Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Схематическое изображение структуры тканей, выращенных на альгинатном каркасе (а) и на каркасе композита альгинат-золотые нанонити
Рисунок 2. Микрофотографии композитного материала, полученные с помощью ПЭМ и СЭМ
Рисунок 3. Нанонити в "пустынной" (е) области каркаса и по соседству с клетками (f). Сравните концентрацию тропонина в случае "чистого"(g) альгината и композита (h), а также обратите внимание на распределение коннексина 43 между кардиомиоцитами (i,j). Содержание коннексина 43 (j) и саркомерного актинина (k) для обоих каркасов спустя 3 и 8 дней, полученное с помощью вестерн блоттинга
Рисунок 4. Сравните перераспределение концентрации ионов кальция в различных точках (отмеченных римскими цифрами) при приложении внешнего механического воздействия (в точке I). Обратите внимание, что в случае чистого альгината концентрация ионов кальция меняется только в точке приложения механического воздействия, в то время как в случае композита концентрация меняется во всех контрольных точках синхронно. Белой стрелкой изображено направление распределения волнового фронта деполяризации клетки

Сердце, пронизанное золотом

Ключевые слова:  мышечный каркас, нанонити

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

10 ноября 2011

Несмотря на повышение качества медицинского обслуживания в развитых странах, сердечно-сосудистые заболевания продолжают удерживать печальную пальму первенства в списке причин смерти. Некоторые из заболеваний требуют восстановления сердечных тканей, однако существующие наноструктурированные материалы, например альгинат, используемые для в качестве каркаса для восстановления таких тканей, обладают существенным недостатком - весьма посредственной проводимостью, что не позволяет восстановленному участку сердечной мышцы сокращаться / расслабляться синхронно с неповрежденными тканями.

Все дело в том, что пористая структура используемых каркасных материалов препятствует прямому контакту между клетками, затрудняя передачу электрических импульсов. Для обеспечения контакта между разделенными клетками коллектив американских исследователей предложил "навести мосты" золотых (выбранных из-за нетоксичности золота) нанонитей (рис.1), что отчетливо видно на СЭМ-микрофотографиях (рис.2). Увеличение проводимости было подтверждено измерением проводимости (для чего пленка композита альгинат-нанонити была нанесено на подложку, покрытую ITO) и импеданса (для чего все та же пленка была зажата между двумя подложками, покрытыми ITO).

Однако здесь можно задаться уместным вопросом - не будут ли нанесенные нанонити препятствовать росту тканей на альгинатном каркасе? Чтобы развеять все наши сомнения, авторы статьи извлекли клетки кардиомиоцита и фибробласта из левого желудочка падшей смертью храбрых лабораторной крысы и посеяли их на "чистый" альгинат и на композит. Спустя три и восемь дней созревания (первые три в так называемых стационарных условиях без внешнего электрического поля и последние пять с ним) была обнаружена сильная флуоресценция тропонина I (белок, участвующий в связывании ионов кальция и сокращении мышцы) в образце, содержащем композит, но не в чистом альгинате (рис.3). Вместе с тем, в "композитном" образце была обнаружена большая концентрация коннексина-43 (белка образующего щелевые межклеточные контакты, обеспечивающего синхронное сокращения сердечных клеток). Таким образом, добавление золотых нанонитей к альгинату не только способствовало установлению полноценного электрического контакта между клетками, но также обеспечило лучший механический контакт между каркасом и клетками.

Поскольку в процессе сокращения/расслабления мышц существенно изменяется концентрация ионов кальция, то по ее изменению можно судить о синхронности сокращения / расслабления соседних клеток (рис.4).


Источник: Nature Nanotechnology




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Цинковый сфагнум
Цинковый сфагнум

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.