Biyomühendislik

Biyomalzemeler, biyolojik organizmalar veya moleküllerle olumlu etkileşime girecek şekilde tasarlanmış malzemelerdir. Bu malzemeler bir organizmadan türetilebilir veya bir organizma tarafından üretilebilir veya hatta sentezlenmiş bir polimer olabilir. Mühendisler bu yeni malzemeleri doku mühendisliği, biyoalgılama ve ilaç dağıtımı gibi çok çeşitli uygulamalarda kullanırlar. Bu video, biyolojik olarak türetilmiş yaygın malzemeleri tanıtır ve bunları işlemek için kullanılan yaygın tekniklere...

Kolajen, fotoğrafçılık gibi ticari uygulamalarda popülerlik bulan, yaygın olarak kullanılan bir başka biyomalzemedir. Kolajen daha yakın zamanda doku mühendisliği uygulamalarında, tasarlanmış dokuya yapı sağlayan hidrojeller oluşturarak kullanılmıştır. Bu video, kolajeni bir biyomateryal olarak tanıtıyor, domuz derisinden nasıl toplandığını gösteriyor ve malzemenin doku mühendisliği uygulamaları için bir hidrojel oluşturmak için nasıl kullanıldığını gösteriyor. Son olarak, malzemenin çeşitli...

İpek lifleri yüzyıllardır işlenmiş ve kumaş ve iplik oluşturmak için kullanılmıştır. Bununla birlikte, ipek liflerinin çözündürülmesi ve böylece çok yönlü bir pre-polimer çözeltisine dönüştürülmesi çok daha yeni bir teknolojidir. Çözündürülmüş ipek, kontrol edilebilir mekanik özelliklere sahip biyouyumlu bir malzeme oluşturmak için birçok farklı şekilde işlenebilir. Bu video, ipek böceği kozalarından ipeğin işlenmesini tanıtıyor ve ipek çözeltisinin elektroeğirme yoluyla bir elyaf mat...

BioMEM olarak da adlandırılan biyo-mikroelektromekanik sistemler, in vivo ve in vitro tanı cihazları için küçük numune ve reaktif hacimlerinin kullanılmasını sağlayan mikro ölçekli cihazlardır. Bu cihazlar, mikro ölçekte filtreleme, algılama veya sentez gibi çeşitli işlevleri yerine getirerek maliyet tasarrufu ve gelişmiş hassasiyet sağlar. Bu videoda BioMEM'ler tanıtılmakta, biyomühendislik alanındaki kullanımlarına değinilmekte ve fabrikasyonda kullanılan bazı önemli yöntemler sunulmaktadır.

BioMEM cihazlarının üretimi genellikle fotolitografi adı verilen bir mikrofabrikasyon tekniği kullanılarak yapılır. Yaygın olarak kullanılan bu yöntem, bir deseni bir silikon gofret üzerine aktarmak için ışığı kullanır ve birçok BioMEM cihazının imalatı için temel sağlar. Bu videoda fotolitografi tekniği sunulmakta, işlemin temiz odada nasıl gerçekleştirildiği gösterilmekte ve işlemin bazı uygulamaları tanıtılmaktadır.

Mikroakışkan kanallar gibi birçok BioMEM cihazı, yumuşak litografi tekniği kullanılarak üretilir. Burada, mikro ölçekli bir model, elastomerik bir polimerin 3D yapı üzerinde kürlenmesiyle çoğaltılır. Bu polimerik yapılar daha sonra biyo-algılama uygulamaları için mikroakışkan kanallardan mikro kolonilerin görselleştirilmesi için mikro ölçekli biyoreaktörlere kadar çok çeşitli cihazlar oluşturmak için kullanılır. Bu videoda fotolitografi tanıtılmakta ve laboratuvardaki teknik gösterilmektedir.

Biyoproses, istenen bir hedef ürünü üretmek için canlı organizmaları kullanan bir yöntemdir. Genellikle, biyoproses, genetik olarak tasarlanmış organizmalardan protein ürünleri üretmek için biyoreaktörlerin kullanılmasını ifade eder. Bu alan, biyoterapötiklerin büyük ölçekli üretiminden sorumludur; kanser, otoimmün hastalıklar ve HIV/AIDS gibi karmaşık hastalıkları olan birçok kişi için yaşam kalitesini iyileştirmek için gerekli hale gelen ilaçlar. Bu video, hedeflenen bir protein üretim...

Bu videoda sentetik biyoloji ve biyomühendislikteki rolü anlatılmaktadır. Sentetik biyoloji, organizmaları büyük miktarlarda ürün üretebilecek hale getirmek için genetik olarak değiştirmek için kullanılan yöntemleri ifade eder. Bu ürün, hücrenin zaten yaptığı bir protein veya yeni eklenen bir DNA dizisinde kodlanmış yeni bir protein olabilir. Burada, bir organizmanın genetik materyalinin transformasyon veya transfeksiyon kullanılarak nasıl değiştirildiğini tartışıyoruz. Daha sonra süreç...

Biyoreaktörler, organizmaları büyük hacimlerde büyütmek için kullanılır, böylece hedef ürünün kütle miktarlarının üretilmesini sağlar. Bu reaktörler, hücre büyümesi için gerekli tüm bileşenleri içeren kesikli reaktörler veya taze büyüme ortamının eklenmesine ve hücre atıklarının uzaklaştırılmasına izin veren giriş ve çıkış portlarına sahip sürekli reaktörler olabilir. Bu video, kesikli ve sürekli reaktörleri sunar ve laboratuvarda bakteri yetiştirmek için biyoreaktörlerin kullanımını gösterir.

Biyosensörler, bir protein veya hücre gibi biyolojik bir molekülü veya kimyasal bir bileşen veya kirletici gibi biyolojik olmayan bir molekülü tespit etmek için çok çeşitli biyolojik işlemler ve fiziksel özellikler kullanan cihazlardır. Bu disiplinler arası alan, hedef molekülün varlığını tespit etmek için elektriksel, optik, elektrokimyasal ve hatta mekanik özellikleri kullanır. Bu videoda biyoalgılama alanı tanıtılmakta ve yaygın biyosensör teknolojileri gözden geçirilmektedir. Bu video aynı...

Elektrokimyasal biyosensörler, bir oksidasyon-indirgeme olayını algılayarak bir hedef molekülün bağlanmasını tespit eder. Bu sensörler, glikoz biyosensörünün icadından sonra modern biyoalgılamanın yolunu açtı. Bu videoda elektrokimyasal biyoalgılama tanıtılacak, glikoz biyosensörünün işleyişi gösterilecek ve elektrokimyasal biyosensörlerin kanser tespitinde nasıl kullanıldığı tartışılacaktır.

Optik biyosensörler, bir hedef molekülün bağlanmasını tespit etmek için ışığı kullanır. Bu sensörler, floresan gibi ölçülebilir bir sinyal üreten bir etiket molekülü kullanabilir veya bu sensörler etiketsiz olabilir ve hedef molekülün bağlanmasını algılamak için kırılma indisi gibi optik özelliklerdeki değişiklikleri kullanabilir. Bu videoda hem etiketli hem de etiketsiz optik biyosensörler tanıtılmakta, laboratuvarda kullanımları gösterilmekte ve teknolojinin bazı uygulamaları gösterilmektedir.

Doku mühendisliği, biyomalzemelerden, spesifik hücrelerden ve büyüme faktörlerinden yapay doku oluşturmayı amaçlar. Bu tasarlanmış doku yapıları, organ replasmanı ve doku onarımı olanakları ile geniş kapsamlı faydalara sahiptir. Bu video, doku mühendisliği alanını tanıtmakta ve mühendislik dokusunun bileşenlerini incelemektedir. Bu video aynı zamanda doku iskelesini oluşturmak, bir hücre popülasyonunu tanıtmak ve büyümeyi ve çoğalmayı teşvik etmek için kullanılan bazı önemli yöntemleri de...

İki boyutlu doku kültürü bir süredir yaygın olmasına rağmen, hücreler üç boyutlu bir kültürde daha gerçekçi davranır ve doğal dokuyu daha yakından taklit eder. Bu video, yüksek hücre yoğunluğuna ulaşmak için bir hücre hattının büyümesinin ve yayılmasının tasarlanmış üç boyutlu bir matriste yapıldığı histotipik doku kültürünü tanıtmaktadır. Burada, donör dokudan hücrelerin toplanmasını ve ardından tasarlanmış bir yapı üzerinde hücre kültürünü gösteriyoruz.

Tüm organlar, tüm organları onarmak veya değiştirmek amacıyla özel biyoreaktörler kullanılarak ex vivo kültürlenebilir. Bu yöntem, tüm hücrelerden sıyrılmış, üç boyutlu yapıyı geride bırakan ve daha sonra yeni hücrelerle yeniden doldurulan bir donör organ kullanır. Bu video, akciğerlerin tüm organ kültürünü gösterir ve doğal doku özelliklerini indüklemek için vücuttaki mekanik stimülasyonu taklit eden dinamik bir kültürün nasıl gerekli olduğunu gösterir.