ITMO 建造了俄罗斯第一个自动化移动实验室,用于制造人造心脏

ITMO 建造了俄罗斯第一个自动化移动实验室,用于制造人造心脏

ITMO 的科学家与西伯利亚联邦大学、基础设施和教育项目基金会以及 Prolab 研究与生产协会的研究人员一起建造了一个用于监测细胞和细菌系统的小型实验室。 该项目在阿尔马佐夫国家医学研究中心现场进行了展示。 该实验室将培养细胞培养物,根据实验创建数据库,并且开发人造心脏。 我们在材料中介绍了实验室的布局以及可以进行哪些实验。

要进行组织、器官或微生物的细胞培养,需要观察房间内的特殊条件:保持无菌和一定的温度、净化空气、为员工使用专门的服装。 为此,实验在培养箱中进行 - 固定的隔离实验室,在其中可以保持必要的条件。 这些房间的问题在于它们是固定的,不适合训练,因为不能同时有很多人待在房间里面。

 ITMO发明了什么

为了解决这个问题,ITMO 科学家与合作伙伴一起开发了一个小型实验室,用于进行细胞和细菌实验。 该项目在阿尔马佐夫国家医学研究中心现场进行了展示。 可折叠的迷你实验室呈立方体形状,高、长、宽均为三米。 它包含细胞培养设备:层流箱(用于在无菌条件下处理生物物体的实验室柜)、恒温器、CO2 培养箱、显微镜、冰箱、水浴和离心机。 还可以在实验室中安装使用原子力显微镜进行材料分析的机器人平台。 该立方体配备了自主通风和额外的消毒系统——高效空气过滤器。 小型实验室适合解决多种问题。

教育。 该立方体不需要像传统的培养箱那样内置于房间和通风系统中,而是可以组装在任何房间中。 此外,立方体四面都是透明的,并配备了摄像头来播放实验室的工作情况。 因此,这样的开发将能够在学校和大学中用于向学童和学生演示实验。

研究。 在立方体中,您可以使用两种类型的细胞:真核细胞(核细胞)和细菌细胞(非核细胞)。 对它们进行了各种实验:它们不仅生长,而且还学习使用各种方法来编程细胞和细菌的行为。

为此,ITMO 科学家使用各种类型的细胞培养物。 在生物聚合物产品上培养细胞,并研究其反应及其与材料的相容性。 这将允许通过控制材料的结构和寻找再生医学的新解决方案来优化细胞反应。 特别是,科学家们计划研究心肌细胞(心脏的肌肉细胞)如何在各种聚合物上扎根。 这将有助于了解如何使细胞以正确的方式收缩,并在未来制造心脏植入物。

实验自动化。 实验室有一个机器人手臂,可以取代实验室助理,并允许您自动化一些实验。 现在,她与一个带来解决方案和消耗品的人合作,并使用显微镜分析结果。 实验结果被加载到数据库中,人工智能对其进行分析并决定下一系列的样本进行研究。 未来,科学家计划使这一过程完全自动化。

下一步是什么

在实验室的帮助下,研究人员将开发器官芯片方向。 所谓的用于创建组织和器官微型复制品的设备。 为此,实验室将学习使用可生物降解的聚合物产品对心肌细胞的行为进行编程。 特别是,科学家计划训练细胞收缩。 未来,此类开发可以扩大规模,以创造出成熟的人造心脏。

 未来,将可以使用特殊的显微镜和相机在实验室远程观察细胞生长。 利用机器视觉,科学家将形成可用于再生医学、细胞生物学和材料科学领域科学研究的数据库。

 

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