Bioinżynieria

Biomateriały to materiały zaprojektowane tak, aby korzystnie oddziaływały z organizmami biologicznymi lub cząsteczkami. Materiały te mogą pochodzić z organizmu lub być przez niego wytwarzane, a nawet mogą być zsyntetyzowanym polimerem. Inżynierowie wykorzystują te nowatorskie materiały w szerokim zakresie zastosowań, takich jak inżynieria tkankowa, biodetekcja i dostarczanie leków. W tym filmie przedstawiono popularne materiały pochodzenia biologicznego i przedstawiono przykłady typowych...

Kolagen to kolejny szeroko stosowany biomateriał, który zyskał popularność w zastosowaniach komercyjnych, takich jak fotografia. Kolagen został ostatnio wykorzystany w zastosowaniach inżynierii tkankowej, tworząc hydrożele, które nadają strukturę zmodyfikowanej tkance. Ten film przedstawia kolagen jako biomateriał, pokazuje, w jaki sposób jest on pozyskiwany ze skóry świni i pokazuje, w jaki sposób materiał ten jest wykorzystywany do tworzenia hydrożelu do zastosowań w inżynierii tkankowej. Na...

Włókna jedwabiu były od wieków przetwarzane i wykorzystywane do tworzenia tkanin i nici. Jednak rozpuszczanie włókien jedwabiu, a tym samym przekształcanie ich w wszechstronne rozwiązanie prepolimerowe, jest znacznie nowszą technologią. Rozpuszczony jedwab można przetwarzać na wiele różnych sposobów, aby stworzyć biokompatybilny materiał o kontrolowanych właściwościach mechanicznych. Ten film przedstawia przetwarzanie jedwabiu z kokonów jedwabników i pokazuje, w jaki sposób roztwór jedwabiu...

Systemy biomikroelektromechaniczne, zwane również BioMEM, to urządzenia w mikroskali, które umożliwiają wykorzystanie małych objętości próbek i odczynników do urządzeń diagnostycznych in vivo i in vitro. Urządzenia te pełnią różne funkcje, takie jak filtracja, wykrywanie lub synteza w mikroskali, umożliwiając oszczędność kosztów i poprawę czułości. Ten film przedstawia BioMEMy, porusza temat ich zastosowania w dziedzinie bioinżynierii i przedstawia niektóre najważniejsze metody stosowane w...

Produkcja urządzeń BioMEM jest często wykonywana przy użyciu techniki mikrofabrykacji zwanej fotolitografią. Ta szeroko stosowana metoda wykorzystuje światło do przeniesienia wzoru na płytkę krzemową i stanowi podstawę do wytwarzania wielu typów urządzeń BioMEM. Ten film przedstawia technikę fotolitografii, pokazuje, jak przebiega proces w pomieszczeniu czystym oraz przedstawia niektóre zastosowania tego procesu.

Wiele urządzeń BioMEM, takich jak kanały mikroprzepływowe, jest wytwarzanych przy użyciu techniki miękkiej litografii. W tym przypadku wzór w mikroskali jest odtwarzany przez utwardzenie elastomerowego polimeru na strukturze 3D. Te struktury polimerowe są następnie wykorzystywane do tworzenia szerokiej gamy urządzeń, począwszy od kanałów mikroprzepływowych do zastosowań biosensorycznych, a skończywszy na mikroreaktorach do wizualizacji mikrokolonii. Ten film przedstawia fotolitografię i...

Bioprzetwarzanie to metoda wykorzystująca żywe organizmy do wytworzenia pożądanego produktu docelowego. Często bioprzetwarzanie odnosi się do wykorzystania bioreaktorów do wytwarzania produktów białkowych z organizmów modyfikowanych genetycznie. Ta dziedzina jest odpowiedzialna za produkcję bioterapeutyków na dużą skalę; leki, które stały się niezbędne do poprawy jakości życia wielu osób cierpiących na złożone choroby, takie jak rak, choroby autoimmunologiczne i HIV/AIDS. Ten film przedstawi...

Ten film przedstawia biologię syntetyczną i jej rolę w bioinżynierii. Biologia syntetyczna odnosi się do metod stosowanych do genetycznej modyfikacji organizmów w celu uczynienia ich zdolnymi do wytwarzania dużych ilości produktu. Ten produkt może być białkiem, które komórka już wytwarza lub nowym białkiem, które zostało zakodowane w nowo wstawionej sekwencji DNA. W tym miejscu omówimy, w jaki sposób materiał genetyczny organizmu jest modyfikowany za pomocą transformacji lub transfekcji.

Bioreaktory służą do hodowli organizmów w dużych ilościach, umożliwiając w ten sposób produkcję masowych ilości produktu docelowego. Reaktory te mogą być reaktorami wsadowymi, które zawierają wszystkie składniki potrzebne do wzrostu komórek, lub reaktorami ciągłymi, które mają porty wlotowe i wylotowe, co pozwala na dodawanie świeżych pożywek wzrostowych i usuwanie odpadów komórkowych. Ten film przedstawia reaktory okresowe i ciągłe oraz demonstruje zastosowanie bioreaktorów do hodowli...

Biosensory to urządzenia, które wykorzystują szeroki zakres procesów biologicznych i właściwości fizycznych w celu wykrycia cząsteczki biologicznej, takiej jak białko lub komórka, lub cząsteczki niebiologicznej, takiej jak składnik chemiczny lub zanieczyszczenie. Ta interdyscyplinarna dziedzina wykorzystuje właściwości elektryczne, optyczne, elektrochemiczne, a nawet mechaniczne do wykrywania obecności cząsteczki docelowej. W tym filmie przedstawiono dziedzinę biodetekcji i omówiono popularne...

Bioczujniki elektrochemiczne wykrywają wiązanie cząsteczki docelowej poprzez wykrywanie zdarzenia utleniania-redukcji. Czujniki te utorowały drogę dla nowoczesnej biodetekcji po wynalezieniu biosensora glukozy. W tym filmie przedstawimy biodetekcję elektrochemiczną, pokażemy działanie biosensora glukozy i omówimy, w jaki sposób biosensory elektrochemiczne są wykorzystywane w wykrywaniu raka.

Biosensory optyczne wykorzystują światło do wykrywania wiązania cząsteczki docelowej. Czujniki te mogą wykorzystywać cząsteczkę etykiety, która wytwarza mierzalny sygnał, taki jak fluorescencja, lub czujniki te mogą być bezznacznikowe i wykorzystywać zmiany właściwości optycznych, takich jak współczynnik załamania światła, do wykrywania wiązania cząsteczki docelowej. W tym filmie przedstawiono zarówno biosensory optyczne z etykietami, jak i bez etykiet, zademonstrowano ich zastosowanie w...

Inżynieria tkankowa ma na celu stworzenie sztucznej tkanki z biomateriałów, określonych komórek i czynników wzrostu. Te zmodyfikowane konstrukty tkankowe mają daleko idące korzyści, z możliwościami wymiany narządów i naprawy tkanek. Ten film wprowadza w dziedzinę inżynierii tkankowej i bada składniki tkanki inżynieryjnej. Ten film przedstawia również niektóre ważne metody stosowane do tworzenia rusztowania tkankowego, wprowadzania populacji komórek oraz stymulowania wzrostu i proliferacji. Na...

Chociaż dwuwymiarowa hodowla tkankowa jest powszechna od jakiegoś czasu, komórki zachowują się bardziej realistycznie w kulturze trójwymiarowej i bardziej naśladują tkankę natywną. Ten film przedstawia histotypową hodowlę tkankową, w której wzrost i rozmnażanie jednej linii komórkowej odbywa się w zaprojektowanej trójwymiarowej matrycy w celu osiągnięcia wysokiej gęstości komórek. Tutaj pokazujemy pobieranie komórek z tkanki dawcy, a następnie hodowlę komórek na zmodyfikowanym konstrukcie.

Całe narządy mogą być hodowane ex vivo przy użyciu specjalistycznych bioreaktorów w celu naprawy lub wymiany całych narządów. Metoda ta wykorzystuje narząd dawcy, który jest pozbawiony wszystkich komórek, pozostawiając trójwymiarową strukturę, która jest następnie ponownie zaludniana nowymi komórkami. Ten film pokazuje całą kulturę narządową płuc i pokazuje, w jaki sposób dynamiczna kultura, która naśladuje mechaniczną stymulację w ciele, jest potrzebna do wywołania natywnych właściwości...