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修理聲音弦的新穎的生物反應器

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

損壞的或害病的聲帶可能從家庭成員的永遠更改和甚而沉默我們愛的語音,到著名個性的。

朱麗安德魯斯,在這樣經典之作擔任主角像音樂的聲音,是在作手術取消像老繭的增長可能從在喉組織安置的這兩個小,能伸長的範圍或者發聲器過度使用形成的專業歌唱家中。 哀傷地,在 1997年安德魯斯可能在她的聲帶的手術以後從未充分地收回她的歌聲。

設計韌勁,新的聲帶組織替換在這些小,強大的機構的結疤的,嚴格的組織是新的特拉華大學的目標研究計劃。 它由一從的五年, $1.8 百萬授予聾的國家衛生研究所國家學院和其他通信紊亂資助。

Xinqiao Jia, UD 助理教授材料學和工程,導致這個項目。 Jia 的研究著重開發嚴密地仿造自然細胞外矩陣的分子構成、機械快速響應和 nanoscale 組織的智能生物材料--起腳手架作用對於細胞的結構上的材料。 這些新穎的生物材料,結合與被定義的生物物理學的提示和生物因素,為功能組織重新生成使用。

Randall 鄧肯,生物科學和機械工程副教授在 UD 和一位專家關於蜂窩電話生物力學和信號換能,是一位共同調查員這個項目的。 他將協助解決在確定聲帶細胞如何的學科研究小組回應機械強制,是在設計功能聲帶組織的第一步。 鄧肯在 Jia 的職業發展積極介入作為她的 UD 的高級輔導者。

羅德尼 Clifton,在布朗大學的工程和國家工程研究院的成員教授,提供這個項目以一個唯一測試功能,使用設備他發明了能評定機械性能,或者彈性,組織樣品以人力演講頻率。 Jia 從 Clifton 開始幾年前運作,當她是博士後,并且他是一位參觀的科學家在麻省理工學院。

並且合作在這個項目是羅伯特 Witt,題頭博士,并且 Christiana 關心健康系統的脖子癌症醫師,在紐瓦克, Del. Witt 在聲帶病理學方面提供臨床專門技術。 研究合夥企業通過平移癌症研究中心被設立了,是由瑪麗 C. Farach 卡森,生物科學和材料學教授處理的在 UD。

根據 Jia,聲帶更加準確地被定義作為 「聲襞」。 每聲襞是包括結締組織的一塊韌勁的振動的層一個被碾壓的結構,叫作薄板 propria,將夾在中間在膜 (皮膜) 和肌肉之間。 組織這些靈活的摺疊,塗上在黏液保持他們潮濕,運行像電梯門,并且必須一起來製造聲音。

當您聯繫或唱歌時,摺疊可能振動超過 100 次每從從肺被強制通過氣管的航空的秒鐘。 然而,語音的額外的使用或惡習可能導致結疤聲襞薄板 propria,打亂他們的自然韌勁,造成嘶啞和聲音官能不良的其他症狀。

「結疤聲音摺疊的減少依然是一個重大的治療挑戰」, Jia 說。

Jia 和她的同事要測試二個並行組織工程途徑重新生成薄板 propria。 一個方法著重注射像明膠的材料,組成由軟,嚴格和持久水凝膠,到損壞的組織改進其韌勁和防止傷痕形成。

在第二個途徑,科學家要形成從獲取自然機構的機械和生物特性聲襞結締組織細胞 (成纖維細胞),人為細胞外矩陣和生物提示和機械刺激的組合的功能組織。

「為了生長一個功能組織體外,您需要提供細胞以是作為緊密對那這個自然組織儘可能的一個生物和實際環境」, Jia 說。

要仿造聲襞組織體驗的這個複雜和嚴謹移動,研究員修建生物反應器能够提供明確定義的振動和張應力。

設備,被設計的 Jia,模擬需求,高頻率環境聲襞細胞居住,反覆振動在 100 赫茲 (100 次每秒鐘)。 不僅聲襞碰撞,當他們開張并且關閉,驅動航空從肺,他們一定也能根據 Jia 延長,當語音的間距更改,發生以一個更加緩慢的頻率 1-2 赫茲的移動 (1-2 乘一秒鐘)。

「聲襞成纖維細胞的組合、有彈性和生物活性的人為細胞外矩陣和一臺動態生物反應器提供一個扣人心弦的機會給聲襞薄板 propria 體外組織工程」, Jia 注意。

今年初, Jia 獲得了國家科學基金會的系早期的職業發展證書。 這個有競爭力的證書在那些科學家被贈送很可能視為適合 21 世紀的學術領導先鋒。

Jia 從在上海、中國和一個博士學位在聚合物科學和工程的復旦大學接受了她的應用的化學和碩士學位學士學位聚合物化學和物理從馬薩諸塞大學在阿默斯特。

在參加 UD 系前,在 2005年 Jia 運作作為有羅伯特的 Langer,在組織工程的一個先驅博士後在麻省理工學院。 Langer 最近被授予了國家科學獎章、國家的最高的榮譽稱號的科學技術。

http://www.udel.edu/