بیومکانیک

در سطوح مختلف انجام می شود - از برهمکنش های مولکولی در مقیاس نانو بین پروتئین ها، برهمکنش های سلولی در مقیاس میکرو با محیط خارج سلولی آنها، مکانیک در مقیاس ماکرو بافت و سیستم ها از جمله مفاصل، سیستم های گردش خون و غیره، تا کل بدن (ارگانیسم) ) پویایی شناسی.

بیوفوتونیک و مهندسی پزشکی

بیوفوتونیک و مهندسی پزشکی

مطالعه توموگرافی اشعه ایکس ساختار هیدروژل سه بعدی

عصب بینایی ساختاری سلسله مراتبی را با عملکردهای عملکردی نشان می دهد. مهندسی بافت به عنوان یک تکنیک بالقوه برای ترمیم عصب بینایی آسیب دیده با استفاده از مواد نرم مصنوعی برای ترویج رشد سلول های عصبی ظهور کرده است. هیدروژل به دلیل ساختار سه بعدی بیومیمتیک با محتوای آب بالا، ماده ترجیحی است. مورفولوژی مورد نظر هیدروژل باید یک ساختار ناهمسانگرد باشد که بتواند رشد نوریت را هدایت کند. روش‌های زیادی برای ساخت هیدروژل با ساختارهای هم‌تراز مانند پپتید یا پلیمر خودآرایی شده در زیر میدان مغناطیسی ایجاد شده‌اند. با این حال، این رویکردها پیچیده، کم بازده و هزینه بالا هستند. هدف از این تحقیق توسعه روشی آسان برای هیدروژل با ساختار تراز است. ما پلی الکترولیت مبتنی بر پپتید محلول در آب را سنتز می‌کنیم که برای ایجاد پیوند متقابل با نانوفیبریل‌های سلولز به‌راحتی تراز شده برای تشکیل هیدروژل نانوکامپوزیتی استفاده می‌شود. ما بیشتر رابطه بین رفتار مورفولوژیکی و روش پردازش را بررسی می کنیم. نانوفیبریل‌های سلولز کاتیونی (CNF+) برای اتصال عرضی با پلی پپتید انتخاب شدند. نمک سدیم پلی (γ-بنزیل-L-گلوتامات)40-r-پلی (ال-گلوتامیک اسید)60 (PBGA60-Na) استفاده شد زیرا حاوی انتقال دهنده عصبی گلوتامات است. هیدروژل با مخلوط کردن مقادیر مختلف CNF+ و PBGA60-Na از طریق بار استاتیک و پیوند هیدروژنی تشکیل شد. هیدروژل با ساختار هم تراز تحت نیروی برشی ساخته شد. مورفولوژی هیدروژل با میکروسکوپ نوری پلاریزه (POM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و توموگرافی اشعه ایکس ارزیابی شد. هیدروژل با ساختار هم تراز را می توان با این سه تکنیک مشاهده کرد. توموگرافی اشعه ایکس برجسته ترین نمونه برای مشاهده ساختار سه بعدی است. این تکنیک پتانسیل مطالعه کشت سلولی روی داربست بیولوژیکی را به صورت سه بعدی برای مطالعات مهندسی بافت دارد که در کاربرد واقعی کلینیک مورد نیاز است.

مهندسی بافت استخوان

معرفی

این کتاب مروری جامع بر تحقیقات پیشرفته و همچنین چالش‌ها و استراتژی‌های فعلی برای بازسازی عیوب استخوانی بزرگ با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ارائه می‌کند. موضوعات مختلف تحت پوشش شامل فناوری‌های چاپ سه بعدی متفاوتی است که می‌تواند برای مهندسی زیستی استخوان، جنبه‌های زیست‌شناسی استخوان اساسی که برای ترجمه بالینی حیاتی است، پلتفرم‌های مهندسی بافت برای بررسی ریزمحیط طاقچه استخوان، مسیر ترجمه بالینی، و موانع نظارتی به کار رود.

مهندسی بافت استخوان: پیشرفته‌ترین فناوری چاپ سه‌بعدی، کتابی ایده‌آل برای دانشجویان و محققانی است که علاقه‌مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد آخرین پیشرفت‌ها در استفاده از فناوری‌های مختلف چاپ سه بعدی برای مهندسی بافت استخوان هستند.

پزشکی احیا کننده

پزشکی احیا کننده

پزشکی بازساختی توسعه و بکارگیری درمان‌های جدید برای بهبود بافت‌ها و اندام‌ها و بازگرداندن عملکرد از دست رفته به دلیل افزایش سن، بیماری، آسیب یا نقص را هدف قرار می‌دهد. همچنین در حال کار بر روی ساخت راه حل هایی برای اندام هایی است که به طور دائم آسیب می بینند.

1. مهندسی بافت و بیومواد

مهندسی بافت همچنین می‌تواند تکنیکی باشد که در آن داربست‌های سازگار بیولوژیکی در بدن در موقعیتی که قرار است بافت جدید تشکیل شود، کاشته می‌شود. اگر داربست در داخل شکل هندسی بافتی باشد که باید تولید شود، و بنابراین داربست سلول‌ها را جذب می‌کند، نتیجه بافت جدیدی در شکل مورد نظر است. اگر بافت تازه تشکیل شده به دلیل شکل گیری تحت تمرین قرار گیرد، نتیجه اغلب مسائل مهندسی عملکردی جدید است.

2. سلول درمانی

بدن ما برای ترمیم خود از سلول های بنیادی با هم استفاده می کند. مطالعات بیان کرده اند که اگر سلول های بنیادی بالغ برداشت شده و سپس در محل بافت بیمار یا آسیب دیده تزریق شود، بازسازی بافت در شرایط مناسب امکان پذیر است. این سلول ها اغلب از خون، چربی، مغز استخوان، پالپ دندان، ماهیچه مخطط و سایر منابع جمع آوری می شوند. خون بند ناف منبع دیگری از سلول های بنیادی بالغ را فراهم می کند. دانشمندان و پزشکان در حال توسعه و بهبود توانایی خود برای ترتیب دادن سلول های بنیادی برداشت شده برای تزریق به بیماران برای ترمیم بافت های بیمار یا آسیب دیده هستند.

3. دستگاه های پزشکی و اندام های مصنوعی

استراتژی بالینی پیوند عضو جایگزین از اهداکننده است. چالش‌های اصلی تامین اندام‌های اهداکننده و در نتیجه نیاز به مصرف داروهای سرکوب‌کننده سیستم ایمنی است که دارای عوارض جانبی هستند. علاوه بر این، موارد زیادی وجود دارد که زمان جستجوی یک عضو اهداکننده مناسب نیاز به یک استراتژی موقت برای حمایت یا تکمیل عملکرد اندام نارسا دارد تا زمانی که یک عضو قابل پیوند پیدا شود.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

درمان و تشخیص فوتونیک. در این جلسه موضوعاتی مانند کاربردهای نور در قلب و عروق، تجسم و تعیین کمیت داروها در بافت و جراحی با هدایت مولکولی ارائه خواهد شد. 

نوروفوتونیک، جراحی اعصاب و اپتوژنتیک. در این جلسه موضوعاتی مانند نوروفوتونیک بالینی و ترجمه، تصویربرداری و سنجش عصبی و اپتوژنتیک و دستکاری نوری ارائه می شود.

فن آوری ها و سیستم های بالینی. در این جلسه موضوعاتی مانند توموگرافی انسجام نوری و روش‌های نوری حوزه انسجام در زیست‌پزشکی ارائه می‌شود. اپتیک و بیوفوتونیک در تنظیمات کم منابع. و میکروسیال

اپتیک بافت، تعامل لیزر-بافت، و مهندسی بافت. در این جلسه موضوعاتی مانند فوتون ها به همراه اولتراسوند ارائه می شود: تصویربرداری و سنجش، بیوفتونیک و پاسخ ایمنی، و نور پلاریزه و تکانه زاویه ای نوری برای تشخیص های زیست پزشکی. 

طیف سنجی زیست پزشکی، میکروسکوپ و تصویربرداری. در این جلسه موضوعاتی مانند میکروسکوپ چند فوتونی در علوم زیست پزشکی، طیف سنجی تک مولکولی و تصویربرداری با وضوح فوق العاده و پیشرفت در تصویربرداری و طیف سنجی زیست پزشکی تراهرتز ارائه می شود. 

نانو/بیوفوتونیک. در این جلسه موضوعاتی مانند تصویربرداری در مقیاس نانو، سنجش و فعال سازی برای کاربردهای زیست پزشکی ارائه خواهد شد. پلاسمونیک در زیست شناسی و پزشکی؛ و مرزها در تشخیص بیولوژیکی: از نانوحسگرها تا سیستم ها 

مهندسی بافت

مهندسی بافت

مهندسی بافت، مانند مهندسی ژنتیک (به پایین مراجعه کنید)، بخش عمده ای از بیوتکنولوژی است - که به طور قابل توجهی با BME همپوشانی دارد.

یکی از اهداف مهندسی بافت ایجاد اندام مصنوعی (از طریق مواد بیولوژیکی) برای بیمارانی است که نیاز به پیوند اعضا دارند. مهندسان زیست پزشکی در حال حاضر در حال تحقیق در مورد روش های ایجاد چنین اندام هایی هستند. محققان استخوان‌های فک جامد[6] و نای[7] را از سلول‌های بنیادی انسان در این راستا رشد داده‌اند. چندین مثانه مصنوعی ادراری در آزمایشگاه ها رشد کرده و با موفقیت به بیماران انسانی پیوند زده شده است.[8] اندام‌های مصنوعی زیستی، که از اجزای مصنوعی و بیولوژیکی استفاده می‌کنند، همچنین یک منطقه متمرکز در تحقیقات هستند، مانند دستگاه‌های کمکی کبدی که از سلول‌های کبد در ساختار بیوراکتور مصنوعی استفاده می‌کنند.

مهندسی پزشکی

مهندسی پزشکی

مهندسی زیست پزشکی زیرمجموعه ای از مهندسی زیستی است که از بسیاری از اصول مشابه استفاده می کند، اما بیشتر بر کاربردهای پزشکی پیشرفت های مهندسی مختلف تمرکز دارد. برخی از کاربردهای مهندسی زیست پزشکی عبارتند از:

بیومتریال - طراحی مواد جدید برای کاشت در بدن انسان و تجزیه و تحلیل تأثیر آنها بر بدن.

مهندسی سلولی – طراحی سلول‌های جدید با استفاده از DNA نوترکیب و توسعه روش‌هایی که به سلول‌های طبیعی اجازه می‌دهد به مواد زیستی کاشته‌شده مصنوعی بچسبند.

مهندسی بافت - طراحی بافت‌های جدید از بلوک‌های ساختمانی بیولوژیکی پایه برای تشکیل بافت‌های جدید

اندام های مصنوعی - کاربرد مهندسی بافت برای کل اندام ها

تصویربرداری پزشکی - تصویربرداری از بافت ها با استفاده از اسکن CAT، MRI، سونوگرافی، اشعه ایکس یا سایر فناوری ها

اپتیک پزشکی و لیزر - کاربرد لیزر در تشخیص و درمان پزشکی

مهندسی توانبخشی - طراحی دستگاه ها و سیستم های مورد استفاده برای کمک به معلولان

رابط انسان و ماشین - کنترل ربات‌های جراحی و سیستم‌های تشخیصی و درمانی از راه دور با استفاده از ردیابی چشم، تشخیص صدا و کنترل‌های ماهیچه‌ای و امواج مغزی

عوامل انسانی و ارگونومی – طراحی سیستم هایی برای بهبود عملکرد انسان در طیف وسیعی از کاربردها

مواد زیستی و پزشکی احیا کننده

ز: مواد زیستی و پزشکی احیا کننده

اندام های مصنوعی

بیومواد

تحویل کنترل شده دارو

صنعت داروسازی

مهندسی بافت

پرینت سه بعدی و پرینت زیستی

فناوری ساخت بافت

4 فناوری ساخت بافت 130

4.1 مقدمه ای بر فن آوری های ساخت بافت ، 131

4.2 فناوری خود سازماندهی ، 133

4.3 مهندسی ورق سلول ، 135

4.4 ساخت بافت بر پایه داربست ، 137

4.5 چاپ سلول و اندام ، 140

4.6 ساخت فرم جامد ، 142

4.7 لیتوگرافی نرم و میکروسیال ، 143

4.8 الگوی سلول ، 145

4.9 سیستم ایده آل برای حمایت از ساخت بافت ، 148

خلاصه ، 149

سوالات تمرین ، 150

منابع ، 151