일반적인 스포츠 부상에서 심장 마비에 이르기까지 다양한 의학적 상태에 대한 새로운 치료법 개발은 슬롯 사이트 (WPI)의 대학원생 및 생명 공학 교수진 팀이 설계하고 제작 한 새로운 생산 규모의 마이크로 스레드 압출기에 의해 지원 될 것입니다.
새로운 마이크로 스레드 압출 시스템은 테스트 및 검증의 마지막 단계에 있으며 곧 Gateway Park의 무료 슬롯 게임의 구명 과학 및 BioEngineering Center에서 하루에 수천 개의 모발 같은 바이오 폴리머 스레드를 제조 할 것입니다.
희망의 실
무료 슬롯 게임 팀은 조직 재생, 상처 치유 및 세포 요법 응용을위한 바이오 폴리머 마이크로 스레드를 개발합니다.
"이러한 마이크로 스레드의 사용은 여기 무료 슬롯 게임의 실험실과 전국의 공동 작업자들에게 퍼져 나가고있다"고 무료 슬롯 게임의 생명 공학 부교수 인 Glenn Gaudette는 새로운 압출 시스템의 개발을 감독했다. "따라서 생산 공정을 표준화하고 제어하기 위해 더 많은 양의 마이크로 스레드와 시스템이 필요했습니다."
조직 공학의 기초로 마이크로 스레드를 사용하는 아이디어는 무료 슬롯 게임의 생물 의학 공학 부교수 인 George Pins의 실험실에서 개발되었습니다. 매년 미국의 약 10 만 명에 영향을 미치는 ACL 파열 또는 파열에 대한 현재 외과 치료에는 신체의 다른 부분에서 건강한 힘줄 부분을 제거하고 무릎으로 이식하여 ACL을 대체합니다. 수술은 종종 환자가 무릎을 최대한 활용하도록 돕기 위해 필요하지만, 현재의 접근 방식은 신체의 한 부분이 다른 부분을 다치게하기 때문에 이상적인 것으로 간주되지 않습니다..
"다른 인대 및 힘줄과 마찬가지로 ACL은 섬유질 케이블과 같은 구조입니다. "원래 아이디어는 얇은 콜라겐 실을 사용하는 것이었고, 신체의 자연 구조를 모방하는 케이블에 묶여있는 것이 었습니다.
콜라겐은 신체의 주요 구조 단백질입니다. 힘줄, 인대, 근육 및 연골과 같은 피부 및 결합 조직의 빌딩 블록입니다. 핀과 그의 실험실 팀은 콜라겐의 얇은 실이 신체에 의해 잘 견딜 것이라고 이론화했다. 연구가 계속됨에 따라, 팀은 또한 혈액 응고의 주요 단백질 인 피브린에서 마이크로 스레드를 만들기 시작했다. 응고는 부상 핀에 대한 초기 반응이기 때문에 피브린 실이 상처 치유 적용에 유용한 스캐 폴드가 될 수 있다고 믿었습니다.
처음에, 핀과 그의 실험실 팀은 큰 주사기를 사용하여 콜라겐이나 피브린의 구슬을 밀어 내고 용액 목욕으로 끌어 당겨서 손으로 들어 올려 골판지 상자의 가장자리에 부유 한 건조시켰다. Pins는 "나는 항상 가장 꾸준한 손을 가진 학생을 실을 그리기 위해 가장 꾸준한 손을 찾았다"고 말했다.
손으로 그린 방법이 개념의 약속을 보여 주면서 핀은 여러 학부생들에게 일관된 방식으로 스레드를 만들기위한 자동화 된 시스템을 개발하도록 도전했습니다. 2 개의 주요 예선 프로젝트 (MQP) 팀이 2 년 동안 도전을 해결했습니다. 기계 공학 및 로봇 공학 공학 분야의 무료 슬롯 게임 교수진과 협력하여 대부분의 스레드 생산 프로세스를 자동화하는 작업 벤치 규모의 프로토 타입을 개발했습니다. 핀은“프로토 타입은 잘 작동하고보다 일관된 스레드를 생성했다.
2010 년 초, 무료 슬롯 게임의 동료들이 자신의 연구 분야에서이를 사용할 수있는 기회를 보았 기 때문에 2010 년 초, Microthreads에 대한 관심은 Pins의 실험실을 넘어 확장되었습니다. 새로운 스레드에 대한 수요가 증가함에 따라 MQP 팀 중 하나 인 Paul Vasiliadis는 Microthread Production을 다음 단계로 끌어 올릴 계획을 시작했습니다. Vasiliadis는 2010 년 학사 학위를 취득한 후 Gaudette의 실험실에 대학원생으로 합류하여 현재 생산 규모의 압출 시스템의 수석 개발자가되었습니다. 컴퓨터 제어로, 새로운 시스템은 특정 스레드 직경 및 수량 범위와 함께 지속적으로 압출 될 수 있습니다.
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PINS Lab은 스레드의 구성 및 기계적 특성을 최적화하기 위해 잠재적 인대 및 힘줄 스캐 폴드로 사용하기위한 마이크로 스타드 기술을 계속 개발하고 있습니다. 예를 들어, 그들은 실의 인장 강도를 제어하는 방법을 실험하고, 신체에 이식되면 나사산이 녹는 속도를 제어하는 것입니다. 그들은 또한 세포-매개 조직 반응을 지시 할 것으로 예측하는 특정 신호 전달 신호를 제공하기 위해 마이크로 스레드의 표면 지형과 생화학을 조정하기위한 새로운 기술을 개발했다.
Gaudette의 실험실에서 실은 질병 또는 외상에 의해 손상된 심장 조직에 인간 중간 엽 줄기 세포 (HMSC)로 알려진 골수 유래 성인 줄기 세포를 전달하기위한 생물학적 봉합사로 사용되고 있습니다. Gaudette와 다른 사람들의 연구에 따르면 HMSC가 손상된 심장으로 전달 될 때 심장 기능을 적당히 향상시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 연구의 주요 과제는 손상된 심장 조직에 빠져 나갈 수있는 충분한 수의 HMSC를 얻는 것입니다. 세포를 혈류에 또는 심장 근육에 직접 주사하는 이전의 방법은 낮은 결과를 얻었으며, 실제로 생존하고 심장 근육에 부착 된 세포의 15 % 이하의 세포가 발생했습니다. 마이크로 스레드를 사용하여 세포를 심장으로 전달하는 것은 그 역학이 바뀌 었습니다.
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무료 슬롯 게임의 다른 연구자들은 외상성 손상으로 인해 손상된 근육 조직을 회복시키는 플랫폼으로 피브린 기반 미세 읽기를 사용하고 있습니다. 이 연구에서, 마이크로 스레드는 이중 의무를 수행한다. 그들은 근육 조직을 재생할 수있는 새로운 세포로 시드되며, 신체의 치유와 재생 과정을 촉진하기 위해 근육과 같은 스캐 폴드 역할을한다..
"이것은 우리가 처음 으로이 연구 라인을 시작했을 때 상상하지 못한 방식으로 성장하는 플랫폼 기술이되고있다"고 Pins는 말했다. "이 기술의 임상 잠재력이 가속화되는 것을 보는 것은 흥미 롭습니다. 교육자로서 학생들의 기여 가이 작업에 얼마나 근본적으로 중요한지 아는 것은 만족 스럽습니다.".
테스트, 검증 및 운영자 교육이 진행중인 새로운 압출 시스템은 올 봄 후반에 연구 등급 마이크로 스타 스레드를 무료 슬롯 게임 실험실에 공급할 것으로 예상됩니다.
