Teસ્ટિઓજેનેસિસ માટે નવા નેનોબ્રીબ્રેશનલ બાયોરોએક્ટર્સની રચના, બાંધકામ અને લાક્ષણિકતા

news-details

ઇન્જેક્શન મોલ્ડ ટૂલ ડિઝાઇન અને મોલ્ડ ફિલ એનાલિસિસ બનાવટ પહેલાં સિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને (એ) કલ્ચર પ્લેટવાળા મોલ્ડ ટૂલનો એક વિસ્ફોટિત દૃશ્ય મોલ્ડ ઇન્ટરફેસ અને ઇજેક્શન સિસ્ટમના મુખ્ય ભાગોને સમજાવવા માટે બતાવવામાં આવે છે. (બી) મોલ્ડ ફિલ વિશ્લેષણ બતાવે છે જેનો અંદાજ છે કે સાધનની ભાગ પોલાણમાં ખામી મુક્ત ભાગ આપવા માટે સંપૂર્ણ રીતે ભરવા માટે 65.6565 સેકંડ લેવો જોઈએ. ક્રેડિટ: વૈજ્ .ાનિક અહેવાલો, doi: 10.1038 / s41598-019-49422-4              પુનર્જીવિત ચિકિત્સામાં, વૈજ્ .ાનિકો નોંધપાત્ર તકનીકીઓને આગળ વધારવાનું લક્ષ્ય રાખે છે જે સ્ટેમ સેલ વંશ પ્રતિબદ્ધતાને નિયંત્રિત કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નેનોસ્કેલ પર મેસેનચેમલ સ્ટેમ સેલ્સ (એમએસસી) નું યાંત્રિક ઉદ્દીપન 2-ડી અને 3-ડી સંસ્કૃતિમાં osસ્ટિઓજેનેસિસ (અસ્થિ વિકાસ) ને ઉત્તેજીત કરવા માટે મિકેનોટ્રાંસક્શન માર્ગો સક્રિય કરી શકે છે. આવા કાર્ય એમએસસીના autટોલોગસ અથવા એલોજેનિક સ્ત્રોતોમાંથી રાસાયણિક રૂપે ઘટનાને રાસાયણિક રીતે પ્રેરિત કર્યા વિના, કલમ સામગ્રી બનાવીને અસ્થિ કલમની કાર્યવાહીમાં ક્રાંતિ લાવી શકે છે. ક્લિનિકલ ઉપયોગ માટે આવા કોષોના યાંત્રિક ઉત્તેજનામાં બાયોમેડિકલ રુચિને લીધે, સંશોધનકારો અને ક્લિનિશિયન બંનેને સતત પ્રજનનક્ષમ પરિણામો પ્રદાન કરવા માટે સ્કેલેબલ બાયરોએક્ટર સિસ્ટમની જરૂર છે. સાયન્ટિફિક રિપોર્ટ્સ પર પ્રકાશિત હવે થયેલા નવા અધ્યયનમાં, પ Campલ કેમ્પસી અને બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગ, કમ્પ્યુટિંગ, ફિઝિક્સ અને મોલેક્યુલર, સેલ અને સિસ્ટમો બાયોલોજીના વિભાગોના મલ્ટિડિસ્પિપ્લિનરી સંશોધકોની ટીમે હાલની આવશ્યકતાઓને પહોંચી વળવા નવી બાયરોએક્ટર સિસ્ટમની રચના કરી.                                                       નવા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટમાં બાયરોએક્ટ્સ માટે કંપન પ્લેટ શામેલ છે, જે 1 કેગાહર્ટઝ પર નેનોમીટર વાઇબ્રેશન માટે કેલિબ્રેટેડ અને optimપ્ટિમાઇઝ છે, 30 એનએમ કંપન કંપનવિસ્તાર અને સેલ વૃદ્ધિ માટે કસ્ટમ છ-સારી કલ્ચરવેર બનાવવા માટેનું પાવર સપ્લાય યુનિટ. બાયિઓરેક્ટરની ચુંબકીય વાઇબ્રેશન પ્લેટ સાથે જોડવા માટે કલ્ચરવેરમાં ચુંબકીય નિવેશ શામેલ છે. તેઓએ સિસ્ટમમાં પ્રારંભિક જૈવિક પ્રયોગો પછી એમએસસીના તફાવતની પુષ્ટિ કરવા માટે teસ્ટિઓજેનિક પ્રોટીન અભિવ્યક્તિનું મૂલ્યાંકન કર્યું. કેમ્પ્સી એટ અલ. જેલની તાણ સખ્તાઇ કંપનયુક્ત ઉત્તેજના દરમિયાન થતી નથી તે ચકાસવા માટે 3-ડી જેલના બાંધકામોની અણુશક્તિ માઇક્રોસ્કોપી (એએફએમ) હાથ ધરવામાં. પરિણામોએ એકલા બાયોરેક્ટર દ્વારા પ્રદાન કરેલા નેનો-સ્પંદન ઉત્તેજનાના પરિણામ રૂપે સેલના તફાવતની પુષ્ટિ કરી. ઓસ્ટીયોપોરોસિસ અને teસ્ટિઓઆર્થ્રાઇટિસ જેવી વય-સંબંધિત પરિસ્થિતિઓને કારણે હાડપિંજરની ઇજાઓની વધતી ઘટનાઓ એ માનવ જીવનની ક્ષણિક ગુણવત્તાનું મેટ્રિક છે. હાડકાની ઘનતા અથવા અસ્થિભંગ ઉપચારની સારવારમાં વિકાસ મેસેનચાયમલ સ્ટેમ સેલ્સ (એમએસસી) ની પુનર્જીવીત સંભવિતતાના મુખ્ય લક્ષ્યો છે. સંશોધનકારોએ નિષ્ક્રિય અને સક્રિય વ્યૂહરચના સહિત અનેક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને મિકેનિકલ ઉત્તેજના દ્વારા એમએસસીના નિયંત્રિત osસ્ટિઓજેનેસિસ (હાડકાંના વિકાસ) નું નિદર્શન કર્યું છે. નિષ્ક્રિય પદ્ધતિઓ સામાન્ય રીતે સેલ એડહેશન પ્રોફાઇલને પ્રભાવિત કરવા માટે સબસ્ટ્રેટ ટોપોગ્રાફીમાં ફેરફાર કરે છે, જ્યારે સક્રિય પદ્ધતિઓમાં બાહ્ય સ્રોતોથી વૈવિધ્યસભર દળોના સંપર્કમાં શામેલ હોય છે.                               એ.આર.એફ.આઈ. વિશ્લેષણ એ.એન.વાય.વાય.એસ. વર્કબેંચમાં કરવામાં આવ્યું હતું. તેર અને પંદર પ્યોઝો એરે ટોપ પ્લેટ ગોઠવણી પર 1? કેહર્ટઝેડ પર હાર્મોનિક પ્રતિસાદ નક્કી કરવા માટે એ.એન.વાય.વાય.એસ. વર્કબેંચમાં 17.1 કરવામાં આવ્યું હતું. (એ) તેર પાઇઝો એરેનો આકૃતિ. (બી) પંદર પિઝો એરેનો આકૃતિ. (સી) તેર પાઇઝો એરે 1? કેએચઝેડમાં નેનોસ્કેલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટની આગાહી (ડી) 1? KHz પર પંદર પિઝો એરેનું અનુમાન કરેલ નેનોસ્કેલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ. ક્રેડિટ: વૈજ્ .ાનિક અહેવાલો, doi: 10.1038 / s41598-019-49422-4.              કેમ્સી એટ અલ દ્વારા હાલનું કાર્ય. નાના પાયે ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સ માટે લાગુ સારી ઉત્પાદન પ્રથા (જીએમપી) સુસંગત સિસ્ટમ બનાવવા માટે એમએસસીના નિયંત્રિત teસ્ટિઓજેનેસિસ માટે પૂર્વ-અસ્તિત્વમાં છે તે ડિઝાઇન પર પ્રગતિ કરવાનો ઇરાદો. બાંધકામ પર, ટીમે બાયરોએક્ટરની ટોચની પ્લેટમાંથી સ્પંદન ડિસ્પ્લેસમેન્ટને ચોક્કસપણે માપવા અને મર્યાદિત એલિમેન્ટલ એનાલિસિસ (એફઇએ) મોડેલોના આધારે વિકસિત ઉપકરણોને માન્ય કરવા માટે કલ્ચરવેર માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કુવાઓની અંદર, લેઝર ઇન્ટરફેરોમેટ્રીનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ટીમે ડીડીએસ આઉટપુટના ઉચ્ચ આવર્તન ઘટકોને દૂર કરવા માટે સીધા ડિજિટલ સિંથેસિસ વેવફોર્મ (ડીડીએસ) જનરેટર અને પુનર્નિર્માણ ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કર્યો હતો જેથી ચોક્કસ નેનોવિબ્રેશન માટે 1 કેએચઝેડનું શુદ્ધ સાઇન વેવ આઉટપુટ જનરેટ કરી શકાય.                                                                                      સંશોધન ટીમે નેનો-સ્પંદન ઉત્તેજનાના સંપર્કમાં આવતા એમએસસીની teસ્ટિઓજેનિક પ્રોટીન અભિવ્યક્તિની માત્રા માટે જૈવિક પ્રયોગો કરીને બાયરોએક્ટર સિસ્ટમની કામગીરીને માન્ય કરી. તેઓએ કલબરિયર જેલ પર જેલમાં સંક્રમિત કરેલા સ્પંદનોને નિર્ધારિત કરવા પ્રયોગોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા કોલેજન જેલ પર એએફએમ માપન હાથ ધર્યું. પછી તેઓએ બતાવ્યું કે જેલની સખ્તાઇ આવી તે નેનોવિબ્રેશન્સના જવાબમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો નથી.                               પી.પી. અને પોલિસ્ટરીન (પી.એસ.) પર સારી રીતે પ્લેટો પર એમજી 63 કોષો (teસ્ટિઓજેનિક કોષો) ની માઇક્રોસ્કોપી છબીઓ પછી પ્લાઝ્મા ટ્રીટમેન્ટના વિવિધ ડોઝ અને પીપી કલ્ચરવેરના જળ સંપર્ક એંગલ માપ. ડબલ્યુસીએના માપના પ્લોઝ્મા ટ્રીટમેન્ટ (એ) બતાવે છે કે ઓછામાં ઓછા 30? સેકંડમાં ડબ્લ્યુસીએને તે સ્તરમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરવો જરૂરી છે જે કોષોને પાલન અને પ્રસારિત કરી શકે. (બી) પ્લાઝ્મા ટ્રીટમેન્ટ પહેલાં પીપી-કૂલ પ્લેટ પર એમજી 6363 કોષોનું પાલન ન કરવાની છબીઓ, (સી) પ્લાઝ્મા ટ્રીટ કરેલા પીપી PP કૂલ પ્લેટ પર એમજી cells63 કોષોનું સંલગ્નતા અને ફેલાવો, અને (ડી) એમજી 63 કોષો ધોરણ પર સંસ્કારી છે. કોર્નિંગ પી.એસ. 6 કૂવાની પ્લેટ. ક્રેડિટ: વૈજ્ .ાનિક અહેવાલો, doi: 10.1038 / s41598-019-49422-4.              કેમ્પ્સી એટ અલ. 1 હર્ટ્ઝ અને 5 કેહર્ટઝની આવર્તન વચ્ચે શ્રેષ્ઠ નેનોસ્કેલ સ્પંદનો પહોંચાડવા માટે વિશિષ્ટ સામગ્રી પસંદગીઓ અને કલ્ચરવેર જોડાણ સાથે બાયરોએક્ટરનું નિર્માણ કર્યું. તેઓએ ખાતરી આપી કે ઉપકરણોની રેઝોનન્ટ આવર્તન રેઝોનન્ટ એમ્પ્લીફિકેશન અથવા ભીનાશથી બચાવવા માટે કામગીરીની આવર્તન કરતા સારી હોવી જોઈએ. ડિવાઇસના યોગ્ય પરિમાણો નક્કી કરવા માટે, સંશોધન ટીમે એએનએસવાયએસ વર્કબેંચ સ softwareફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને એફઇએ કર્યું. વૈજ્ .ાનિકોએ તેના નિર્માણ માટે 13 થી 15 પાઇઝો એરેનો ઉપયોગ કરીને સસ્તી રીતે બાયરોએક્ટર્સ બનાવ્યા. પ્રોડક્ટ ડિઝાઇન દ્વારા કોષો માટે ન્યૂનતમ અને મહત્તમ ડિસ્પ્લેસમેન્ટના અલગ વૈકલ્પિક બેન્ડ્સને સંસ્કૃતિવેરમાં સ્પંદનોના અસંગત સ્તરો પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવી હતી. ટીમે પ્રાયોગિક સુયોજન પરના પ્રભાવને સમજવા માટે પાઇઝોક્યુએટ્યુએટર્સ અને અન્ય ઉપકરણ ઘટકોની આંતરિક પડઘોની આવર્તનનો અંદાજ લગાવ્યો હતો. ત્યારબાદ સંશોધન ટીમે પોલિમરની સપાટીની energyર્જા વધારવા માટે પ્લાઝ્મા સપાટીના સક્રિયકરણનો ઉપયોગ કરીને સેલ સંલગ્નતા અને ફેલાવા માટે પ્લાસ્ટિક કલ્ચરવેરની સપાટીની રસાયણશાસ્ત્રમાં ફેરફાર કર્યા. પાંચ મિનિટની હવા આધારિત પ્લાઝ્મા ઉપચાર પછી, તેઓએ કલ્ચરવેરમાં વધેલા કોષ જોડાણનું નિરીક્ષણ કરવા માનવ teસ્ટિઓબ્લાસ્ટ જેવા કોષોને સંસ્કારી બનાવ્યા. તેઓ ફેરફારની સપાટીની energyર્જા અને સપાટીના વેટબિલીટીબીટીયા નક્કી કરવા માટે પોલિમરના જળ સંપર્ક એંગલને માપી રહ્યા છે. વૈજ્ .ાનિકોએ પોલિમર કલ્ચરવેરના પ્લાઝ્મા સક્રિયકરણ અને અનુકૂળ કોષ જોડાણ માટે સપાટીની વttટબિલીટી પર તેની અસર પરના સિદ્ધાંતનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. તેઓની સ્થિરતા અને શેલ્ફ લાઇફને સુનિશ્ચિત કરવા માટે કલ્ચરવેર સપાટીઓ વધુ સમાન રીતે વિકસિત કરવાનો છે.                               ટોચ: ઇંજેક્શન મોલ્ડેડ પીપી 6-કૂલ કલ્ચરવેર સાથે બાયિઓરેક્ટર કંપન પ્લેટ. (એ) બાયરોએક્ટરના સુધારેલા સંસ્કરણમાં હળવા બેન્ડ્સ છે, જેમાં હેન્ડલ્સ અને રિસેસ્ડ ટોચની પ્લેટ છે, જેમાં વીજ પુરવઠો 1, કેહર્ટઝ અને 30? એનએમ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ કંપનવિસ્તારની સાઇન વેવને આઉટપુટ કરવા માટે રચાયેલ છે. (બી) ઈન્જેક્શન મોલ્ડેડ પીપી કલ્ચરવેરને દરેક કૂવાના પાયામાં શામેલ હલબાચ ફેરાઇટ રિંગ મેગ્નેટ સાથે. કુવાઓની ફ્રેમ અને દિવાલોની જાડાઈ 1.5? મીમી છે. બોટમ: ઇન્ટરફેરોમીટર માપન સેટઅપ અને આઉટપુટ સિગ્નલ. (એ) નેનોસ્કેલ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ્સને માપવા માટે ઇન્ટરફેરોમીટર લેઝર હેડમાંથી લેસર બીમ બહાર કા .ે છે જે ફોટો માપદંડ (જે લેઝર હેડની અંદર પણ) માપવામાં આવે છે તેનાથી પાછું પ્રતિબિંબિત થાય છે. ઉત્પાદિત theપ્ટિકલ હસ્તક્ષેપ પેટર્નનું વિશ્લેષણ ડિસ્પ્લેસમેન્ટને પ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. (બી) ઇન્ટરફેરોમીટર દ્વારા માપવામાં આવતી સમય શ્રેણીના ડેટાનું ઉદાહરણ. (સી) સમય શ્રેણીના ડેટા પરના એફએફટી વિશ્લેષણનું ઉદાહરણ. બાયરોએક્ટરનો 1? કેલોહર્ટઝનો ટોચ સ્પષ્ટ રીતે જોવામાં આવે છે અને ત્યાં 750 ની હરાજી પણ છે? હર્ટ્ઝ, જો કે, આ સંકેત ઇન્ટરફેરોમીટરના સંદર્ભ અરીસા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે જે નિયંત્રણ મેળવવા માટે એક નિશ્ચિત આવર્તન પર સતત ઉત્સાહિત રહે છે. સંકેતો. ક્રેડિટ: વૈજ્ .ાનિક અહેવાલો, doi: 10.1038 / s41598-019-49422-4.              સંશોધન ટીમે હાલના કામમાં બાયરોએક્ટરની રચનામાં નોંધપાત્ર સુધારણા કરી હતી જે અગાઉ રજૂ કરેલા પ્રોટોટાઇપની તુલનામાં હળવા આધાર બનાવશે. તેઓએ સરળ ટ્યુનિંગ સાથે વીજ પુરવઠો માટે AD9833 પાવર વેવફોર્મ જનરેટરનો ઉપયોગ કર્યો અને શુદ્ધ 1 કેહર્ટઝ સાઈન વેવ ડ્રાઇવ સિગ્નલ મેળવવા માટે યોગ્ય ફિલ્ટરિંગ જાળવી રાખ્યું. સંશોધકોએ જનરેટરની પાવર સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાનો અંદાજ કા theવા માટે પૂર્વ અને પોસ્ટ-ફિલ્ટર સિગ્નલનો પાવર સ્પેક્ટ્રમ મેળવ્યો. તેઓએ ડિસ્પ્લેસમેન્ટમાં નેનોસ્કેલ ફેરફારોને નિર્ધારિત કરવા માટે લેસર ઇન્ટરફેરોમીટરનો ઉપયોગ કરીને બાયરોએક્ટરના એફઆઇએ મોડેલિંગ અને કેલિબ્રેશનની ચકાસણી કરી. બાયોરેક્ટર સાથે ચુંબકીય રીતે જોડાયેલા કલ્ચરવેર કુટુંબના પરિમાણોને માપવા માટે વૈજ્ .ાનિકોએ દરેક કૂવાની તળિયા સપાટી પર બંધાયેલ પ્રિઝમેટિક રિફ્લેક્ટીવ ટેપનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આ તકનીકમાં અસ્થિ પાલિકા બનાવવા માટે કોલેજન જેલમાં સીડ થયેલ એમએસસીમાંથી 3-ડી મિનરલાઇઝ્ડ મેટ્રિક્સ ઉત્પન્ન કરવાની વિશાળ અવકાશ છે. ઉદાહરણ તરીકે, સંસ્કારી કોષોને કંપન દરમિયાન સમયાંતરે પ્રવેગક બળ પ્રાપ્ત થયું, જેણે ઓસ્ટિઓજેનેસિસને પ્રેરિત કરવા માટે કોષ પટલ અને સાયટોસ્કેલેટન પર કાર્ય કર્યું હતું. અસર સેલ કલ્ચર મીડિયાની અંદરની પર્યાવરણીય જડતા સાથે પણ સંબંધિત હોઈ શકે છે, સ્ટેમ સેલના વિભિન્નતાને અસર કરે છે અને તેના બદલે એમએસસીમાં nesસ્ટિઓજેનેસિસને પ્રેરિત કરે છે. કારણને અલગ પાડવા માટે, કેમ્પસી એટ અલ. જ્યારે તેઓએ કોલેજન જેલ નેનોબિબ્રેટ કર્યું ત્યારે જડતામાં કોઈપણ ફેરફાર શોધવા માટે એએફએમનો ઉપયોગ કર્યો. તેઓએ જેલની અંદર તાણ સખ્તાઇના નોંધપાત્ર પ્રભાવોનું નિરીક્ષણ કર્યું નથી અને યંગના મોડ્યુલસે નરમ કોલેજન જેલના મૂલ્યો જાળવી રાખ્યા હતા; આમ એકલા નેનોબિબ્રેશન માટે કોષના તફાવતને આભારી છે.

you may also want to read