ไฮโดรเจลไบโอพรินท์เข้าสู่อากาศ

เทคนิคทางอากาศทำให้เกิดไฮโดรเจลหลังจากการอัดขึ้นรูป ป้องกันการอุดตันภายในเข็ม

นักวิจัยในญี่ปุ่นได้คิดค้นเทคนิคที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับการผลิตไฮโดรเจลที่บรรจุเซลล์หรือ “หมึกชีวภาพ” ซึ่งมีความสำคัญต่อการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ ( Biofabrication 10 045007 ) เทคนิคนี้สามารถสร้างไฮโดรเจลได้ภายในเวลาเพียงหกวินาที และเมื่อใช้กับอุปกรณ์อัดรีดขนาดเล็ก 

สามารถสร้างโครงสร้างไฮโดรเจล 3 มิติ 

ซึ่ง 90% ของเซลล์ที่มีชีวิตรอดจากกระบวนการผลิตนักวิจัยได้คิดค้นเทคนิคที่จัดตั้งขึ้นใหม่ซึ่งใช้เอนไซม์ที่เรียกว่าฮอร์สแรดิชเปอร์ออกซิเดส (HRP) เพื่อเร่งการเชื่อมโยงข้ามของพอลิเมอร์ต่างๆ เพื่อสร้างไฮโดรเจล Bioinks ที่ผลิตโดยปฏิกิริยาเอนไซม์นี้มักใช้ในการพิมพ์ทางชีวภาพแบบอัดรีด ซึ่งเป็นการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุดจนถึงปัจจุบัน ซึ่งไฮโดรเจลถูกบังคับผ่านหลอดฉีดยาหรือหัวฉีดของหัวพิมพ์ จากนั้นจึงทำให้เสถียรอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างโครงสร้างที่พิมพ์ตายตัว

เทคนิคนี้ได้รับความนิยมเนื่องจากไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์ที่มีชีวิตซึ่งห่อหุ้มอยู่ภายในไฮโดรเจล อีกทั้งยังช่วยให้พอลิเมอร์หลายชนิดใช้เป็นหมึกชีวภาพได้ อย่างไรก็ตาม ปัญหาหนึ่งก็คือปฏิกิริยานั้นต้องการ HRP เพื่อผสมกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H 2 O 2 ) ซึ่งมักจะทำในสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อบรรจุสารผสมเหล่านี้ลงในหลอดฉีดยาสำหรับการพิมพ์ครั้งต่อไป ปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วย HRP จะเริ่มสร้างการเชื่อมโยงขวางเกือบจะในทันที ซึ่งอาจอุดตันและอุดเข็มได้

อากาศเข้ามาแทนที่น้ำเทคนิคใหม่ที่พัฒนาโดย Shinji Sakai และเพื่อนร่วมงานของGraduate School of Engineering Science at Osaka Universityเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยการจัดหาไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นก๊าซ โดยการส่งผ่านอากาศผ่านสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เป็นน้ำ นักวิจัยได้สร้างกระแสลมที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ การอัดหมึกชีวภาพเข้าไปในกระแสลมนี้จะเร่งปฏิกิริยา HRP และยอมให้ไฮโดรเจลก่อตัวขึ้น

“เราเตรียมไฮโดรเจลของเราโดยการสัมผัสอากาศที่มี H 2 O 2  ระหว่าง 10 ถึง 50 ppm ด้วยสารละลายที่เป็นน้ำซึ่งเต็มไปด้วยพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลุ่มฟีนอลไฮดรอกซิล (Ph) และฮอร์สแรดิชเปอร์ออกซิเดส” ซาไกอธิบาย “ในระบบนี้ HRP จะกระตุ้นการเชื่อมโยงข้ามของกลุ่ม Ph โดยการบริโภค H 2 O 2 ที่ลอยอยู่ในอากาศ ”

ตามข้อมูลของ Sakai นักวิจัยสามารถ

ปรับอัตราการไฮโดรเจเลชันและคุณสมบัติทางกลของไฮโดรเจลที่เป็นผลลัพธ์โดยการควบคุมความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในอากาศ เวลาสัมผัสของไบโออิงค์ต่อการไหลของอากาศ และความเข้มข้นของ HRP ในไบโออิงค์

เทคนิคในอากาศซึ่งนักวิจัยรายงานในวารสารBiofabricationสามารถใช้ในอุปกรณ์ไมโครอัดขึ้นรูปที่มีไบโออิงค์ที่ประกอบด้วย HRP โพลีเมอร์ที่เชื่อมโยงกันได้ด้วย HRP และเซลล์ทางชีววิทยา “ไบโออิงค์เหล่านี้ถูกอัดขึ้นไปในอากาศที่มี H 2 O 2 และเชื่อมขวางแม้ว่าปฏิกิริยาของเอนไซม์ HRP” Sakai กล่าวกับPhysics World “พวกมันเจลทันทีหลังจากสัมผัสกับอากาศ”

ซาไกและเพื่อนร่วมงานได้พิสูจน์ว่าไฮโดรเจลสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพโดยการปิดเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนูเมาส์ไว้ภายในโครงสร้าง 90% ของเซลล์เหล่านี้รอดชีวิต และยิ่งไปกว่านั้น ยังแพร่กระจายไปทั่วไฮโดรเจลได้สำเร็จ

โพลีเมอร์หลายชนิดสามารถเชื่อมโยงข้ามผ่านปฏิกิริยาเอนไซม์ HRP และนักวิจัยกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาต้องการพัฒนาโครงสร้างไฮโดรเจล 3 มิติที่รับภาระเซลล์โดยใช้ไบโออิงค์หลายตัว “สิ่งเหล่านี้อาจมีเซลล์ประเภทต่างๆ และพอลิเมอร์ที่แตกต่างกันสำหรับการผลิตเนื้อเยื่อ 3 มิติที่ใช้งานได้” Sakai อธิบาย

การให้อาหารแก่ความต้องการเนื้อวัว

ที่ผลิตจากวัวที่เลี้ยงเฉพาะในทุ่งหญ้าของสหรัฐฯ ที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆอาจส่งผลให้จำนวนสัตว์เพิ่มขึ้นถึง 100 ล้านตัวจาก 70 ล้านตัวในปัจจุบันของประเทศ ยิ่งไปกว่านั้น การเปลี่ยนไปใช้ระบบที่เลี้ยงด้วยหญ้าล้วนจะทำให้ต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมสูงขึ้น รวมถึงการปล่อยก๊าซมีเทนมากขึ้น เว้นแต่ประชาชนจะลดการบริโภคเนื้อสัตว์ลง

Matthew Hayekจาก Harvard Law School สหรัฐอเมริกา ผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า “เราสนใจที่จะดูว่าอาจมีอุปสรรคด้านชีวฟิสิกส์อย่างไร: ที่ดินและสิ่งแวดล้อมสามารถรักษาผู้บริโภคไว้ทดแทนการบริโภคบางส่วนหรือทั้งหมดของพวกเขาด้วยเนื้อวัวที่เลี้ยงด้วยหญ้าได้หรือไม่” ร่วมกับRachael Garrettจากมหาวิทยาลัยบอสตัน สหรัฐอเมริกา

เป้าหมายคือเพื่อให้ผู้ซื้ออาหาร เชฟ นักทาน และผู้กำหนดนโยบายได้รับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากเนื้อวัวที่เลี้ยงด้วยหญ้าโดยเฉพาะ เมื่อเทียบกับเนื้อวัวที่เลี้ยงด้วยอาหารสัตว์ ซึ่งฝูงวัวกินธัญพืชเป็นหลักในขณะที่อยู่ในพื้นที่จำกัดเพื่อเร่งน้ำหนัก ได้รับก่อนที่จะเข่นฆ่า

ทีมงานพบว่าทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ในสหรัฐฯ ในปัจจุบันยังไม่มีการตัดแต่งให้เสร็จสมบูรณ์ มีแนวโน้มว่าจะเลี้ยงโคได้เพียง 27 ล้านตัวเท่านั้น หากอาหารสัตว์ที่เลี้ยงด้วยพืชไร่รวมอยู่ในคำจำกัดความของการเลี้ยงด้วยหญ้า อาหารเสริมที่ได้นั้นสามารถเลี้ยงโคเพิ่มได้อีก 34 ล้านตัว ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนถึง 61% ของปริมาณเนื้อวัวในปัจจุบัน

ประเด็นสำคัญประการหนึ่งของรายงานนี้คือการลดการบริโภคเนื้อวัวเท่านั้นที่สามารถรับประกันการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ แต่การรับประทานเนื้อวัวน้อยลงจะมีความหมายต่ออุตสาหกรรมการเลี้ยงโคของสหรัฐฯ อย่างไร เนื้อวัวเป็นธุรกิจขนาดใหญ่ สร้างรายได้ 67 พันล้านดอลลาร์ในการขายและส่งออกในประเทศ ตามรายงานระดับชาติ

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>ป๊อกเด้งออนไลน์ ขั้นต่ำ 5 บาท