Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Koniec z ręcznym myciem zębów? Zrobią to za nas zmiennokształtne stada mikrorobotów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zęby rekinów to niezwykle skuteczne narzędzie do cięcia mięsa upolowanych zwierząt. Rekiny znane są z tego, że przez całe życie wymieniają tę śmiercionośną broń. W końcu od ostrych zębów zależy ich przeżycie. Okazuje się jednak, że w miarę zakwaszania się oceanów, zęby rekinów mogą stawać się słabsze i bardziej podatne na uszkodzenia. A to może postawić pod znakiem zapytania możliwość przetrwania rekinów.
Naukowcy z Niemiec postanowili zbadać, jak zachowają się zęby rekinów w różnych scenariuszach zakwaszenia oceanów. Wzrost kwasowości wód oceanicznych jest napędzany głównie przez antropogeniczną emisję dwutlenku węgla, który jest pochłaniany przez oceany. Obecnie średnie pH oceanów wynosi 8,1. Do roku 2300 spodziewane jest jego obniżenie do 7,3, co oznacza, że woda stanie się niemal 10-krotnie bardziej kwaśna.
Podczas swoich badań uczeni wykorzystali zęby żarłaczy rafowych czarnopłetwych zebranych przez nurków w akwarium, z którym przetrzymywane są te ryby. Z ponad 600 zębów wybrano 16, które były w doskonałym stanie oraz 36, które zostały użyte do pomiarów. Zęby podzielono na 2 grupy, z których każda była przez 8 tygodni przechowywana w 20-litrowym zbiorniku z morską wodą. W jednym zbiorniku woda miała odczyn pH 8,1, w drugim zaś – pH 7,3.
Okazało się, że zęby ze zbiornika z bardziej kwaśną wodą były znacznie bardziej uszkodzone. Naukowcy stwierdzili obecność widocznych uszkodzeń, takich jak pęknięcia i dziury, uszkodzenia korzeni i osłabienie struktury. Zęby ze zbiornika z bardziej kwaśną wodą miały też większy obwód. Nie oznacza to, ze urosły, ale ich powierzchnia stała się bardziej nieregularna, co skutkowała jej zwiększeniem. Takie nieregularności mogą z jednej strony zwiększać zdolność zębów do cięcia mięsa, jednak z drugiej osłabiają zęby i powodują, że są one bardziej narażone na pękanie.
Autorzy badań podkreślają, że użyli zębów, których rekiny się pozbyły. Zatem nie zachodziły w nich potencjalne procesy ponownej mineralizacji. W przypadku zębów znajdujących się w szczęce rekina sytuacja może być znacznie bardziej złożona. Może mieć miejsce szybsza remineralizacja czy wymiana zębów. Jednak w wodach bardziej kwaśnych procesy te będą z pewnością bardziej kosztowne energetycznie, mówi profesor Sebastian Fraune z Uniwersytetu Heinricha Heine w Düsseldorfie.
Nawet niewielki wzrost kwasowości wód oceanicznych może mieć negatywny wpływ na wiele gatunków zwierząt. Uszkodzenia mogą kumulować się przez długi czas, a zwierzęta nie będą w stanie ich naprawić lub też koszt naprawy będzie bardzo duży. To zaś może zagrozić przetrwaniu poszczególnych osobników lub całych gatunków. To przypomnienie, że zmiany klimatu mają wpływ na całe łańcuchy pokarmowe i ekosystemy, ostrzega główny autor badań, Maximilian Baum z Düsseldorfu.
Z badaniami można zapoznać się na łamach Frontiers in Marine Science.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zęby składają się z trzech zasadniczych warstw: szkliwa, zębiny i cementu. Ten ostatni pokrywa korzeń i budową przypomina kość. Układa się on w charakterystyczne pierścienie, podobne do pierścieni drzew, które rosną z każdym rokiem. Naukowcy z Northumbria University chcieli sprawdzić, czy cement można wykorzystać w medycynie sądowej, na przykład do określania wieku ofiar przestępstw lub katastrof. I odkryli, że palenie papierosów pozostawia w cemencie trwałe ślady.
Po przeanalizowaniu 88 zębów, zarówno od osób żyjących, jak i ze znalezisk archeologicznych, zauważyli, że na cemencie niektórych zębów widoczne są uszkodzenia. Objawiały się one zmianami w grubości i regularności pierścieni. Po bliższych badaniach naukowcy zdali sobie sprawę, że zaburzenia te spowodowane są paleniem papierosów. Było je widać u 3% osób, które nigdy nie paliły, u 70% byłych palaczy i u 33% obecnych palaczy. Okazało się też, że u byłych palaczy warstwa cementu jest grubsza.
Badacze sądzą, że zjawisko te jest spowodowane powrotem cementu do prawidłowego poziomu po rzuceniu palenia. Wówczas na górze uszkodzonych paleniem pierścieni odkładają się grubsze warstwy materiału, przez co cała warstwa cementu jest grubsza. Zjawisko to nie zachodzi u osób, które wciąż palą. Ich cement jest ciągle bowiem niszczony przez nałóg.
Nasze badania pokazały, że na podstawie samego cementu można stwierdzić, czy ktoś był palaczem. Zauważyliśmy bowiem, że regularne doroczne wzrosty pierścieni są u niektórych zaburzone i okazało się, iż jest to związane z tym, czy ktoś pali lub palił. U osób nigdy nie palących, takie zaburzenia występowały bardzo rzadko, mówi doktor Ed Schwalbe.
Co więcej, na podstawie szczegółowych badań zęba od żyjącej osoby można było dokładnie stwierdzić, w jakim okresie życia osoba ta paliła. Badania cementu wskazywały, że człowiek ten palił papierosy między 22. a 41. rokiem życia. Osoba ta, obecnie 58-letnia, potwierdziła, że paliła papierosy między 28. a 38. rokiem życia.
Możliwość uzyskania z cementu informacji o używaniu tytoniu będzie przydatna dla archeologów i historyków. Dzięki niej będzie można zebrać więcej danych o stylu życia, zwyczajach społecznych czy potencjalnym stanie zdrowia badanej osoby z przeszłości.
Źródło: Reconstructing smoking history through dental cementum analysis - a preliminary investigation on modern and archaeological teeth, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0323812
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Instytucie Inteligentnych Systemów im. Maxa Plancka naukowcy stworzyli miniaturowe roboty – pokryli jednokomórkowe glony materiałem magnetycznym. Następnie sprawdzili, czy są one w stanie poruszać się w wąskich przestrzeniach i w płynach o takiej lepkości, jak płyny w ludzkim organizmie. Wyniki badań opublikowali zaś w piśmie Matter.
Niewielkie, 10-mikrometrowe glony, są świetnymi pływakami. Poruszają się za pomocą dwóch wici z przodu. Naukowcy z Niemiec postanowili sprawdzić, czy miniaturowe rozmiary i umiejętności pływania można będzie wykorzystać. Pokryli więc glony naturalnym polimerem chitosanem wymieszanym z magnetycznymi nanocząstkami. Nie wiedzieli jednak, czy po takich zabiegach glony nadal będą zdolne do pływania.
Okazało się, że dodatkowe obciążenie w niewielkim stopniu wpłynęło na ruchy glonów. Nadal potrafiły się poruszać z imponująca prędkością 115 mikrometrów na sekundę. Zatem w ciągu jednej sekundy przebywały długość równą niemal 12 długościom swojego ciała. Człowiek nie może się z nimi równać. Najlepsi pływacy wśród H. sapiens w ciągu sekundy przebywają odległość nieco większą niż 1 długość ich ciała.
Po co jednak komu glony pokryte magnetycznymi nanocząstkami? Autorzy badań chcą wykorzystać je do dostarczania leków w wyznaczone miejsce w organizmie. Magnetyczne nanocząstki pozwolą sterować ruchem alg.
Podczas badań nakładanie powłoki na glony trwało kilka minut, a skuteczność metody wynosiła 90%. Następnie algi testowano pod kątem zdolności pływania w wodzie w ciasnym labiryncie. Ruchami glonów kierowano za pomocą magnesów. Gdy testy wypadły pomyślnie, zwiększono lepkość płynu i znowu wpuszczono doń glony. Chcieliśmy sprawdzić, jak nasi pływacy sprawują się w płynie o gęstości śluzu. Odkryliśmy, że lepkość wpływa na ich zdolność poruszania się. Im była większa, tym wolniej się poruszały, zmieniał się też ich sposób ruchu. Po przyłożeniu pola magnetycznego, glony zaczęły drgać, pływając zygzakiem. To pokazuje, jak ważne dla optymalizacji pracy mikrorobotów jest odpowiednie dobranie pola magnetycznego do lepkości środowiska, mówi doktorantka Saadet Baltaci.
Chcemy wykorzystać mikroroboty w złożonych ciasnych środowiskach, takich jak ludzkie tkanki. Nasze badania dają możliwość zastosowania ich do dostarczania leków, zapewniając biokompatybilne rozwiązanie o dużym potencjale rozwojowym w przyszłości, stwierdzają autorzy badań.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Udało się zidentyfikować warianty genów, które decydują o kształcie ludzkich zębów. Jeden z nich został odziedziczony po neandertalczykach. W artykule, opublikowanym na łamach Current Biology, badacze opisują różnice w kształcie zębów pomiędzy różnymi grupami etnicznymi. Częściowo wynikają one prawdopodobnie z faktu, że wspomniany gen odziedziczony po neandertalczykach obecny jest tylko u osób europejskiego pochodzenia.
Zdaniem głównego autora badań, doktora Quing Li z Uniwersytetu Fudan, niektóre geny jednocześnie odpowiadają za prawidłowy i nieprawidłowy rozwój zębów. Dlatego też badacze mają nadzieję, że u osób, u których dochodzi do patologii rozwojowych, można będzie przeprowadzać testy genetyczne, by wspomóc diagnozę, a być może w przyszłości niektóre patologie uda się leczyć terapiami genowymi.
Przeprowadzone badania mogą być pomocne nie tylko w medycynie, ale i w archeologii czy historii. Zęby wiele nam mówią o ludzkiej ewolucji, a dobrze zachowane stare zęby są szczególnie cenne dla archeologów, gdyż mogą rzucić światło na kamienie milowe naszej historii, takie jak rozpowszechnienie się gotowanego pożywienia. Niewiele jednak wiemy o genetycznych przyczynach różnic w kształcie i wielkości zębów wśród współczesnych ludzkich populacji, częściowo dlatego, że trudno jest mierzyć zęby. Teraz zidentyfikowaliśmy liczne geny, które wpływają na rozwój naszych zębów, a niektóre z nich są odpowiedzialne za różnice pomiędzy grupami etnicznymi, doktor Kaustubh Adhikari z University College London.
Jednym z istotniejszych spostrzeżeń jest odkrycie w europejskiej populacji genu prawdopodobnie odziedziczonego po neandertalczykach. Gen ten występuje tylko u osób, które mają europejskich przodków. Posiadacze tego genu mają cieńsze siekacze, a Europejczycy mają mniejsze zęby od innych grup etnicznych. Badacze zauważyli też, że gen EDAR wpływa na szerokość zębów. Dotychczas było wiadomo, że ma on wpływ na kształt siekaczy mieszkańców Azji Wschodniej. Teraz okazuje się, że u każdego człowieka ma wpływ na to, jak szerokie są zęby.
Nie wiadomo, w jaki sposób dochodziło do selekcji genów w trakcie ewolucji. Czy te, a nie inne, geny zachowały się na przykład dlatego, że zapewniały lepsze zdrowie zębów. A być może przyczyny były zupełnie inne, a wpływ zachowanych genów na kształt zębów to skutek uboczny?
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewielkie roboty, które pędzą przez płyn z niewiarygodna prędkością, mogą pewnego dnia posłużyć do naprawy ludzkiego ciała od wewnątrz. Wyobraźmy sobie roboty, które będą mogły przeprowadzać zabiegi chirurgiczne. Zamiast kroić pacjenta, będziemy mogli podać mu roboty w formie pigułki lub zastrzyku, a one przeprowadzą zabieg, mówi doktor Jin Lee z Wydziału Inżynierii Biologicznej i Chemicznej University of Colorado w Boulder. Taka wizja to obecnie odległa przyszłość, ale same roboty już powstały.
Lee i jego zespół stworzyli urządzenia o średnicy 20 mikrometrów. To około 3-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa. Roboty poruszają się w płynie w prędkością 3 mm/s zatem w ciągu minuty przebywają odległość 9000 razy większą niż ich własna długość. Przeciętny samochód osobowy, żeby poszczycić się takim osiągami, musiałby poruszać się z prędkością ok. 2400 km/h.
Jednak zalety mikrorobotów nie ograniczają się do szybkiego przemieszczania się. Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali je do dostarczenia deksametazonu do pęcherza myszy. To wskazuje, że można by je wykorzystać do leczenia chorób pęcherza i innych schorzeń u ludzi.
Mikroroboty zostały wykonane z biokompatybilnych polimerów metodą podobną do druku 3D. Przypominają niewielką rakietę z przyczepionymi trzema łopatami. W każdym z nich uwięziono pęcherzyk powietrza. Gdy taki robot zostanie wystawiony na działanie fal akustycznych – w eksperymentach wykorzystano ultradźwięki – pęcherzyk zaczyna wibrować, odpycha płyn i robot się porusza.
Naukowcy postanowili przetestować swoje urządzenie na mysim modelu śródmiąższowego zapalenia pęcherza moczowego. To bolesna choroba powodująca silny ból w miednicy. Jej leczenie jest niekomfortowe. Pacjenci muszą zgłaszać się do lekarza, gdzie za pośrednictwem cewnika do pęcherza wprowadzany jest deksametazon. Naukowcy stworzyli mikroroboty zawierające ten lek, a następnie wprowadzili urządzenia do pęcherza myszy. Roboty rozprzestrzeniły się po organizmie, a następnie przylgnęły do ścian pęcherza, gdzie przez dwa dni powoli uwalniały środek leczniczy. Dzięki temu można było w dłuższym czasie podczas więcej lekarstwa, poprawiając stan pacjenta.
Twórcy robotów zastrzegają, że zanim trafią one do ludzkiego organizmu, muszą zostać jeszcze udoskonalone. Pierwszym celem jest uczynienie urządzeń w pełni biodegradowalnymi, by całkowicie rozpuszczały się w organizmie po zrealizowaniu zadania.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.