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修理声音弦的新颖的生物反应器

Published on July 31, 2007 at 8:07 PM · 1 Comment

损坏的或害病的声带可能从家庭成员的永远更改和甚而沉默我们爱的语音,到著名个性的。

朱丽安德鲁斯,在这样经典之作担任主角象音乐的声音,是在作手术取消象老茧的增长可能从在喉组织安置的这两个小,能伸长的范围或者发声器过度使用形成的专业歌唱家中。 哀伤地,在 1997年安德鲁斯可能在她的声带的手术以后从未充分地收回她的歌声。

设计韧劲,新的声带组织替换在这些小,强大的机构的结疤的,严格的组织是新的特拉华大学的目标研究计划。 它由一从的五年, $1.8 百万授予聋的国家卫生研究所国家学院和其他通信紊乱资助。

Xinqiao Jia, UD 助理教授材料学和工程,导致这个项目。 Jia 的研究着重开发严密地仿造自然细胞外矩阵的分子构成、机械快速响应和 nanoscale 组织的智能生物材料--起脚手架作用对于细胞的结构上的材料。 这些新颖的生物材料,结合与被定义的生物物理学的提示和生物因素,为功能组织重新生成使用。

Randall 邓肯,生物科学和机械工程副教授在 UD 和一位专家关于蜂窝电话生物力学和信号换能,是一位共同调查员这个项目的。 他将协助解决在确定声带细胞如何的学科研究小组回应机械强制,是在设计功能声带组织的第一步。 邓肯在 Jia 的职业发展积极介入作为她的 UD 的高级辅导者。

罗德尼 Clifton,在布朗大学的工程和国家工程研究院的成员教授,提供这个项目以一个唯一测试功能,使用设备他发明了能评定机械性能,或者弹性,组织样品以人力演讲频率。 Jia 从 Clifton 开始几年前运作,当她是博士后,并且他是一位参观的科学家在麻省理工学院。

并且合作在这个项目是罗伯特 Witt,题头博士,并且 Christiana 关心健康系统的脖子癌症医师,在纽瓦克, Del. Witt 在声带病理学方面提供临床专门技术。 研究合伙企业通过平移癌症研究中心被设立了,是由玛丽 C. Farach 卡森,生物科学和材料学教授处理的在 UD。

根据 Jia,声带更加准确地被定义作为 “声襞”。 每声襞是包括结缔组织的一块韧劲的振动的层一个被碾压的结构,叫作薄板 propria,将夹在中间在膜 (皮膜) 和肌肉之间。 组织这些灵活的折叠,涂上在黏液保持他们潮湿,运行象电梯门,并且必须一起来制造声音。

当您联系或唱歌时,折叠可能振动超过 100 次每从从肺被强制通过气管的航空的秒钟。 然而,语音的额外的使用或恶习可能导致结疤声襞薄板 propria,打乱他们的自然韧劲,造成嘶哑和声音官能不良的其他症状。

“结疤声音折叠的减少依然是一个重大的治疗挑战”, Jia 说。

Jia 和她的同事要测试二个并行组织工程途径重新生成薄板 propria。 一个方法着重注射象明胶的材料,组成由软,严格和持久水凝胶,到损坏的组织改进其韧劲和防止伤痕形成。

在第二个途径,科学家要形成从获取自然机构的机械和生物特性声襞结缔组织细胞 (成纤维细胞),人为细胞外矩阵和生物提示和机械刺激的组合的功能组织。

“为了生长一个功能组织体外,您需要提供细胞以是作为紧密对那这个自然组织尽可能的一个生物和实际环境”, Jia 说。

要仿造声襞组织体验的这个复杂和严谨移动,研究员修建生物反应器能够提供明确定义的振动和张应力。

设备,被设计的 Jia,模拟需求,高频率环境声襞细胞居住,反复振动在 100 赫兹 (100 次每秒钟)。 不仅声襞碰撞,当他们开张并且关闭,驱动航空从肺,他们一定也能根据 Jia 延长,当语音的间距更改,发生以一个更加缓慢的频率 1-2 赫兹的移动 (1-2 乘一秒钟)。

“声襞成纤维细胞的组合、有弹性和生物活性的人为细胞外矩阵和一台动态生物反应器提供一个扣人心弦的机会给声襞薄板 propria 体外组织工程”, Jia 注意。

今年初, Jia 获得了国家科学基金会的系早期的职业发展证书。 这个有竞争力的证书在那些科学家被赠送很可能视为适合 21 世纪的学术领导先锋。

Jia 从在上海、中国和一个博士学位在聚合物科学和工程的复旦大学接受了她的应用的化学和硕士学位学士学位聚合物化学和物理从马萨诸塞大学在阿默斯特。

在参加 UD 系前,在 2005年 Jia 运作作为有罗伯特的 Langer,在组织工程的一个先驱博士后在麻省理工学院。 Langer 最近被授予了国家科学奖章、国家的最高的荣誉称号的科学技术。

http://www.udel.edu/