Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Płynne perły to spełnienie marzeń pewnego szefa kuchni, przedstawiciela gastronomii molekularnej, który chcąc zamknąć smaki w osobnych przedziałach, poprosił o pomoc fizyków. Odpowiadając na jego zapotrzebowanie, naukowcy stworzyli pokryte elastyczną błoną hydrożelową kapsułki z płynnym rdzeniem. Co ważne, pomysł ten przyda się nie tylko w kuchni, ale i podczas leczenia nowotworów.

Nicholas Bremond i jego zespół z ESPCI ParisTech porównują swoje dzieło do rybiej ikry. Na początku kroplę cieczy powleka się cienką warstwą kwasu alginowego (wchodzi on w skład ścian komórkowych wielu alg i trawy morskiej), która ulega zżelowaniu po zanurzeniu w kąpieli z roztworu chlorku wapnia z dodatkiem detergentu.

Błonka jest bardzo cienka - jej grubość mierzy się w mikrometrach. Francuzi podkreślają, że by powstał film, przed zżelowaniem należy wyeliminować mieszanie. Bez detergentu powłoka także miałaby postać żelu, ale szybko zlałaby się z zawartością kapsułki. Substancja powierzchniowo czynna prowadzi do czasowego utwardzenia, które ogranicza niestabilność związaną ze ścinaniem podczas zderzenia.

Bremond i inni uważają, że w hydrożelowej powłoce da się zamknąć dowolną ciecz. Dzięki temu prostemu zabiegowi można by badać wzrost i zdolność przeżycia mikroorganizmów czy komórek nowotworowych w różnych trójwymiarowych środowiskach. Ponieważ błona jest przepuszczalna, do wnętrza dostarczano by np. leki.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińscy naukowcy opracowali hydrożel, który skutecznie hamuje krwawienie z przebitej tętnicy.
      Na łamach Nature Communications opisano proces pozyskania hydrożelu oraz jego testy na zwierzętach.
      Niekontrolowane krwawienie jest niebezpieczną sytuacją zarówno w czasie operacji, jak i po doznaniu urazu. W większości przypadków jest ono wynikiem uszkodzenia głównej tętnicy albo jakiegoś narządu, np. wątroby. By ofiara nie zmarła, konieczne jest natychmiastowe działanie. Obecne leczenie polega na założeniu zacisku, a następnie szwów.
      W przeszłości naukowcy próbowali opracować kleje do takich ran, ale nie sprawowały się one tak dobrze, jak oczekiwano: albo były wyprodukowane z toksycznych materiałów, albo nie wytrzymywały wysokiego ciśnienia cieczy w krwiobiegu. Chińczycy uzyskali jednak ostatnio hydrożel, który rozwiązuje oba wymienione problemy.
      W założeniu hydrożel miał w jak największym stopniu przypominać budowę ludzkiej tkanki łącznej. Po oświetleniu ultrafioletem (UV) gęstnieje, przywierając do rany (w ten sposób zapobiega wypływaniu krwi). Wszystko to dzieje się w ciągu zaledwie 20-30 sekund. Naukowcy podkreślają, że nowy materiał wytrzymuje ciśnienie do 290 mmHg, a więc o wiele wyższe od normalnego.
      Hydrożel testowano na przebitej tętnicy szyjnej świni. Okazało się, że nie tylko zamknął on ranę, ale i umożliwił wygojenie rany. Testy przeprowadzone po 2 tygodniach wykazały niewielką martwicę i stan zapalny albo całkowity ich brak. Biokompatybilny materiał rozkładał się w organizmie, nie powodując skutków ubocznych.
      Hydrożel przetestowano także na króliku. Tutaj za jego pomocą naprawiono tętnicę udową oraz uszkodzenie wątroby.
      Naukowcy podkreślają, że przed testami na ludziach trzeba lepiej ocenić bezpieczeństwo nowego materiału.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z MIT-u stworzyli przypominającą galaretkę pigułkę, która po dotarciu do żołądka pęcznieje i osiąga wielkość piłeczki do ping-ponga. Elastyczna pigułka jest wyposażona w czujnik, który nieprzerwanie monitoruje temperaturę żołądka nawet przez 30 dni. W przyszłości sensory będą mogły mierzyć inne parametry, np. pH.
      Gdy pigułka ma być usunięta, pacjent musi wypić roztwór wapnia, pod wpływem którego skurczy się ona do pierwotnych rozmiarów. Potem zostaje bezpiecznie wydalona.
      Jak ujawniają autorzy artykułu z pisma Nature Communications, pigułka jest wykonana z 2 typów hydrożelu. Dzięki temu może ona szybko pęcznieć i jednocześnie być odporna na kwaśne środowisko żołądka.
      Ponieważ w pigułkach wykorzystano hydrożel, jest ona delikatniejsza, bardziej biokompatybilna i bardziej wytrzymała niż stosowane dotąd "połykalne" sensory, które albo mogły pozostawać w żołądku zaledwie parę dni, albo były o wiele sztywniejsze od tkanki układu pokarmowego.
      Spełnieniem marzeń jest galaretowata inteligentna pigułka, która po połknięciu pozostaje w żołądku i monitoruje stan zdrowia pacjenta przez długi czas, np. miesiąc - podkreśla prof. Xuanhe Zhao.
      Pęczniejące pigułki z MIT-u są inspirowane rozdymkami (przestraszone bądź zaatakowane ryby z tej rodziny zwiększają rozmiary ciała przez napompowanie wodą lub powietrzem).
      Obecnie, gdy ludzie próbują projektować pęczniejące żele, zazwyczaj wykorzystują dyfuzję, pozwalając, by woda stopniowo przenikała do hydrożelowej sieci. Osiągnięcie rozmiarów piłeczki pingpongowej zajmuje jednak godziny, a nawet dni. To znacznie przekracza czas opróżniania żołądka - opowiada Shaoting Lin.
      Zespół z MIT-u chciał więc stworzyć pigułkę hydrożelową, która "nadmucha się" o wiele prędzej, w tempie porównywalnym do zaskoczonej rozdymki.
      Owocem intensywnych prac jest galaretowata pigułka złożona z 2 hydrożelowych materiałów. W środku znajduje się rdzeń z poliakrylanu sodu, który potrafi wiązać znaczne ilości wody, do kilkuset razy więcej niż wynosi jego masa (jest on wykorzystywany w pieluszkach jednorazowych).
      Ponieważ Amerykanie zauważyli, że gdy pigułka jest zbudowana tylko z tego polimeru, w żołądku ulega szybkiemu rozkładowi, postanowili dodać 2. ochronną warstwę hydrożelową, która miała enkapsulować błyskawicznie pęczniejące cząstki. Jest ona zbudowana z krystalicznych nanołańcuchów, tworzących niemal nieprzenikalną warstwę.
      By przerwać tę błonę, trzeba by się przebić przez wiele krystalicznych domen. Dzięki temu hydrożel jest bardzo wytrzymały, a jednocześnie miękki - wyjaśnia Lin.
      Podczas testów zespół zanurzał pigułkę w różnych roztworach przypominających soki trawienne. Okazało się, że w ok. 15 min powiększała się ona 100-krotnie. Po napęcznieniu miała konsystencję tofu czy galaretki.
      By ocenić wytrzymałość pigułki, ściskano ją tysiące razy z siłą przekraczającą to, czego może doświadczyć podczas zwykłych skurczów żołądka.
      Okazało się, że nawet jeśli zrobimy w membranie drobne nacięcie, a później będziemy całość rozciągać i ściskać tysiące razy, rozcięcie się nie powiększy. Nasz dizajn jest bardzo wytrzymały.
      W dalszej kolejności ustalono, że roztwór z jonami wapnia (o stężeniu wyższym niż w przypadku mleka), może obkurczyć pigułkę.
      Na końcu Giovanni Traverso i Christoph Steiger wbudowali w kilka pigułek dostępne w handlu czujniki temperatury. Pigułki podano świniom, których przewód pokarmowy przypomina ludzki. Po ich wydobyciu z kału stwierdzono, że do 30 dni dokładnie monitorowały one wzorce aktywności zwierząt.
      Amerykanie sądzą, że w przyszłości taka hydrożelowa pigułka będzie dostarczać wiele różnych czujników, np. do monitorowania pH czy stwierdzania obecności bakterii i wirusów. Niewykluczone, że wbudowywane będą także minikamery do obrazowania guzów czy wrzodów. Zhao sugeruje, że pigułka mogłaby też stanowić wygodniejszą alternatywę dla balonu żołądkowego, stosowanego w leczeniu otyłości.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czarnoksiężnik z Oz (1939) to najbardziej wpływowy film w historii kina. Za nim uplasowały się Gwiezdne wojny (1977) i Psychoza (1960). Takie wyniki uzyskali naukowcy z Uniwersytetu w Turynie, którzy przyjrzeli się 47 000 filmów wymienionych w bazie danych IMDB i dla każdego z nich obliczyli wpływ na dzieje kina. Za podstawę do obliczeń uznano odwołania do danego filmu w innych filmach.
      Autorzy badań, opublikowanych w Applied Network Science, stwierdzili, że wszystkie spośród 20 najbardziej wpływowych filmów powstały przed rokiem 1980, a większość z nich wyprodukowano w USA.
      Proponujemy metodę alternatywna wobec obecnie stosowanego sposobu oceny filmu, na który wpływ ma liczba sprzedanych biletów, wpływy z reklamy oraz recenzje. To są czynniki subiektywne. Opracowaliśmy algorytm, który wykorzystuje odniesienia pomiędzy filmami jako wyznacznik sukcesu. Algorytm ten można również wykorzystać do oceny kariery reżyserów i aktorów poprzez ich uczestnictwo w najwyżej ocenianych filmach, mówi główny autor badań doktor Livio Bioglio.
      Można się, oczywiście, dziwić, że Gwiezdne wojny, tytuł wciąż niezwykle popularny, uplasował się za Czarnoksiężnikiem z Oz z 1939 roku. Jednak trzeba pamiętać, że sam George Lucas przyznawał, iż film ten był dla niego inspiracją do nakręcenia swojej sagi.
      Włoscy badacze na czwartej pozycji sklasyfikowali King Konga z 1933 roku, a kolejne pozycje zajęły 2001: Odyseja Kosmiczna (1968), Metropolis (1927), Obywatel Kane (1941), Narodziny narodu (1915), Frankenstein (1931), Królewna Śnieżka i siedmiu krasnoludków (1937), Casablanca (1942), Dracula (1931), Ojciec chrzestny (1972), Szczęki (1975), Nosferatu – symfonia grozy (1922), Poszukiwacze (1956), Cabiria (1914), Dr Strangelove (1964), Przeminęło z wiatrem (1939) i Pancernik Potiomkin (1925).
      Analiza krajów, w których powstały najbardziej wpływowe filmy polegała na przyjrzeniu się miejscom w rankingu 10 najbardziej wpływowych filmów z danego kraju. Jak się można domyślać, najbardziej wpływowe filmy powstawały w USA. Jedynym niezachodnim krajem, który wyprodukował znaczące wpływowe filmy jest Japonia.
      W klasyfikacji krajów można zauważyć dwa zjawiska. Część państw, jak USA, ZSRR, Wielka Brytania czy Australia, produkuje wpływowe filmy przez wiele dziesięcioleci. W innych krajach, jak Niemcy, Szwecja i Hongkong, widać wyraźne krótkie okresy, gdy powstawały w nich wpływowe tytuły. Wyjątkiem jest tutaj Francja, która dwukrotnie – w latach 40. i 60. ubiegłego wieku – produkowała wpływowe filmy.
      Naukowcy stworzyli też listę najbardziej wpływowych reżyserów, przyglądając się, jak nawzajem siebie inspirowali. Za najbardziej wpływowego reżysera w historii uznali George'a Cukora, który miał swój udział w stworzeniu takich dzieł jak Czarnoksiężnik z Oz, Przeminęło z wiatrem czy My Fair Lady. Na drugim miejscu sklasyfikowano Victora Fleminga (Czarnoksiężnik z Oz, Przeminęło z wiatrem). Na następnych pozycjach uplasowali się: Alfred Hitchcock, Mervyn LeRoy, Steven Spielberg, Stanley Kubrick, Norman Taurog, King Vidor, George Lucas, Michael Curtiz, James Whale, Francis Ford Coppola, James Cameron, Wilfred Jackson, Sam Wood, Ernest B. Schoedsack, Merian C. Cooper, Billy Wilder, Orson Welles i Howard Hawks.
      W zestawieniu nie mogło też zabraknąć aktorów i aktorek. Ranking najbardziej wpływowych aktorów wygląda następująco: Samuel L. Jackson, Clint Eastwood, Tom Cruise, Arnold Schwarzenegger, John Wayne, Willem Dafoe, Bruce Willis, Vincent Price, Desmond Llewelyn, Ward Bond, Robert De Niro, Sean Connery, Jack Nicholson, Harrison Ford, Danny Trejo, Christopher Lee, Robbie Coltrane, Johnny Depp, Steve Buscemi oarz James Stewart. Aktorkie sklasyfikowano w następującej kolejności: Lois Maxwell, Carrie Fisher, Maureen O'Sullivan, Halle Berry, Drew Barrymore, Lin Shaye, Cameron Diaz, Julianne Moore, Faye Dunaway, Beth Grant, Jamie Lee Curtis, Julie Christie, Sigourney Weaver, Joan Crawford, Maggie Smith, Frances Bay, Mary Ellen Trainor, Cloris Leachman, Judi Dench i Natalie Portman.
      Ze wszystkimi rankingami oraz szczegółowym opisem metodologii można zapoznać się w sieci.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z Rutgers University opracowali drukowany w 3D inteligentny hydrożel, który "chodzi" pod wodą, chwyta różne obiekty i je przemieszcza.
      Naukowcy twierdzą, że może to doprowadzić do uzyskania przypominających morskie zwierzęta, np. ośmiornice, miękkich robotów, które przemieszczają się pod wodą. Wspominają też o sztucznym sercu, żołądku i innych mięśniach, a także urządzeniach diagnostycznych, wykrywających i dostarczających leki czy przeprowadzających podwodne inspekcje.
      Miękkie materiały są często tańsze w produkcji. W porównaniu do bardziej złożonych mechanicznie twardych urządzeń, te miękkie łatwiej zaprojektować, miniaturyzować i kontrolować.
      Nasz drukowany w 3D inteligentny żel ma duży potencjał w zakresie inżynierii biomedycznej, bo przypomina tkanki ludzkiego ciała, które także zawierają dużo wody i są bardzo miękkie. Oprócz tego można go wykorzystywać w wielu rodzajach podwodnych urządzeń [...] - opowiada Howon Lee.
      Badanie, którego wyniki ukazały się w piśmie ACS Applied Materials & Interfaces, koncentruje się na drukowanym hydrożelu, który po aktywowaniu prądem przemieszcza się i zmienia kształt.
      Hydrożel umieszcza się w elektrolicie. Za wywołanie ruchu - marsz do przodu, zmianę kierunku, chwytanie i przesuwanie obiektów - odpowiadają dwa przewodzące prąd druciki.
      Wydrukowany przez zespół Lee ludzik ma około cala (25,4 mm) wysokości. Prędkością przemieszczania się hydrożelu manipulowano, zmieniając jego wymiary (cieńszy rusza się szybciej). Zmiany kształtu zależą od stężenia roztworu i natężenia pola elektrycznego. Ponieważ miękki materiał zawiera ponad 70% wody i reaguje na stymulację elektryczną, wg Lee, przypomina mięśnie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy stworzyli wstrzykiwalne bandaże.
      Do uzyskania wstrzykiwalnych hydrożeli, które hamują wypływ krwi z naczyń i sprzyjają gojeniu ran, uwalniając leki, dr Akhilesh K. Gaharwar z Texas A&M University wykorzystał kappa karagen i nanokrzemiany.
      Wstrzykiwalne hydrożele to obiecujące materiały do uzyskiwania homeostazy w przypadku urazów wewnętrznych i krwawienia. Biomateriały te można bowiem wprowadzić do rany za pomocą minimalnie inwazyjnych procedur. Idealny wstrzykiwalny bandaż powinien twardnieć po wprowadzeniu do rany i sprzyjać naturalnej kaskadzie krzepnięcia. Dodatkowo, po osiągnięciu homeostazy, wstrzykiwalny bandaż powinien zapoczątkowywać gojenie.
      By uzyskać hydrożel, Amerykanie sięgnęli po często stosowany związek żelujący kappa karagen i zmieszali go z nanokrzemianami.
      Autorzy publikacji z pisma Acta Biomaterialia wyjaśniają, że nanokompozytowy usieciowany hydrożel jest wysoce porowaty. Dodatek nanokrzemianów zwiększa adsorpcję białek osocza i płytek oraz uruchamia kaskadę krzepnięcia.
      Odkryliśmy [...], że wstrzykiwalne bandaże wykazują przedłużone uwalnianie związków przydatnych do wspomagania gojenia ran. Ujemny ładunek powierzchniowy nanocząstek umożliwił elektrostatyczne oddziaływania z lekami, co przełożyło się na ich wolne wydzielanie - podsumowuje Giriraj Lokhande.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...