Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Materiał jak skóra zdjęta z delfina
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Samo rozciągnięcie skóry pozwalało na bardziej efektywne dostarczenie szczepionki, niż wykorzystanie igły, mówi doktor Stuart Jones z King's College London. Brytyjczycy wraz z naukowcami z Narodowego Instytutu Badań Zdrowia i Medycyny (INSERM, Institut national de la santé et de la recherche médicale) zaprezentowali urządzenie, które zasysa skórę rozciągając ją i zwiększając jej zdolność do absorbowania dużych molekuł.
Podczas zasysania skóra zostaje rozciągnięta, a duże molekuły mogą przez nią przeniknąć przez mieszki włosowe. W ten sposób można do skóry dostarczać leki bez jej przebijania za pomocą igły. Podczas badań na myszach zauważono, że taki sposób dostarczania szczepionek jest bardziej efektywny od wkłucia.
Nasza skóra bez przerwy reaguje na docierające do niej bodźce. Gdy na przykład zostanie uszkodzona, uruchomiona zostaje reakcja immunologiczna. Receptory skóry wykrywają też rozciąganie, które ma miejsce na przykład podczas masażu czy wcierania w skórę kremów. Nie było jasne, czy samo rozciąganie skóry, bez jej uszkadzania, również aktywuje układ odpornościowy, stwierdzają autorzy badań.
Naukowcy wykazali, że zastosowanie urządzenia ssącego przez około 20 minut zwiększało przepuszczalność mysiej i ludzkiej skóry poprzez zmianę układu włókien kolagenu, co otwierało mieszki włosowe. Skóra wracała do swojego normalnego nieprzepuszczalnego stanu po około 15 minutach. Uczeni dowiedli też, że rozciąganie uruchamia miejscową reakcję immunologiczną. U myszy zwiększona liczba komórek odpornościowych w miejscu rozciągania utrzymywała się przez 24 godziny. Wykazaliśmy, że pojedyncza modyfikacja napięcia skóry wywołuje zmianę orientacji włókien kolagenowych, mechanotransdukcję w komórkach zrębu, produkcję mediatorów zapalnych oraz rekrutację komórek odpornościowych do skóry, czytamy na łamach Cell Reports.
Rozciąganie skóry wywołało zmiany w ekspresji ponad 1000 genów. W przypadku 498 doszło do zwiększenia ekspresji, a w przypadku 593 do jej zmniejszenia. Zmiany miały też miejsce w genach kodujących cytokiny, cząstki sygnałowe układu odpornościowego.
Podczas eksperymentów na myszach zauważono, że w porównaniu ze szczepionką domięśniową metoda bez użycia igły skutkowała wyższym poziomem przeciwciał przeciwko antygenowi grypy H1N1. Gdy do szczepionki dodano adjuwant, substancję pomocniczą poprawiającą skuteczność szczepionek, nie doszło do zwiększenia jej skuteczności, co wskazuje, że samo rozciąganie skóry wzmacnia efekt szczepienia.
Większość badań zostało przeprowadzonych na myszach, zatem kwestią otwartą pozostaje pytanie, czy i u ludzi – których skóra jest grubsza, a przez to mniej przepuszczalna – będą zachodziły podobne zjawiska. Autorzy badań uważają, że jest na to duża szansa, gdyż molekuły przenikały przez mieszki włosowe, a nie przez poszczególne warstw skóry.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Northwestern University powstało pierwsze ubieralne urządzenie, które bada gazy emitowane i absorbowane przez skórę. Analiza tych gazów to zupełnie nowy sposób na badanie zdrowia skóry, w tym monitorowania ran, wykrywania infekcji, badanie poziomu nawodnienia czy ekspozycji na szkodliwe wpływy środowiskowe. W skład urządzenia wchodzą czujniki temperatury, pary wodnej, dwutlenku węgla i lotnych związków organicznych.
Gazy ze skóry przepływają do niewielkiej komory, która znajduje się nad skórą, nie dotykając jej. Dzięki takiej architekturze zyskujemy pewność, że w miejscu, z którego pochodzą gazy, skóra nie została zaburzona przez kontakt z samym urządzeniem.
Urządzenie to naturalne rozwinięcie naszego laboratoryjnego urządzenia, które zbierało i analizowało pot. Tamto urządzenie badało pot w celu określenia stanu zdrowia. Urządzenie to, mimo że użyteczne, wymagało farmakologicznego stymulowania gruczołów potowych lub wystawienia skóry na gorące, wilgotne środowisko. Zaczęliśmy więc zastanawiać się, co jeszcze możemy przechwycić ze skóry, a co występuje tam naturalnie i cały czas. Stwierdziliśmy, że warunki te spełniają substancje wydobywające się z powierzchni – para wodna, dwutlenek węgla i lotne substancje organiczne – które można łączyć ze zdrowiem, stwierdza współautor badań John A. Rogers.
Nasza technologia może zmienić sposób opieki zdrowotnej, szczególnie u noworodków, osób starszych, pacjentów z cukrzycą i innych z uszkodzoną skórą. Piękno naszego urządzenia polega na tym, że znaleźliśmy całkowicie nowy sposób oceny delikatnej skóry na której występują rany, wrzody czy otarcia. Urządzenie to jest pierwszym ważnym krokiem w kierunku pomiarów wymiany gazów i skorelowania wyników tych pomiarów ze zmianami w stanie skóry, dodaje Gullermo A. Ameer.
Śledząc zmiany w wymianie gazów i pary wodnej przez skórę, można zyskać wgląd w stan skóry i jego zmiany. Złotym standardem badania integralności skóry jest wielki instrument z próbnikiem, który co jakiś czas dotyka skóry w celu zebrania informacji o utracie wody przez skórę. Wielką zaletą jest posiadanie urządzenia, które zdalnie i ciągle – lub w sposób zaprogramowany – bez zaburzania snu pacjenta, jest w stanie mierzyć utratę wody przez skórę, mówi Amy S. Paller.
Wspomniane urządzenie ma 2 centymetry długości i 1,5 centymetra szerokości. Składa się z komory, czujników, układów elektronicznych i niewielkiej baterii. Komora, w której zbierają się gazy, znajduje się kilka milimetrów nad skórą. Tradycyjne urządzenia opierają się na fizycznym kontakcie ze skórą, ograniczając użycie w niektórych sytuacjach, takich jak uszkodzenia skóry. Nasze urządzenie radzi sobie z tym ograniczeniem, stwierdza Rogers.
Urządzenie wyposażone zostało wyposażone w moduł Bluetooth, za pośrednictwem którego dane są wysyłane do użytkownika, który może na bieżąco się z nimi zapoznawać czy pokazać je lekarzowi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Delfiny znane są z tego, że lubią się bawić. Jednak niewiele wiemy o interakcjach zachodzących podczas zabawy pomiędzy poszczególnymi osobnikami. Na łamach iScience ukazał się artykuł, którego autorzy – naukowcy z Włoch i Francji – informują, że zwierzęta uśmiechają się do siebie i odpowiadają uśmiechem. Uśmiech delfina jest nieco inny od ludzkiego. Nie polega na uniesieniu kącików ust, ale otwarciu pyska.
Przeprowadzone badania wykazały, że w czasie zabawy delfiny niemal zawsze uśmiechają się do współtowarzysza, a gdy ten widzi uśmiech, w 33% przypadków odpowiada tym samym. U delfinów butlonosych zaobserwowaliśmy specyficzny wyraz pyska, jego otwarcie. Wykazaliśmy, że delfiny potrafią też naśladować wyraz pyska współtowarzyszy, mówi jedna z autorek badań, biolog ewolucyjna Elisabetta Palagi z Uniwersytetu w Pizie. Sygnały związane z otwieraniem pyska oraz szybkie naśladowanie tego gestu potarzają się na całym drzewie ewolucyjnym ssaków, co sugeruje, że komunikacja wizualna odgrywała kluczową rolę w kształtowaniu złożonych interakcji społecznych u wielu gatunków, dodaje uczona.
Podczas zabawy delfiny wykonują akrobacje, wynurzają się, używają przedmiotów, ścigają się i przepychają. Dla życia społecznego bardzo ważne jest, by nie pomylić tych działań z agresją. Inne ssaki wykorzystują wyraz pyska do zakomunikowania swoich intencji. Dotychczas jednak nie było wiadomo, czy podobnie robią ssaki wodne.
Zdaniem Palagi ekspresja polegająca na otwarciu pyska prawdopodobnie pochodzi od gryzienia. Zostało ono podzielone na sekwencje i wykorzystane do zasygnalizowania przyjaznych intencji. Możemy to obserwować u psów, małp czy też u ludzi, których śmiech również polega na otwarciu ust. To uniwersalny sygnał rozbawienia, pomagający zwierzętom i ludziom uniknąć konfliktów, mówi Palagi.
Uczeni zaobserwowali, że delfiny często otwierają pyski, gdy bawią się z innymi delfinami, ale niemal nigdy nie robią tego, gdy bawią się same lub z ludźmi. Zarejestrowali 1288 przypadków otwierania pyska, z czego 98% przypadało na zabawy z innymi delfinami, a tylko 1 zauważono podczas samotnej zabawy. Co więcej, w 89% przypadków delfin uśmiechał się, gdy był w zasięgu wzroku innego delfina, a gdy ten zauważył ekspresję pyska współtowarzysza, odpowiadał tym samym w 33% przypadków.
Niektórzy mogą argumentować, że delfiny przypadkowo naśladują wyraz pyska innych zwierząt. Jednak taka argumentacja nie wyjaśnia, dlaczego reakcja na uśmiech innego delfina pojawia się w czasie krótszym niż 1 sekunda i ma ona miejsce 13-krotnie częściej, gdy delfiny się widzą, dodaje Palagi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie Stanforda powstała rewolucyjna technika obrazowania struktur wewnątrz organizmu. Polega ona na uczynieniu skóry i innych tkanek... przezroczystymi. Można tego dokonać nakładając na skórę jeden z barwników spożywczych. Testy na zwierzętach wykazały, że proces jest odwracalny. Technika taka taka, jeśli sprawdzi się na ludziach, może mieć bardzo szerokie zastosowanie – od lokalizowania ran, poprzez monitorowanie chorób układu trawienia, po diagnostykę nowotworową.
Technologia ta może uczynić żyły lepiej widocznymi podczas pobierania krwi, ułatwić laserowe usuwanie tatuaży i pomagać we wczesnym wykrywaniu i leczeniu nowotworów, mówi Guosong Hong. Na przykład niektóre terapie wykorzystują lasery do usuwania komórek nowotworowych i przednowotworowych, ale ich działanie ograniczone jest do obszaru znajdującego się blisko powierzchni skóry. Ta technika może poprawić penetrację światła laserowego, dodaje.
Przyczyną, dla której nie możemy zajrzeć do wnętrza organizmu, jest rozpraszanie światła. Tłuszcze, płyny, białka, z których zbudowane są organizmy żywe, rozpraszają światło w różny sposób, powodując, że nie jest ono w stanie penetrować ich wnętrza, więc są dla nas nieprzezroczyste. Naukowcy ze Stanforda stwierdzili, że jeśli chcemy, by materiał biologiczny stał się przezroczysty, musimy spowodować, żeby wszystkie budujące go elementy rozpraszały światło w ten sam sposób. Innymi słowy, by miały taki sam współczynnik załamania. A opierając się na wiedzy z optyki stwierdzili, że barwniki najlepiej absorbują światło i mogą być najlepszym ośrodkiem, który spowoduje ujednolicenie współczynników załamania.
Szczególną uwagę zwrócili na tartrazynę czyli żółcień spożywczą 5, oznaczoną symbolem E102. Okazało się, że mieli rację. Po rozpuszczeniu w wodzie i zaabsorbowaniu przez tkanki, tartrazyna zapobiegała rozpraszaniu światła. Najpierw barwnik przetestowano na cienkich plastrach kurzej piersi. W miarę, jak stężenie tartrazyny rosło, zwiększał się współczynnik załamania światła w płynie znajdującym się w mięśniach. W końcu zwiększył się do tego stopnia, że był taki, jak w białkach budujących mięśnie. Plaster stał się przezroczysty.
Później zaczęto eksperymenty na myszach. Najpierw wtarli roztwór tartrazyny w skórę głowy, co pozwoliło im na obserwowanie naczyń krwionośnych. Później nałożyli go na brzuch, dzięki czemu mogli obserwować kurczenie się jelit i ruchy wywoływane oddychaniem oraz biciem serca. Technika pozwalała na obserwacje struktur wielkości mikrometrów, a nawet polepszyła obserwacje mikroskopowe. Po zmyciu tartrazyny ze skóry tkanki szybko wróciły do standardowego wyglądu. Nie zaobserwowano żadnych długoterminowych skutków nałożenia tartrazyny, a jej nadmiar został wydalony z organizmu w ciągu 48 godzin. Naukowcy podejrzewają, że wstrzyknięcie barwnika do tkanki pozwoli na obserwowanie jeszcze głębiej położonych struktur organizmu.
Badania, w ramach których dokonano tego potencjalnie przełomowego odkrycia, rozpoczęły się jako projekt, którego celem jest sprawdzenie, jak promieniowanie mikrofalowe wpływa na tkanki. Naukowcy przeanalizowali prace z dziedziny optyki z lat 70. i 80. ubiegłego wieku i znaleźli w nich dwa podstawowe narzędzia, które uznali za przydatne w swoich badaniach: matematyczne relacje Kramersa-Kroniga oraz model Lorentza. Te matematyczne narzędzia rozwijane są od dziesięcioleci, jednak nie używano ich w medycynie w taki sposób, jak podczas opisywanych badań.
Jeden z członków grupy badawczej zdał sobie sprawę, że te same zmiany, które czynią badane materiały przezroczystymi dla mikrofal, można zastosować dla światła widzialnego, co mogłyby być użyteczne w medycynie. Uczeni zamówili więc sięc silne barwniki i zaczęli dokładnie je analizować, szukając tego o idealnych właściwościach optycznych.
Nowatorskie podejście do problemu pozwoliło na dokonanie potencjalnie przełomowego odkrycia. O relacjach Kramersa-Kroniga uczy się każdy student optyki, w tym przypadku naukowcy wykorzystali tę wiedzę, do zbadania, jak silne barwniki mogą uczynić skórę przezroczystą. Podążyli więc w zupełnie nowym kierunku i wykorzystali znane od dziesięcioleci podstawy do stworzenia nowatorskiej technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) i Jet Propulsion Laboratory (JPL) stworzyli inspirowany kolczugami materiał, który pod wpływem przyłożonego napięcia zmienia się z miękkiego i giętkiego w sztywny. Materiał taki może przydać się do tworzenia egzoszkieletów czy rusztowań zmieniających swoją sztywność w miarę gojenia się ran. Być może posłuży też do budowy... mostów, które można będzie przywieźć na miejsce w rolce, rozwinąć i usztywnić.
Chcieliśmy stworzyć materiał, który zmienia sztywność na żądanie, mówi profesor Chiara Daraio. Naszym celem było uzyskanie tkaniny, która z miękkiej w kontrolowany sposób staje się sztywna, dodaje. Takie materiały spotykaliśmy dotychczas w literaturze. Dość przypomnieć tutaj kolczugę z mithrilu, którą Frodo otrzymał od Bilba czy pelerynę Batmana z filmu Batman Begins.
W życiu codziennym dość często spotykamy się z materiałami, których sztywność została zmieniona. Wystarczy przypomnieć sobie np. paczkę próżniowo zapakowanej kawy. Jest sztywna i twarda, jednak natychmiast po przebiciu opakowania całość staje się miękka. Takie struktury jak kawa czy piasek mają złożone kształty, nie są ze sobą połączone i mogą usztywniać się tylko pod wpływem kompresji. Z kolei kolczuga, złożona z połączonych metalowych pierścieni może stawać się sztywna zarówno gdy ją ściśniemy, jak i gdy ją rozciągniemy. I to właśnie ta jej właściwość zainspirowała naukowców. Przetestowaliśmy wiele różnych cząstek, by sprawdzić, które są zarówno elastycznej, jak i można nadać im sztywność. Okazało się, że te, które zyskują sztywność tylko podczas jednego z rodzajów przyłożonej siły (ściskania lub rozciągania) nie sprawują się najlepiej, mówi profesor Daraio.
Uczeni sprawdzili więc całą gamę kształtów, od połączonych pierścieni, poprzez połączone sześciany po połączone ośmiościany foremne, które przypominają dwie piramidy złączone podstawami. W modelowaniu interakcji tego typu struktur brał udział profesor Jose E. Andrade, specjalista od modelowania zachowania materiałów ziarnistych.
Materiały ziarniste to piękny przykład złożonego systemu, w którym proste interakcje na poziomie poszczególnych ziaren mogą przekładać się na złożone zmiany strukturalne całości, mówi Andrade. Naukowcy prowadzili symulacje komputerowe oraz wytwarzali za pomocą drukarek 3D obiecujące struktury i testowali je w laboratorium.
Podczas testów materiały albo ściskano w komorach próżniowych albo zrzucano na nie ciężary. W jednym przypadku taka „kolczuga” utrzymała masę 50-krotnie większą od własnej masy. Testy wykazały, że strukturami o największych zmianach właściwości mechanicznych pomiędzy stanem elastycznym a sztywnym, były struktury o największej średniej liczbie punktów stycznych pomiędzy tworzącymi je elementami.
Tego typu tkaniny mają największy potencjał. Mogą być lekkie, miękkie i wygodne w użyciu, a pod wpływem przyłożonej siły stają się sztywną strukturą, która może wspierać i chronić właściciela, wyjaśnia Yifan Wang, jeden z autorów badań.
Jak już wspomnieliśmy, taki materiał może posłużyć również do budowy mostów. Jak więc spowodować, by coś, co zostało przywiezione w rolce utrzymało ludzi czy pojazdy? Profesor Daraio mówi, że przez taki materiał można np. przeciągnąć liny, za pomocą których materiał zostanie ściśnięty i usztywniony. Te liny będą działały tak, jak troczki, za pomocą których ściągamy np. kaptur, wyjaśnia.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.