In samenwerking met ETH Zürich, ons team van IBM Research - Zürich heeft een artikel gepubliceerd waarin de interactie van vloeistofstromen met biologische cellen wordt beoordeeld. Ons werk stond op de omslag van het 23 mei nummer van Chemische beoordelingen , een veelgeciteerd peer-reviewed wetenschappelijk tijdschrift gepubliceerd door de American Chemical Society.

Het artikel benadrukt het belang van hydrodynamica in de studie van zowel hechtende als gesuspendeerde celculturen en benadrukt het gebruik van belangrijke fysieke krachten om cellen in microfluïdische systemen te beïnvloeden en te manipuleren.

Een dergelijk artikel kan een waardevolle bron zijn voor biowetenschappelijke onderzoekers, in die zin dat het de nodige informatie en hulpmiddelen biedt om hydrodynamische effecten en verschijnselen te begrijpen en toe te passen in de context van celstudies. Het kan ook relevant zijn voor onderzoekers die dit interdisciplinaire veld betreden.

De rol van hydrodynamische verschijnselen

interessant, hydrodynamische verschijnselen zijn van cruciaal belang in bijna alle fysiologische functies en levende organismen. Een prominent voorbeeld is het cardiovasculaire systeem, waarbij het hart - een mechanische pomp - de bloedstroom door een ingewikkeld netwerk van bloedvaten handhaaft. Dergelijke hydrodynamische verschijnselen zijn alomtegenwoordig in levende organismen en kunnen worden gebruikt om cellen te manipuleren of fysiologische micro-omgevingen na te bootsen die in vivo worden ervaren. Hydrodynamische effecten beïnvloeden meerdere cellulaire eigenschappen en processen, waaronder celmorfologie, intracellulaire processen, cel-cel signaleringscascades en reactiekinetiek, en spelen een belangrijke rol bij de eencellige, meercellig en orgaanniveau.

Gebruikmaken van hydrodynamische effecten

In dit artikel, we beschrijven en formuleren de onderliggende fysica van hydrodynamische verschijnselen die hechtende en zwevende cellen aantasten. We illustreren ook het gebruik van microdevices die hydrodynamica kunnen benutten en laten zien hoe geselecteerde hydrodynamische effecten kunnen worden gebruikt om mechanische spanningen te beheersen, analyt transport, evenals de lokale temperatuur in cellulaire micro-omgevingen.

Met een beter begrip van vloeistofmechanica op micrometer-lengteschaal en gezien de vooruitgang van microfluïdische technologieën, een nieuwe generatie experimentele instrumenten is in opkomst. Dergelijke tools bieden controle over cellulaire micro-omgevingen en emuleren fysiologische omstandigheden met uitstekende nauwkeurigheid. Het is dus tijd om de concepten die ten grondslag liggen aan de hydrodynamische controle van cellulaire micro-omgevingen en hun toepassingen te beoordelen om een ​​aantal perspectieven te krijgen op de toekomst van dergelijke instrumenten in in vitro celcultuurmodellen.

Naar gepersonaliseerde geneeskunde

Wij zijn van mening dat het verkrijgen van diepere kennis van vloeistofmechanica en het bevorderen van microfluïdische technologieën en systemen een aanzienlijke impact zal hebben op verschillende gebieden, zoals celbiologie, ontwikkeling van geneesmiddelen en medische diagnostiek. In vitro celcultuur en orgaan-op-chip-modellen worden steeds belangrijker bij het screenen van geneesmiddelen en gepersonaliseerde geneeskunde.