Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новый метод проверки полимеров ускорит создание безопасных искусственных тканей
Ученые Курчатовского института создали установку, которая позволяет изучать свойства материалов — например, полимеров для искусственных органов — под нагрузкой прямо внутри электронного микроскопа, даже в условиях, близких к естественной среде (без высушивания образцов). Это помогает точнее анализировать, как материалы взаимодействуют с живыми клетками при растяжении и сжатии.
Один из трендов современной науки — разработка и улучшение технологии создания искусственных органов и тканей. Для этого необходимы абсолютно новые материалы, которые можно использовать для разработки полимерных матриксов. Такие матриксы служат основой, на которую высаживают живые клетки, чтобы они могли расти и развиваться, формируя ткани. Но как проверить, насколько прочными, упругими и биосовместимыми будут такие материалы?
Для измерения физико-механических свойств материалов и их поведения под нагрузкой ученые используют специальные испытательные установки. С их помощью можно выяснить, как материал реагирует на растяжение и сжатие, что помогает понять его свойства и поведение при определенных нагрузках. В НИЦ «Курчатовский институт» разработали уникальную установку, которая позволяет проводить такие испытания прямо в камере растрового электронного микроскопа (РЭМ) в режиме естественной среды, in situ.
— Главная причина создания установки для РЭМ — визуализация поверхности образцов во время механических нагрузок. Установка важна для того, чтобы видеть взаимодействие клеток с поверхностью образца во время механических нагрузок при сжатии и растяжении. Однако для работы в РЭМ необходимо создать особые условия. Источник сигнала в таком микроскопе — поток электронов, позволяющий собирать информацию с поверхности образца различными детекторами обратно-рассеянных и вторичных электронов.
Поэтому в камере электронного микроскопа обычно поддерживается высокий вакуум, иначе сигнал будет пропадать при столкновении электронов с газом по пути к образцу и от образца к детекторам. Кроме того, из-за низкого давления в камере РЭМ органические образцы нужно заранее обезвоживать специальными методами, чтобы избежать повреждения их поверхности из-за резкого перепада давления. Также образцы, не проводящие электрический ток, покрывают тонким слоем золота или углерода, чтобы не дать их поверхности зарядиться от электронов первичного пучка и начать отклонять их от исследуемой области.
Таким образом, для исследования живых клеток и влажных образцов необходим специальный режим естественной среды, при котором образец охлаждается до 10°C, а давление в камере опускается до около 1200 Па, что позволяет достигнуть 100% влажности водяных паров у поверхности образца и сохранить его в нативном состоянии в течение примерно получаса, — рассказал Тимофей Пацаев, младший научный сотрудник Ресурсного центра зондовой и электронной микроскопии НИЦ «Курчатовский институт».
Новая установка позволяет изучать механические свойства материалов как в режиме высокого вакуума, так и в режиме естественной среды без необходимости дополнительной пробоподготовки. Это особенно важно при исследовании биологических объектов — клеток и тканей, которые сохраняют свою естественную структуру в ходе изучения.
С помощью новой установки ученые исследовали нетканые и губчатые образцы из поли-L-лактида — полимера, который используют для создания искусственных органов. Они выяснили, как эти материалы реагируют на растяжение и сжатие, как меняется структура полимеров при их разрушении в специальных условиях.
Визуализация образцов на микроуровне при использовании РЭМ одновременно с получением механических данных с помощью разработанной установки в режиме естественной среды позволит ученым изучать новые материалы с высокой точностью, в условиях, максимально приближенных к реальным. Это открывает новые возможности для создания более эффективных и безопасных материалов для искусственных органов и тканей.
Результаты работы опубликованы в журнале «Приборы и техника эксперимента».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Квантовые эффекты помогают ученым во множестве сфер, но работать с ними не просто — степень определенности квантового мира концептуально отличается от того, что существует в классической физике. Чтобы подтвердить, что они работают с нужными квантовыми состояниями, физикам приходится постараться.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно