ไฮโดรเจลที่แข็งแรง ยืดหยุ่น และเหนียวซึ่งมีน้ำมากกว่า 70% สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเส้นเอ็นเทียมที่ทนทานและเนื้อเยื่อชีวภาพอื่นๆ ที่รับน้ำหนักได้ ไฮโดรเจลใหม่นี้ผลิตขึ้นโดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส สหรัฐอเมริกา และมีพื้นฐานมาจากโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับการอนุมัติสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์โดยสำนักงานคณะกรรมการ
อาหารและยา
ของสหรัฐอเมริกาแล้ว เส้นเอ็นทางชีวภาพยังมีน้ำเป็นส่วนประกอบมากกว่า 70% แต่ยังคงแข็งแรงและทนทานด้วยชุดโครงสร้างลำดับชั้นที่เชื่อมต่อกันซึ่งขยายความยาวตั้งแต่นาโนเมตรถึงมิลลิเมตร นักวิจัยพยายามเลียนแบบวัสดุเหล่านี้โดยใช้ไฮโดรเจล ซึ่งเป็นเครือข่ายโพลิเมอร์สามมิติที่สามารถกักเก็บน้ำได้
จำนวนมากและมีโครงสร้างคล้ายกับเนื้อเยื่อชีวภาพ ปัญหาคือจนถึงตอนนี้ ไฮโดรเจลที่มีน้ำมากเท่ากับเส้นเอ็นตามธรรมชาติมักจะไม่แข็งแรง ทนทาน หรือทนทานต่อความเมื่อยล้าเท่ากับสารชีวภาพ
เกลือออกจากโครงสร้างที่หล่อเยือกแข็ง ในการทำงาน เริ่มต้นด้วยการหล่อเยือกแข็งหรือทำให้แข็งตัว
เพื่อสร้างโครงสร้างโพลิเมอร์ที่มีรูพรุนคล้ายรังผึ้ง ผนังขนาดไมครอนของรูพรุนในวัสดุนี้เรียงตัวสัมพันธ์กันและทำหน้าที่เพิ่มความเข้มข้นของ PVA ในพื้นที่เฉพาะ จากนั้น นักวิจัยได้แช่โพลิเมอร์ในสารละลายเกลือ (“การขจัดเกลือออก”) เพื่อตกตะกอนและตกผลึกเป็นสายโซ่ของโพลิเมอร์เป็นเส้นใยหรือไฟบริล
ที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของผนังรูพรุน ปรากฏการณ์นี้การประกอบแบบลำดับชั้นของโครงสร้างแบบแอนไอโซทรอปิกไฮโดรเจลที่ได้จะมีปริมาณน้ำอยู่ระหว่าง 70 ถึง 95% เช่นเดียวกับเส้นเอ็นตามธรรมชาติ พวกมันประกอบด้วยการประกอบแบบลำดับชั้นของโครงสร้างแบบแอนไอโซโทรปิกที่ทอดยาว
ตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงไม่กี่มิลลิเมตร เขาและเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบไอออนของเกลือหลายชนิดในการทดลอง และพบว่าโซเดียมซิเตรตเป็นเกลือที่ละลาย PVA ได้ดีที่สุด เมื่อพวกเขาใช้เครื่องทดสอบเชิงกลเพื่อวัดลักษณะความเครียด-ความเครียดของไฮโดรเจลที่เกิดขึ้น พวกเขาพบว่าไฮโดรเจล
มีความเค้น
สุดท้ายที่ 23.5 ± 2.7 เมกะปาสคาล ระดับความเครียด 2900 ± 450 % ความเหนียว 210 ± 13 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร พลังงานการแตกหัก 170 ± 8 กิโลจูลต่อตารางเมตร และเกณฑ์ความล้าที่ 10.5 ± 1.3 กิโลจูลต่อตารางเมตร นักวิจัยกล่าวว่าคุณสมบัติเชิงกลเหล่านี้คล้ายกับเส้นเอ็นตามธรรมชาติ
พวกเขายังทราบด้วยว่าไฮโดรเจลของพวกเขาไม่มีสัญญาณของการเสื่อมสภาพหลังจากรอบการยืด 30,000 รอบ จำลองเนื้อเยื่ออ่อนอื่นๆเนื่องจาก มีอยู่ในโพลิเมอร์และระบบตัวทำละลายต่างๆ เขากล่าวว่าเทคนิคที่ใช้ในงานนี้ ซึ่งมีรายละเอียดอยู่สามารถใช้ได้กับวัสดุอื่นๆ ด้วย ดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้
ช่นเดียวกับการสร้างเนื้อเยื่ออื่นๆ เหล่านี้ ไฮโดรเจลยังสามารถนำไปใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่ต้องทำงานหลายรอบได้ เขากล่าวเสริม โครงสร้างสามารถใช้เป็นวัสดุเคลือบสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบฝังหรือแบบสวมใส่ได้ เพื่อปรับปรุงความพอดี ความสบาย และประสิทธิภาพในระยะยาว
ความทะเยอทะยานในระยะยาวของนักวิจัยคือการใช้ไฮโดรเจลใหม่เพื่อเลียนแบบเนื้อเยื่อที่รับน้ำหนัก แต่ยังรวมถึงอวัยวะที่ทำงานได้ “สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการรวมการพิมพ์ 3 มิติและวิศวกรรมเนื้อเยื่อเข้ากับไฮโดรเจลที่เราพัฒนาขึ้น”ที่จะใช้โครงสร้างที่มีไฮโดรเจลเพื่อจำลองเนื้อเยื่ออ่อนอื่นๆ
ของปอด
ที่มีตำแหน่งของเนื้องอกที่ซับซ้อนกว่าตับ SIB สำหรับมะเร็งศีรษะและคอที่มีโครงสร้างทางกายวิภาคและขนาดยาที่ซับซ้อนกว่ามะเร็งตับอ่อน และมะเร็งต่อมลูกหมากได้รับการรักษาด้วยการเพิ่มปริมาณตามลำดับ “เราออกแบบแผนงานนี้โดยเพิ่มความซับซ้อนของกายวิภาคศาสตร์
และรูปแบบปริมาณรังสี” Wang อธิบาย “ในท้ายที่สุด โมเดลแมชชีนเลิร์นนิงเหล่านี้จะช่วยให้ผู้วางแผนการรักษาทำงานทั่วทั้งเครือข่ายสิ่งอำนวยความสะดวกทางคลินิกของเรา ทำให้พวกเขามีพื้นฐานที่แข็งแกร่งและเป็นจุดเริ่มต้นที่เป็นสากลโดยอิงตามประสบการณ์และข้อมูลทางคลินิกก่อนหน้านี้”
จะเกี่ยวกับการแก้ปัญหาทางสถิติโดยอิงจากประสบการณ์ทางคลินิกก่อนหน้านี้ แต่ยังมีโอกาสที่น่าสนใจในการปรับการรักษาด้วยรังสีให้เหมาะกับแต่ละบุคคล เพื่อให้ผู้ป่วยเฉพาะรายได้รับประโยชน์สูงสุด Wang กล่าวว่าวิธีการ “หลายกลยุทธ์” นี้ทำให้การวางแผนอัตโนมัติสร้างแผนอัตโนมัติโดยเน้น
ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กลยุทธ์การวางแผนแบบหนึ่งอาจสนับสนุนการครอบคลุมเป้าหมายที่มากขึ้น ในขณะที่อีกกลยุทธ์หนึ่งอาจให้ความสำคัญกับการประหยัดเนื้อเยื่อที่แข็งแรง “ด้วยการคลิกเพียงครั้งเดียว คุณสามารถเรียกใช้กลยุทธ์ต่างๆ และปล่อยให้แพทย์เลือกระหว่างกลยุทธ์เหล่านั้น” Wang อธิบาย
“มันเหมือนกับว่าคุณมีนักวางแผนที่แตกต่างกัน 4 คนเพื่อสร้างแผนที่แตกต่างกัน 4 แผน และแผนอัตโนมัติที่ดีที่สุดสามารถปรับแต่งเพิ่มเติมและเป็นส่วนตัวได้โดยการประมวลผลภายหลัง เรากำลังมุ่งสู่การแพทย์เฉพาะบุคคลและแม่นยำโดยอาศัยความรู้ทางคลินิกและประสบการณ์ที่สั่งสมมานาน
หลายทศวรรษ แมชชีนเลิร์นนิงเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมในการทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น” พัฒนาอย่างต่อเนื่องในขณะเดียวกัน และเพื่อนร่วมงาน จะยังคงจัดลำดับความสำคัญของนวัตกรรมผลิตภัณฑ์ที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลควบคู่กับการตรวจสอบทางคลินิก เริ่มต้นที่นี่และตอนนี้ด้วยการผลักดันโมเดลการเรียนรู้
ของเครื่องให้เหนือกว่าคุณภาพของแผนการรักษาในอดีตที่พวกเขาได้รับการฝึกอบรม“ไม่ใช่แค่การเก็บสิ่งที่ดีที่สุดจากแผนทางประวัติศาสตร์เท่านั้น แต่ยังเกี่ยวกับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในอนาคตด้วย” อธิบาย “คุณคงไม่อยากถึงจุดที่แมชชีนเลิร์นนิงไม่ก้าวหน้าเมื่อเวลาผ่านไป
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
