กระดูกอ่อนข้อเข่าที่ออกแบบทางวิศวกรรมไปแบบแอนไอโซทรอปิก

กระดูกอ่อนข้อเข่าที่ออกแบบทางวิศวกรรมไปแบบแอนไอโซทรอปิก

สถาบันเวชศาสตร์การกีฬาแห่งโรงพยาบาลแห่งมหาวิทยาลัยปักกิ่งแห่งที่สาม นักวิจัยในประเทศจีนประสบความสำเร็จในด้านวิศวกรรมกระดูกอ่อนข้อเข่า ซึ่งเป็นครั้งแรกที่เลียนแบบลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อพื้นเมือง เทคนิคการประดิษฐ์ที่ใช้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้สิ่งเร้าทางชีวเคมีและชีวกลศาสตร์กับเซลล์ต้นกำเนิดที่เพาะบนโครงนั่งร้าน biomimetic ทำให้ไฟโบรคอนโดรไซต์ในโครงสร้าง

ชีวภาพแยกออกเป็นชั้นที่มีคอลลาเจนสองประเภท 

เมื่อปลูกถ่ายในข้อเข่าของกระต่าย วัสดุนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึงที่หัวเข่าหลังจากผ่านไป 24 สัปดาห์เท่านั้น แต่ยังช่วยลดการเสื่อมสภาพของกระดูกอ่อนร่วมด้วยแม้ว่าวิศวกรรมเนื้อเยื่อจะดำเนินไปอย่างก้าวกระโดดในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่เทคนิคส่วนใหญ่ยังคงไม่สามารถทำซ้ำลักษณะทางสรีรวิทยาของระบบทางสรีรวิทยาได้อย่างแม่นยำซึ่งประกอบด้วยเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเมทริกซ์นอกเซลล์

วงเดือนเข่าซึ่งเป็นตัวอย่างของเนื้อเยื่อแอนไอโซทรอปิกคือแผ่นกระดูกอ่อนที่ดูดซับแรงกระแทกและปกป้องเข่าจากการเสียดสี ไม่สามารถรักษาให้หายได้เต็มที่หลังจากที่ได้รับความเสียหายหรือฉีกขาด ดังนั้นผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บดังกล่าวจะได้รับประโยชน์จากการปลูกถ่ายวัสดุกระดูกอ่อน biomimetic

โครงสร้างที่ซับซ้อนโครงสร้างของวงเดือนหัวเข่านั้นซับซ้อน อย่างไรก็ตาม ประกอบด้วยบริเวณด้านนอกและด้านใน ในบริเวณรอบนอก เซลล์ที่มีลักษณะเหมือนไฟโบรบลาสต์จะมี ECM ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยคอลลาเจนประเภทที่ 1 ซึ่งทำให้กระดูกอ่อนทนต่อการรับแรงดึง บริเวณชั้นในประกอบด้วยเซลล์คล้าย chondrocyte ที่ฝังอยู่ภายใน ECM ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคอลลาเจนประเภท II และไกลโคซามิโนไกลแคน ซึ่งทำให้เนื้อเยื่อทนต่อการกดทับ

จนถึงขณะนี้ เทคนิควิศวกรรมเนื้อเยื่อส่วนใหญ่เพื่อสร้างกระดูกเชิงกรานขึ้นใหม่สามารถสร้างปัญหาที่เป็นเนื้อเดียวกันได้เท่านั้น เนื้อเยื่อนี้ไม่สามารถทนต่อแรงดึงหรือแรงกดทับได้ จึงเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา

นักวิจัยนำโดยDong Jiangจากสถาบันเวชศาสตร์การกีฬาแห่งโรงพยาบาลแห่งมหาวิทยาลัยปักกิ่งแห่งที่ 3 ในประเทศจีนได้พัฒนาเทคนิคที่พวกเขาเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดจากไขกระดูก (BMSCs) ที่ได้จากไขกระดูกบนโครงแบบไบโอมิเมติก 

ในระหว่างการเพาะเลี้ยง 

พวกเขาใช้ปัจจัยการเจริญเติบโตทางชีวเคมีที่เสริมฤทธิ์กัน (ไซโตไคน์) สองอย่างกับเนื้อเยื่อและระบบโหลดที่ออกแรงทั้งแรงดึงและแรงอัดพร้อมกัน วิธีการนี้กระตุ้นให้เซลล์ต้นกำเนิดสร้างความแตกต่างเป็นชั้นของคอลลาเจนชนิดที่ 1 และชนิดที่ 2 จึงเลียนแบบแอนไอโซโทรปีในกระดูกอ่อนข้อเข่าตามธรรมชาติbiopen แบบใช้มือถือพิมพ์กระดูกอ่อนของมนุษย์

Jiang และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการทดสอบวัสดุของพวกเขากับกระต่ายโดยการย้ายไปที่ข้อเข่าของสัตว์ป้องกันเข่าเสื่อมระยะยาว“ตามความรู้ของเรา การศึกษาครั้งนี้เป็นการศึกษาครั้งแรกที่ใช้สัญญาณชีวกลศาสตร์และชีวกลศาสตร์ที่ประสานกันเพื่อสร้างวงเดือนเข่าแบบแอนไอโซทรอปิก รวมถึงการสาธิตครั้งแรกในร่างกายของวงเดือนที่ออกแบบด้วยแอนไอโซโทรปิกสำหรับการป้องกันข้อต่อหัวเข่าในระยะยาว” เจียงกล่าว

ไอเดียการศึกษา’ฉินเซเหอหมิง’ มารยาท: D Jiang สถาบันเวชศาสตร์การกีฬาแห่งโรงพยาบาลแห่งมหาวิทยาลัยปักกิ่งแห่งที่สาม“น่าสนใจ วิธีการของเรามีความคล้ายคลึงกันในสำนวนจีน ‘Qin Se He Ming’ ซึ่งอธิบายคอนแชร์โตที่กลมกลืนกันซึ่งผลิตโดยเครื่องดนตรีดั้งเดิมทั้งสองชนิดคือ Qin และ Se” เขากล่าวกับPhysics World “โน้ตที่ผลิตโดยเครื่องมือนี้สามารถแสดงด้วยสิ่งเร้าทางชีวเคมีและชีวกลศาสตร์ตามลำดับ ที่นี่ การทำงานร่วมกันระหว่างทั้งสองส่งเสริมการเพิ่มจำนวนและความแตกต่างของ BMSC และสร้างโครงสร้างแอนไอโซทรอปิกของวงเดือนหัวเข่าขึ้นใหม่”

DeGiuli ใช้แรงบันดาลใจจากโครงสร้างต้นไม้แบบลำดับชั้นที่อธิบายว่าประโยคถูกสร้างขึ้นในภาษาของมนุษย์เกือบทั้งหมดอย่างไร ในรูปแบบนี้ ประโยคจะสร้าง “ลำต้น” ของต้นไม้ โดยกิ่งก้านจะแสดงองค์ประกอบที่เล็กกว่าของประโยค เช่น คำนามหรือวลีบุพบท ต้นไม้ยังคงแตกกิ่งก้านสาขาย่อยๆ ตามลำดับ ในที่สุดก็ถึงจุดที่คำแต่ละคำก่อตัวเป็น “ใบไม้” ของต้นไม้

เมื่อเด็กเล็กๆ ฟังคนที่พูดคุยรอบตัว

พวกเขาด้วยประโยคที่สมบูรณ์ พวกเขาจะได้สัมผัสกับ “พื้นผิว” ของโครงข่ายที่เหมือนต้นไม้นี้ พวกเขาเริ่มระบุและเรียนรู้คำแต่ละคำ – ใบไม้ของต้นไม้ – แต่ยังไม่สามารถแยกแยะโครงสร้างที่แตกแขนงลึกใต้ใบไม้ได้ในขั้นตอนนี้ DeGiuli ขอเสนอ การจัดเรียงคำแต่ละคำที่เป็นไปได้ทั้งหมดมีโอกาสเท่าเทียมกัน แม้กระทั่งการจัดเตรียมที่ไร้สาระซึ่งไม่ได้นำเสนอข้อมูลอันมีค่าใดๆ เขากล่าวว่าสิ่งนี้คล้ายกับไมโครสเตทในกลศาสตร์ทางสถิติซึ่งเป็นชุดของการกำหนดค่าอนุภาคที่เป็นไปได้ทั้งหมดในระบบทางกายภาพ

ลดความเป็นไปได้

เมื่อเด็กเรียนรู้ พวกเขาจะลดจำนวนการจัดเรียงคำที่เป็นไปได้ตามสัญชาตญาณ พวกเขากำหนด “น้ำหนัก” ให้กับสาขาต่างๆ โดยปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองต่อประโยคที่ได้ยิน ในที่สุด กิ่งก้านที่ไร้สาระจะมีน้ำหนักเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกิ่งที่มีข้อมูลจำนวนมาก ซึ่ง “ตัดแต่ง” ต้นไม้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อละทิ้งการจัดเรียงคำแบบสุ่มในขณะที่ยังคงรักษาโครงสร้างที่มีความหมายไว้

กระบวนการตัดแต่งกิ่งนี้สามารถลดทั้งจำนวนกิ่งทั้งใกล้ผิวต้นไม้และกิ่งที่อยู่ลึกลงไปได้ จากการวิเคราะห์ของ DeGiuli สิ่งนี้มีบทบาทคล้ายกับการลดอุณหภูมิของระบบทางกายภาพ ซึ่ง ณ จุดหนึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนเฟส ตัวอย่างเช่น เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง อุณหภูมิที่ลดลงทั้งที่ผิวน้ำและภายในน้ำจะลดจำนวนไมโครสเตตที่เป็นไปได้ ส่งผลให้ระบบเปลี่ยนสถานะไปเป็นของแข็งที่มีลำดับมากขึ้นอย่างรวดเร็วทฤษฎีนี้ดูเหมือนจะสอดคล้องกับข้อสังเกตของนักจิตวิทยาเกี่ยวกับการได้มาซึ่งภาษาในเด็กเล็ก DeGiuli หวังว่าผลลัพธ์ของเขาจะช่วยในการศึกษาเกี่ยวกับระบบประสาท ซึ่งอาจทำให้นักวิจัยค้นพบว่าการเรียนรู้ภาษาถูกยับยั้งในเด็กที่มีความบกพร่องทางการเรียนรู้ได้อย่างไร

ประสิทธิภาพของไฟ LED perovskite (PeLEDs) ถูกจำกัดโดยกับดักอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจากข้อบกพร่องของโครงสร้าง แม้ว่าการทู่ข้อบกพร่อง – ศาสตร์แห่งการทำให้กับดักเหล่านี้เป็นกลางกับดักเหล่านี้มักมีโมเลกุล – ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของ PeLED แล้ว วิธีการทำงานนี้ยังคงไม่ชัดเจน แต่ตอนนี้ งานที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย ลินเชอปิง เปิดเผยว่าพันธะไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในการทำให้เป็นฟิล์ม การค้นพบนี้มีนัยยะสำคัญสำหรับการจำหน่ายหลอด LED perovskite และเซลล์แสงอาทิตย์

การจัดการข้อบกพร่องใน perovskite FAPbI 3ข้อบกพร่องจะเกิดขึ้นที่ขอบเกรนซึ่งยุติการจัดเรียงอย่างต่อเนื่องของไอออน Pb 2+ , I –และ CH(NH 2 ) 2 + (FA + ) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไอออน Pb 2+ที่ประสานกับ 6 I –ไอออนในกลุ่มคริสตัล จะจบลงที่พื้นผิวไม่อิ่มตัว นี่เป็นข่าวร้ายสำหรับ PeLEDs เนื่องจากประจุบวกที่เกิดขึ้นจะทำงานเพื่อ ‘ดักจับ’ อิเล็กตรอนก่อนที่จะปล่อยโฟตอนและผลิตแสง

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง