من الأفلام، فضلا عن استخداماتها الأساسية لإنشاء السطوح biofunctionalized تفاعلية للالمختبر على واحد في رقاقة التطبيقات.

سد واجهة الحيوية الالكترونية مع Biofabrication

اوريغامي الحمض النووي هو وسيلة قوية لانتاج الأجسام النانوية دقيقة بواسطة برمجة التجميع الذاتي للجزيئات الحمض النووي. هنا، نحن تصف كيف يمكن استخدام اوريغامي الحمض النووي لتصميم الروبوت الآلي قادرة على استشعار العظة البيولوجية والاستجابة من قبل شكل التحول، نقلت بعد ذلك إلى التأثير المطلوب.

تصميم روبوت الحيوية استجابة من اوريغامي الحمض النووي

تعرض هذه الورقة مجموعة من بروتوكولات لتطوير الخلايا المهندسة والسطوح functionalized التي تمكن المهندسة صناعي كولاي للسيطرة والتعامل مع أسطح المواد القابلة للبرمجة.

باستخدام البيولوجيا الاصطناعية إلى المهندس الخلايا الحية تتفاعل مع المواد القابلة للبرمجة

توضح هذه المقالة طريقه تحويل طابعه ثلاثية الابعاد تجاريه منخفضه التكلفة إلى طابعه ثلاثية الابعاد بكتيرية يمكنها تسهيل طباعه الاغشيه البيولوجية المنقوشة. وتوصف جميع الجوانب الضرورية لاعداد البيولوجية والحبر الحيوي ، فضلا عن أساليب التحقق لتقييم تكوين الاغشيه البيولوجية.

زخرفه ثلاثية الابعاد من الاغشيه البيولوجية المهندسة مع بيوركانتر تفعل ذلك بنفسك

يمكن أن يؤثر فهم الهياكل الفسيولوجية والتشريحية الفريدة من الأخطبوط بشكل كبير على البحوث الطبية الحيوية. يوضح هذا الدليل كيفية إنشاء وصيانة بيئة بحرية لاستيعاب هذا النوع ويتضمن أحدث أساليب التصوير والتحليل لتصور تشريح الجهاز العصبي والأخطبوط ووظيفته.

إنشاء نظام إيكولوجي للأخطبوط لأبحاث الطب الحيوي والهندسة الحيوية

ظهرت أنسجة القلب ثلاثية الأبعاد المهندسة بيولوجيا باستخدام خلايا عضلة القلب المشتقة من الخلايا الجذعية كنماذج واعدة لدراسة عضلة القلب البشرية السليمة والمريضة في المختبر مع تلخيص الجوانب الرئيسية لمكانة القلب الأصلية. تصف هذه المخطوطة بروتوكولا لتصنيع وتحليل أنسجة القلب المهندسة عالية المحتوى الناتجة عن خلايا عضلة القلب المشتقة من الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات.

تصميم مفاعل حيوي لتحسين الحصول على البيانات ونمذجة إنتاجية أنسجة القلب المهندسة

جيفري د. Rothstein يتحدث عن الأمراض والآليات الكامنة وراء التصلب الجانبي الضموري ALS أو والتقدم في البحوث المرض ، والاستراتيجيات الحالية لتطوير المعالجات.

ALS -- داء العصبون الحركي : آلية وتطوير علاجات جديدة

اكتشف تطوير أجهزة BioMEMS الدقيقة لأبحاث علم الأعصاب وخلايا الجذعية باستخدام تقنيات الدوائر المتكاملة. تعزز هذه الأجهزة الدقة والتحكم في التجارب البيولوجية.

BioMEMS : تزوير التعاون الجديدة بين علماء الأحياء والمهندسين

استكشف المزيد من الفيديوهات