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의족 키우기

20.06.2015

우리의 다리와 팔은 근육, 뼈, 연골, 혈관, 인대, 피부로 이루어져 있으며 모든 것이 너무 능숙하게 연결되어있어 자연을 반복하려고 시도하는 것보다 잃어버린 팔이나 다리를 완전히 인공 의수로 교체하는 것이 더 쉬운 것처럼 보입니다. 바로 그거죠. 그러나 이것이 바로 매사추세츠 종합 병원의 연구원들이 세포 물질로 사지를 재창조할 수 있었던 일입니다. 사실, 지금까지 우리는 인간의 손과 발이 아니라 쥐의 발에 대해 이야기하고 있습니다.

작품의 요지는 이랬다. 아시다시피, 모든 장기와 조직의 세포 외에도 단백질, 당단백질, 지질 등으로 구성된 세포간 기질이 있습니다. 기질은 세포 덩어리가 모양을 유지하도록 도와서 세포가 스캐폴드와 같은 것을 형성할 수 있도록 도와줍니다. 기다리다. 특수 세제로 제거할 수 있으며 프레임 자체는 그대로 유지됩니다. 그래서 죽은 쥐에서 가져온 앞다리에 세제를 통과시키면서 Harald Ott(Harald C. Ott)와 그의 동료들은 모든 세포를 제거했지만 혈관과 근육의 기질은 그대로 남아 있었습니다. 절차는 52시간이 걸렸고 발에 무슨 일이 일어났는지 여기에서 볼 수 있습니다. 그 결과 팔다리의 XNUMX차원 윤곽선과 같은 것이 생성되었으며, 이제 새로운 세포 콘텐츠로 채워져야 했습니다.

발은 세포를 성장시키는 생물 반응기에 놓였습니다. 첫째, 그것들은 별도로 성장한 다음 "빈" 사지에 주입되었습니다. 혈관을 복원해야 하는 세포는 정맥과 동맥에서 남은 매트릭스에 배치되었으며 근육을 복원해야 하는 세포는 근육막에 주입. XNUMX일 후 사지에 약한 전류를 흘려 근육세포가 올바른 근육을 형성하도록 했고, XNUMX주 후에 어떤 일이 일어났는지 확인했다.

Biomaterials의 기사에서 저자는 혈관과 근육 세포가 모두 올바르게 작동한다고 썼습니다. 쥐의 발은 새로운 혈관과 새로운 근육을 받았고, 다른 쥐에게 이식했을 때 혈관은 혈액 순환을 제공하고 근육은 전기 자극에 반응하여 수축했습니다. 발은 손목에서 굴곡되고 손가락의 지골은 굴곡되었습니다. 그러나 쥐가 새로운 앞다리를 제어할 수 없도록 발에 신경이 없었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 연구원들은 가까운 시일 내에 이식된 팔다리를 느끼고 조절할 수 있도록 신경계를 회복시키는 작업을 할 예정이다.

한 사람에게서 다른 사람에게 팔이나 다리를 이식하는 것 자체는 더 이상 새로운 것이 아니지만, 이 경우 새로운 사지를 이물처럼 공격하는 면역을 진정시키는 것이 종종 필요합니다. 환자 자신에게서 채취한 전구 세포의 도움으로 다리나 팔의 필요한 모든 조직을 성장시키는 것이 가능하지만 여기서 또 다른 문제가 발생합니다. 바로 이러한 조직을 올바른 방식으로 구성하는 방법입니다. 지금까지 사지를 처음부터 키우는 것은 불가능했지만(3D 프린터로 인쇄하지 않는 한), 일종의 프레임을 사용해 볼 수는 있습니다. 물론 면역 체계에도 문제가 있을 수 있지만, 다리나 팔 전체를 모든 세포와 함께 이식하는 것과는 전혀 같지 않습니다.

그건 그렇고, 같은 방식으로 작업의 저자는 세포에서 개코 원숭이의 앞팔을 청소할 수 있었으므로 남은 것은 인간의 근육, 신경 및 상피 세포로 올바르게 "채우는 것"뿐입니다. 그러면 새 팔은 준비.

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그래핀의 사용은 훨씬 더 효율적이 될 것입니다. 19.12.2013

탄소 원자의 평평한 XNUMX차원 구조인 재료 그래핀은 많은 응용 분야에서 유망합니다. 그러나 그것을 사용할 수 있으려면 도핑, 즉 물질의 전기적 특성을 조절하기 위해 불순물을 도입하거나 다른 처리를 수행해야 합니다. 합금화는 비용이 많이 들고 어려운 과정이 될 수 있습니다. 그러나 Massachusetts Institute of Technology와 University of California at Berkeley의 과학자 그룹은 그래핀의 잠재력을 열 수 있는 간단하고 비교적 저렴한 처리 방법을 개발했습니다.

이 새로운 방법은 Nature Chemistry 저널 최신호에 발표된 기사에 설명되어 있습니다. 과학자들은 태양 전지, 열전 장치, 정수 장치 및 기타 여러 응용 분야에서 그래핀의 가능한 응용에 오랫동안 관심을 가져왔습니다. 순수 그래핀은 반도체 장치에 필요한 일부 특성이 부족합니다. 그러나 산소 원자를 추가하면 이러한 특성이 추가된다고 연구원들은 말합니다.

기존 방법은 그래핀 표면을 따라 산소 원자의 예측 가능한 분포를 허용하지 않습니다. 또한 공격적인 화학 물질의 사용 또는 섭씨 700-900도의 온도 체계를 제공합니다. 새로운 접근 방식은 섭씨 50-80도 정도의 낮은 온도를 사용하여 그래핀을 개선하는 것을 가능하게 합니다. 화학 첨가물이 필요하지 않습니다. 과학자들은 유연한 확장성을 자신들의 방법의 장점으로 돌렸으며, 이는 상업용 응용 프로그램에 중요합니다.

저온 어닐링 공정은 그래핀의 전체 구조를 바꾸지 않고 산소 원자의 분포를 변화시킵니다. 이 경우 재료의 전기 저항은 4-5배 감소할 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 소위 "양자점"의 특성을 갖는 산소 원자가 있는 영역 사이의 재료 구조에서 순수한 그래핀의 별도 영역을 얻을 수 있다는 것이 흥미로웠습니다(고효율 발광체에 사용할 수 있음) . 이와 별도로 높은 빛 흡수 능력이 주목된다. 기존의 처리되지 않은 산화 그래핀과 비교하여 새로운 방법은 광자 흡수 효율이 38% 향상된 물질을 생성합니다.

과학자들에 따르면, 그들의 방법은 그래핀에 대한 많은 유용한 응용 분야를 열 것입니다.

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