РАССКАЗ в перелёте на аудио дневник / РАЗГОВОР с ИРЕНОЙ
Татуировка следит за здоровьем
Новый микрочип определит болезнь за минуту
Сферы нано заживляют раны
Создан материал из нановолокон, эффективно заживляющий раны
http://2045.ru/news/28485.html
Татуировка следит за здоровьем
С СОБОЙ ДЛЯ ПЕРЕСЕЛЕНЦЕВ
РАССКАЗ / РАЗГОВОР С ИРЕНОЙ
Ученые из Северо-Восточного университета (США) разработали новый метод наблюдения за уровнем натрия в организме с помощью наносенсоров, которые вводятся под кожу. В будущем ученые планируют использовать аналогичную технологию для мониторинга уровня сахара в крови больных диабетом.
Поддержание постоянного уровня ионов натрия жизненно важно для организма – они участвуют в работе мышц (в том числе сердечной), проведении нервных импульсов. Опасное снижение уровня ионов натрия (гипонатриемия) может возникать при различных заболеваниях, при проведении некоторых хирургических операций или экстремальных нагрузках на организм.
Исследователи Колледжа медицинских наук Северо-Восточного университета разработали миниатюрные датчики, способные определять уровень натрия, и продемонстрировали, что они способны работать при внедрении под кожу животного. Эти датчики флуоресцируют, и уровень их свечения изменяется в зависимости от концентрации натрия рядом с ними. Сенсоры представляют собой пластифицированные полимерные частицы размером 240 нм. Они содержат компоненты, способные опознавать натрий, и покрыты биосовместимым полиэтиленгликолем.
Разработанный метод позволит разобраться в причинах дисбаланса натрия в организме и подобрать надлежащее лечение.
Хитер Кларк, один из авторов работы, отмечает, что аналогичный метод можно использовать и для измерения уровня глюкозы в крови. Сегодня люди, болеющие сахарным диабетом, вынуждены несколько раз в день укалывать себе палец, чтобы следить за концентрацией глюкозы. Наносенсоры позволили бы обойтись без этой неприятной процедуры. Вместо этого пациент мог бы раз в неделю обновлять «татуировку», содержащую наносенсоры вместо чернил, и постоянно оценивать уровень глюкозы по уровню свечения этого украшения.
По материалам STRF. ru, раздел Информнаука Журнал «Российские нанотехнологии» № 1–2 2011 год.
http://2045.ru/news/28535.html
Новый микрочип определит болезнь за минуту
С СОБОЙ ДЛЯ ПЕРЕСЕЛЕНЦЕВ
РАССКАЗ / РАЗГОВОР С ИРЕНОЙ
Основной этап развития микрофлюидики сможет скоро привести к созданию отдельных, беспроводных чипов, которые смогут диагностировать болезни в течение нескольких минут. Устройство, разработанное международной группой исследователей из Университета Калифорнии, Городского Университета Дублина в Ирландии и Университета Валпараисо в Чили, способно обработать целые кровяные образцы без использования внешнего тюбинга и дополнительных компонентов. Исследователи назвали устройство SIMBAS (Self-powered Integrated Microfluidic Blood Analysis System).
"Мы находились на шаг от мечты о лаборатории, умещающейся в одном чипе, но большинство уже существующих систем не были по-настоящему автономными" – сказал Иван Димов, исследователь в области биоинженерии и главный соавтор анализа. "Прежние устройства требовали внешний тюбинг для эффективного функционирования, но при этом они теряли такие характеристики как небольшой размер, портативность и доступность. Наше устройство не содержит внешних соединений или необходимого тюбинга, так что вполне может стать системой типа point-of-care".
"Это очень важное развитие диагностики в системе мирового здравоохранения" – отметил один из исследователей. "Люди, работающие на полях, смогут использовать это устройство для определения таких болезней как, например, ВИЧ или туберкулез за несколько минут. Тот факт, что мы сократили сложность биочипа и использовали компоненты из пластика, делает устройство более легким для производства в большом объеме с малыми затратами. Наша цель – ответить запросам глобального здравоохранения, которое нуждается в функциональных недорогих компактных диагностических устройствах".
Для нового биочипа SIMBAS исследователи использовали преимущество законов микромасштабной физики для ускорения процессов, которые могут занять несколько часов или дней в обычной лаборатории. Они отмечают, например, что определение осадка в красном вине, которое обычно занимает от одного дня до года, может произойти в течение всего нескольких секунд в микромасштабных измерениях.
Биочип SIMBAS использует рвы, сформированные под микрофлюидными каналами шириною почти с человеческий волос. Когда целая кровь брошена в миниатюрные бухты, сравнительно тяжелые красные и белые кровяные клетки оседают во рвах, отделяясь от ясной кровяной плазмы. Кровь перемещается по чипу в процессе названном "поток, управляемый дегазацией".
В процессе потока дегазации, воздушные молекулы внутри пористого полимерного устройства удаляются при помещении устройства в запечатанный вакуумный пакет. Когда упаковка распечатана, устройство становится подвержено атмосферным условиям, и воздушные молекулы вновь поглощаются в материал устройства. Это генерирует перепад давления, которое загоняет жидкий кровяной поток в чип.
В экспериментах, исследователям удалось загнать более чем 99 % кровяных клеток во рвы и выборочно отделить плазму, используя этот метод. "Эта подготовительная работа, разделяющая кровяные компоненты для анализа осуществляется благодаря тяжести, так что образцы естественным образом поглощаются и помещаются в чип без потребности во внешней мощности" – сказал Димов.
Группа ученых продемонстрировала действие SIMBAS, поместив в миниатюрную бухту 5 микролитров образца целой крови, который содержал биотин (витамин B7) в концентрации 1 часть на 40 миллиардов. "Это может быть приблизительно сравнимо с обнаружением одной песчинки в куче песка" – объяснил Димов. Биодетекторы в чипе SIMBAS выявили наличие биотина в крови в течение 10 минут.
"Представьте себе, что у вас есть такое же дешевое и легкое в применении устройство, как тест на беременность, но которое также быстро может диагностировать ВИЧ и туберкулез" – отметил один из соавторов исследования Бенжамин Росс. "Это могло бы стать реальной игрой-преобразователем и сохранить миллионы жизней".
"Платформа SIMBAS может создать эффективную молекулярную диагностическую платформу биочипа для определения рака, сердечных заболеваний, сепсиса и других болезней в развитых странах" – утверждают исследователи.
Работа была профинансирована Научными Фондами Национальных Институтов Здоровья Ирландии и США.
http://2045.ru/news/28584.html
Сферы нано заживляют раны
С СОБОЙ ДЛЯ ПЕРЕСЕЛЕНЦЕВ
РАССКАЗ / РАЗГОВОР С ИРЕНОЙ
Ученые ввели в область раны наносферы с клетками, чтобы вырастить новую ткань.
Впервые исследователи сформировали звездообразные биоразлагаемые полимеры, способные самостоятельно собираться в пустотелые нановолоконные сферы. После введения в рану эти сферы разлагаются, а живые клетки начинают формировать новую ткань.
Разработка этой наносферу в качестве переносчика клеток, которые стимулируют естественный рост клеточной среды, является весьма существенным прорывом в области восстановления тканей, заявил профессор Питер Ма из школы стоматологии Мичиганского университета и ведущий автор статьи об этом исследовании, опубликованной в издании Nature Materials. Соавторами выступили Ксиаохуа Лю и Ксиаобинг Джин.
Восстановление или заживление ткани — процесс очень сложный, и его успех существенно ограничен нехваткой донорской ткани, сообщил Ма. Новая разработка дает надежду людям с определенными типами повреждения хрящей, которые в настоящее время не лечатся. Также это более качественная альтернатива технологии пересадки аутогенных хондроцитов(ACI), которая в настоящее время является клиническим методом заживления хрящевых тканей. Существующий метод плох тем, что клетки, вводимые в область раны, никак не контролируются, а потому эффективность достаточно низка.
Ученые в лаборатории работали над биометрической стратегией разработки клеточной матрицы — системы, которая копирует биологическую среду и поддерживает клетки в процессе роста и формирования ткани — с помощью биоразлагаемых нановолокон.
По словам Ма, нановолоконные полые микросферы достаточно пористые, благодаря чему в внутрь легко проникают питательные вещества. Микросферы действуют как клеточная матрица в организме. Кроме того, в процессе не вырабатываются побочные продукты разложения, которые могли бы повредить клетки.
Нановолоконные полые сферы наполняют клетками и вводят в рану. Когда наносферы разлагаются, клетки обычно уже готовы нормально развиваться, поскольку внутри наносфер была создана необходимая для нормального развития среда.
В ходе испытаний в клеточной группе с нановолоконными сферами было выращено в 3-4 раза больше ткани, чем в контрольной группе. Далее необходимо будет испытать технологию на животных, а затем и на людях.
http://2045.ru/news/28590.html
Исследователи университета Мичигана, работающие под руководством профессора Питера Ма (Peter Ma), разработали биоразлагаемый полимер, имеющий форму звезды, частицы которого самопроизвольно формируют полые нановолокнистые сферы. Эти сферы можно использовать для доставки стволовых клеток в зоны повреждения тканей.
По словам профессора Ма, восстановление поврежденных тканей может быть весьма сложной задачей, вероятность успешного решения которой ограничена дефицитом донорских тканей. Он считает, что разработанный подход может помочь пациентам со сложными, а также имеющими неправильную форму повреждениями хрящевой ткани. На сегодняшний день эффективных методов восстановления таких дефектов не существует. Практикуемое введение собственных клеток пациента в зону повреждения также не приносит желаемых результатов.
Эксперименты на кроликах показали, что введение разработанных учеными наносфер, нагруженных клетками, в зону повреждения в 3-4 раза более эффективно, чем применяемые в настоящее время клеточные инъекции. Пористая структура сфер обеспечивает снабжение клеток всеми необходимыми питательными веществами, а также выполняет функции внеклеточного матрикса, необходимого для нормальной жизнедеятельности клеток. Постепенное разложение наносфер не сопровождается формированием большого количества способных повредить клетки продуктов деградации, а на после их полного растворения клетки, постоянно получавшие необходимое питание и физическую поддержку, начинают активно делиться и заполняют дефекты ткани.
http://2045.ru/news/28717.html
Создан материал из нановолокон, эффективно заживляющий раны
С СОБОЙ ДЛЯ ПЕРЕСЕЛЕНЦЕВ
РАССКАЗ / РАЗГОВОР С ИРЕНОЙ
Биостекло не является новым материалом для медицинского применения. До недавних пор его получали из соединений кремния и использовали для восстановления повреждённой костной ткани. Как пишет онлайн-издание MedicalNewToday, исследователи из Университета науки и технологии в Миссури (Missouri University of Science and Technology) Стив Юнг (Steve Jung) и Делберт Дэй (Delbert Day) создали биостекло, которое можно эффективно применять для заживления повреждений мягких тканей. Статья об этом открытии анонсирована на обложке майского номера журнала American Ceramic Society's Bulletin.
В своих опытах Юнг и Дэй испытывали действие биоактивного стекла различного состава на биологические жидкости (в частности, кровь). Их заинтересовал один из образцов стекла, названный 13-93B3, содержащий кальций. В его состав в массовом эквиваленте входили следующие компоненты: 53 процента B2O3, 20 процентов CaO, 12 процентов K2O, 6 процентов Na2O, 5 процентов MgO, 4 процента P2O5.
Почему в состав биостекла учёные добавили кальций? Юнг и Дэй думали о том, какую пользу может принести этот новый материал, если его использовать для лечения ран. Учёные рассуждали так: известно, что кальций является важным фактором в регенерации кожи и необходим для формирования эпидермиса. Кроме того, кальций делает сам процесс заживления более эффективным.
Не секрет, что организм «чинит» раны поэтапно. На начальном этапе, когда рана кровоточит, в ней образуются волокна особого белка – фибрина, в котором «застревают» тромбоциты (форменные элементы крови), закупоривая рану и образуя тромб. На следующем этапе тромб выделяет вещества-регуляторы, которые «привлекают» к ране клетки иммунной системы – лимфоциты-макрофаги. Организм «мобилизует» их для борьбы с возможной инфекцией. И на заключительном этапе макрофаги выделяют в кровь специальные вещества, сигнализирующие о том, что пора заживлять рану, образуя новый эпидермис (кожу).
У Юнга и Дэя возникла мысль, что можно попытаться создать биостекло, имитирующее микроструктуру фибринового сгустка. Из образца стекла 13-93B3 учёные изготовили нановолокна размером от 300 нм до 5 мкм, на ощупь и внешне похожие на хлопковую вату и вместе с тем обладающие высокой пластичностью. Назвали такой материал DermaFuse.
Кроме того, оказалось, что если в пробирку с бактериями, такими как кишечная палочка, сальмонеллы и стафилококки, поместить DermaFuse, то бактерии погибают. Одной из причин данного явления может быть то, что борат лития, входящий в состав этого материала, локально, в месте контакта с бактериями, создаёт щелочную среду, в которой они просто не выживают.
Первые испытания провели на лабораторных животных. Позже учёные получили разрешение на проведение клинических испытаний на пациентах с неминуемой угрозой ампутации конечностей из-за инфицирования ран.
Следует сказать, что трофические, долго не заживающие раны – очень серьёзная проблема для больных диабетом. Самый обычный ушиб грозит диабетику гематомой и дальнейшим развитием трофической язвы из-за нарушения кровоснабжения повреждённых участков. Затем в рану проникают бактерии и усугубляют процесс. Обычный ушиб может привести к ампутации конечности в лучшем случае, а в худшем – микробы проникнут в кровь и возникнет системная инфекция, приводящая к смертельному исходу.
Двенадцать пациентов, больных диабетом и имеющих показания к ампутации, участвовали в эксперименте, который проводил Phelps County Regional Medical Center (PCRMC) в Миссури. У всех отмечались значительные улучшения и заживления ран практически без образования рубцов.
Компания Mo-Sci, которую основал Делберт Дэй, уже начала производство нового материала DermaFuse.
http://2045.ru/news/28742.html
