بررسی خواص بیومکانیکی بافت بدن در مقیاس نانومتری امکان‌پذیر شد

محققان دانشگاه شنژن یک پروب نانومکانیکی نوری فشرده (FONP) برای اندازه‌گیری خصوصیات بیومکانیکی بافت داخل بدن و حتی سلول‌های منفرد ایجاد کرده‌اند.

کد خبر: ۱۰۶۱۹۳۰

دوشنبه - ۰۱ اسفند ۱۴۰۱ / February 20, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه شنژن یک پروب نانومکانیکی نوری فشرده (FONP) برای اندازه‌گیری خصوصیات بیومکانیکی بافت داخل بدن و حتی سلول‌های منفرد ایجاد کرده‌اند.

در مقاله‌ای که در نشریه International Journal of Extreme Manufacturing به چاپ رسیده، محققان دانشگاه شنژن از فناوری پلیمریزاسیون دو فوتونی لیزر فمتوثانیه استفاده کردند تا یک میکروپروبی فیبر نوک را با دقت مکانیکی فوق‌العاده پایین تا ۲٫۱ نانونوتون کاهش دهند.

این سیستم حسگری مکانیکی با دقت بالا، اندازه‌گیری خواص بیومکانیکی بافت داخل بدن، سلول منفرد و سایر انواع مواد بیولوژیکی نرم را امکان‌پذیر می‌کند. این یافته‌ها می‌تواند تأثیر گسترده‌ای در توسعه آینده میکروسکوپ نیروی اتمی تمام فیبر برای آزمایش بیومکانیکی را داشته باشد.

ییپینگ وانگ، یکی از محققان اصلی این پروژه اظهار داشت: «خصوصیات بیومکانیکی بافت‌های مختلف در بدن انسان به‌طور گسترده از نرم‌ترین سلول‌ها تا سفت‌ترین استخوان‌ها تفاوت فاحشی با هم دارد. ما راهبردی انعطاف‌پذیر ارائه کردیم که می‌تواند میکروپیمایشگر فیبر نوک را با طراحی و برای اندازه‌گیری دقیق بیومکانیکی داخل بدن و تقریباً برای تمام بافت‌های بدن انسان تولید کند.»

میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) یکی از معدود فناوری‌هایی است که می‌تواند اندازه‌گیری‌های بیومکانیکی ظریف را انجام دهد. با این حال، در اندازه و سیستم بازخورد محدودیت‌هایی وجود دارد. همچنین نیاز به هندسه خاصی از نمونه‌ها دارد، که کاربرد آن در اندازه‌گیری بیومکانیکی در داخل بدن را محدودتر می‌کند.

منگکیانگ ژو از محققان این پروژه می‌گوید: «کار ما به نسل جدیدی از AL-Fiber AFM با روش انعطاف‌پذیر برای دستیابی به بهترین طراحی میکروپیمایشگر فیبر نوک برای هر تست داخل بدن منجر شد، که قابل اعتماد و کوچک است.»

چانگروی لیاو پیشگام میکرووادوات فیبر نوک ساخته شده توسط فناوری پلیمریزاسیون دو فوتونی لیزر فمتوثانیه برای حسگری گاز است. این پیشرفت به “All-Fiber AFM” اجازه می‌دهد تا نسل جدیدی از تجهیزات برای تحقیقات اساسی مربوط به اندازه‌گیری بیومکانیکی انواع مختلف بافت داخل بدن ساخته شود.

این تیم از تئوری توپولوژیکی برای بهینه‌سازی طراحی پروب‌های فیبر نوک استفاده کرد. میکروپیمایشگر‌های ساخته شده می‌تواند به قابلیت اندازه‌گیری قابل اعتماد تا ۲٫۱ نانونوتون برسد.

ساندور کاسااس گفت: «این دستاورد نقطه عطف بوده و فقط آغاز کار است. ما پیش‌بینی می‌کنیم این روش به ابزاری قدرتمند برای مطالعه بیومکانیکی داخل بدن و سلول‌های انسان تبدیل شود، تا بیشتر اصول تغییرات بیومکانیکی مرتبط با بیماری‌ها را درک کند.»