.로봇 실은 뇌의 혈관을 통해 미끄러지도록 설계되었습니다
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.천문학 자들은 태양계 너머에 거주 가능한 행성을 찾기 위해 지구의 지문을 결정합니다
에 의해 맥길 대학교 (McGill University) 지구와 같은 행성에 대한 예술가의 개념. 크레딧 : NASA / ESA / G. 베이컨 (STScI),2019 년 8 월 28 일
McGill University의 두 천문학 자들은 지구를위한“지문”을 모아서 생명을 지탱할 수있는 태양계 너머의 행성을 식별 할 수 있습니다. McGill Physics 학생 Evelyn Macdonald와 그녀의 감독자 인 Nicolas Cowan 교수는 SCISAT 위성이 촬영 한 지구 대기에 대한 10 년 이상의 관측을 사용하여 지구의 통과 스펙트럼, 적외선 의 지구 대기에 대한 일종의 지문 을 구성했습니다. 거주 할 수있는 세계를 찾는 핵심 분자. 여기에는 오존과 메탄의 동시 존재가 포함되며, 과학자들은 지구상에 이러한 화합물의 유기 공급원이있을 때만 볼 것으로 기대합니다. 이러한 탐지를 "생체 서명"이라고합니다. 코완 교수는“소수의 연구원들이 지구의 운송 스펙트럼을 시뮬레이션하려고 시도했지만 이것이 지구의 최초의 경험적 적외선 운송 스펙트럼”이라고 말했다. "이것은 외계 천문학 자들이 지구의 이동을 관찰하면 볼 수있는 것입니다." 8 월 28 일에 왕립 천문 학회 월간 고지에 실린 연구 결과는 과학자들이 지구와 같은 외계 행성 ( 행성) 을 찾기 위해 어떤 종류의 신호를 찾아야하는지 결정하는 데 도움을 줄 수있다태양 이외의 별을 공전하는 것). 캐나다 우주국 (Canada Space Agency)에 의해 개발 된 SCISAT는 과학자들이 지구의 오존층이 고갈 될 때 대기의 입자를 연구함으로써 지구의 오존층 파괴를 이해하도록 돕기 위해 만들어졌습니다. 일반적으로 천문학 자들은 별빛이 대기를 통해 비추는 방식을보고 행성의 대기에서 어떤 분자가 발견되는지 알 수 있습니다. 기기는이 관측을 위해 행성이 별을 지나가거나 통과 할 때까지 기다려야합니다. 충분한 망원경을 사용하면 천문학자는 이산화탄소, 산소 또는 수증기와 같은 분자를 식별하여 행성이 거주 가능하거나 거주하고 있는지 여부를 나타낼 수 있습니다. 코완은 대기 과학자이자 MSI 연구원 인 이황 교수가 맥실 우주 연구소 (MSI)에서 열린 단체 점심 회의에서 외계 행성 (exoplanet)의 통과 분광법에 대해 설명했다. SCISAT에 의해 수행됩니다. 1990 년대에 외계 행성이 처음 발견 된 이래로 천문학 자들은 4,000 개의 외계 행성이 존재한다는 것을 확인했다. 성배 천문학이 상대적으로 새로운 분야에서 잠재적으로 생명을 지구 2.0을 호스팅 할 수 행성을 찾는 것입니다. TRAPPIST-1이라는 행성을 보유 할 수있는 매우 유망한 시스템은 다가오는 James Webb 우주 망원경의 표적이 될 것이며 2021 년에 출시 될 예정입니다. Macdonald와 Cowan은 지구와 같은 행성의 대기가 어떻게 보일지에 대한 시뮬레이션 신호를 만들었습니다. NASA, 캐나다 우주국 및 유럽 우주국 간의 협력 인이 미래 망원경의 눈을 통해. 40 광년 떨어져있는 TRAPPIST-1 시스템에는 7 개의 행성이 있으며 그 중 3 개 또는 4 개는 액체 물이 존재할 수있는 소위 "거주 가능한 구역"에 있습니다. 맥길 천문학 자들은이 행성이 지구의 지문과 유사한 신호를 찾는 유망한 장소가 될 수 있다고 말했다. 행성은 우리 태양보다 작고 차가운 M-dwarf 별을 공전하고 있기 때문이다. 맥도널드는 "TRAPPIST-1은 근처의 적색 왜성 별이며,이 행성은 대중 교통 분광법의 표적이 될 수있다. 이는 별이 태양보다 훨씬 작기 때문에 행성이 상대적으로 쉽게 관찰 될 수 있기 때문"이라고 Macdonald는 설명했다. "또한이 행성들은 항성 근처에서 공전하기 때문에 며칠마다 이동합니다. 물론 행성 중 하나에 생명력이 남아 있더라도 별이 지구와 너무 다르기 때문에 지구와 지구 환경 이 동일 할 것으로 기대하지는 않습니다 . 태양." 그들의 분석에 따르면, 맥도날드와 코완은 웹 망원경이 기기를 사용하여 이산화탄소 와 수증기 를 감지하기에 충분히 민감 할 것이라고 확인했다 . 대상 행성을 관찰하는 데 충분한 시간이 소요되면 메탄과 오존의 생체 특징을 감지 할 수도 있습니다. 몬트리올에 기반을 둔 Exoplanets Research Institute의 Cowan 교수와 그의 동료들은 우리 지구 너머의 생명 징후를 발견 한 최초의 사람이되기를 희망하고 있습니다. 맥도날드가 수석 학부 논문을 위해 조립 한 지구의 지문은 다른 천문학 자들에게이 검색에서 찾아야 할 것을 알려줄 수있다. 그녀는 박사 학위를 시작할 것입니다. 가을 토론토 대학의 외계 행성 분야. 에블린 JR 맥도날드와 니콜라스 비 코완은 2019 년 8 월 28 일 왕립 천문 학회 월간 고지 에서 온라인으로 출판되었다 .
더 탐색 제임스 웹 우주 망원경은 1 년 안에 TRAPPIST-1 대기에 대해 배우기 시작할 수 있다고 연구 결과는 밝혔다 추가 정보 : Evelyn JR Macdonald et al. 지구의 경험적 적외선 통과 스펙트럼 : 불투명 창 및 생체 서명, 왕립 천문 학회 월간 통지 (2019). DOI : 10.1093 / mnras / stz2047 저널 정보 : 왕립 천문 학회 월간 공지 McGill University 제공
https://phys.org/news/2019-08-astronomers-earth-fingerprint-habitable-planets.html
.얽힌 광자 수백만 마일 떨어져 생성
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : C.-Y. 루와 엘씨 펭 / HFNL, 2019 년 8 월 28 일 보고서
중국, 독일, 영국 및 미국 출신의 연구팀은 수백만 마일 떨어진 곳에서 광자를 얽히는 방법을 발견했습니다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서 연구원들은이 업적과 그것이 태양의 성질을 연구하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 설명합니다. 1987 년에 연구원들은 빔 스플리터로 들어가는 두 개의 동일한 광자 가 항상 같은 포트에서 스플리터를 빠져 나갈 것이라는 것을 발견했습니다 . 물리적으로 서로 결합되지 않았기 때문에 로직은 약 절반의 시간 동안 별도의 포트에서 나왔어야한다고 제안했습니다. 이론은 양자 간섭 때문이 아니라고 제안했다. 실험의 주목할만한 특성 중 하나는 스플리터에 도달하는 시간을 정하기 위해 필요에 따라 두 광자가 생성되어야한다는 것이었다. 이 새로운 노력에서 연구원들은 예측할 수없는 근원 인 태양에서 생성 된 광자에 대해 동일한 효과를 얻을 수 있을지 궁금해했습니다. 이것이 가능한지 알아 내기 위해, 연구원들은 요청시 현지에서 생성 된 모든 특성과 일치하는 광자만을 허용하는 태양으로부터 들어오는 빛에 대한 필터 시스템을 설정했습니다. 그러나 여전히 타이밍 문제가 발생하여 동시에 스플리터에 도달하게되었습니다. 이를 위해 연구원들은 첫 번째 필터에서 또 다른 필터를 통해 광자 스트림을 지시했습니다.이 필터는 다른 필터를 통해 생성 된 광자 와 동일한 속도로 도달하지 않은 광자를 필터링 했습니다. 지정된 시간에 감지기를 켜고 끄면서 로컬에서 생성 된 시간과 동일한 시간에 도착한 사람 만 입장 할 수있었습니다. 연구팀은 먼 곳에서 나온 두 개의 동일한 광자가 정확히 동시에 스플리터에 들어갔다고보고했다 (여기서 약간의 오류가 있음). 그리고 예상대로 두 광자는 같은 포트에서 빔 스플리터를 빠져 나갔습니다. 연구원들은 다음 논리적 단계를 밟았습니다. 태양에서 나온 광자를 로컬에서 생성 한 광자와 얽혔습니다. 연구진은 "시원한"요소를 제외하고는 그 성취가 즉각적인 실제 적용으로 이어지지는 않지만 태양으로부터 광자를 연구하는 데 도움이 될 수 있다고 제안합니다.
더 탐색 방사상 위치와 모멘트에 의해 얽힌 광자 상관 더 많은 정보 : Yu-Hao Deng et al. 1 억 5 천만 킬로미터로 분리 된 광원 간 양자 간섭, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.080401 . Arxiv에서 : https://arxiv.org/abs/1905.02868 저널 정보 : 실제 검토 서한
https://phys.org/news/2019-08-entangling-photons-millions-miles.html
.수학적 모델링은 왜 동물들이 밤에 보는지를 보여줍니다
에 의해 히로시마 대학 위 : 수학적 모델에 의한 시뮬레이션 결과, 아래 : 실험의 실시간 영상 데이터. 학점 : Sungrim Seirin-Lee / 히로시마 대학2019 년 8 월 28 일
야행성 및 일주 포유류는 똑같이 보이지만 잠깐 동안 만 나타납니다. 생쥐가 태어날 때, 눈 세포의 염색질은 일주일 구조를 갖습니다. 매일이 염색질의 레이아웃이 천천히 반전되어 쥐가 밤에 볼 수 있습니다. 이 변화가 어떻게 일어나는지는 미스터리였습니다. HU의 생명 과학 대학원 교수 인 Sungrim Seirin-Lee 부교수와 오치아이 히로시 (Hiroshi Ochiai) 교수는 염색질 이 핵의 모양을 변화시키고 있다고 의심했다 . Seirin-Lee는“이 연구를 시작할 때 우리의 가설은 수학에 100 % 기반을 두었다”고 말했다. "수학적 모델링으로 인해 핵 변형이 DNA 구조 변화의 핵심 요소라는 것을 발견했습니다." 우리가 핵 내부를 볼 수 있다면 , 염색질이 다른 유형과 지역으로 나옵니다. 핵의 중심 주위에는 유 크로 마틴, 또는 크게 활동하는 DNA가 있습니다. 다른 한편으로, 이종 크로 마틴은 핵의 외피 또는 천장 주위에있는 일종의 DNA이다. euchromatin과 달리 heterochromatin의 유전자 활성화는 낮습니다. 그러나 야행성 동물과 일주일 동물 사이에서 핵 구조 의 차이는 특히 망막 주위에서 더 커집니다. DNA는 야행성 포유류 에서 핵의 중심에 있습니다. 일반적으로, 헤테로 크로 마틴은 핵 외피에 넣어 둔다. 그러나 야행성 동물의 경우, 세이 린 리와 오치아이는 핵이 변화하는 형태로 움직일 수 있음을 발견했습니다. 염색질의 움직임을 설명하기 위해 Seirin-Lee와 그녀의 동료들은 위 상장 모델링이라는 유형의 수학적 모델링을 사용했습니다. 물리학에서 일반적으로 사용되는 방법; 위 상장 모델링은 얼음과 물을 구별하는 것과 같은 일을하는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 세린-리 (Seirin-Lee)에 따르면, "생물 과학에서는 흔하지 않다. 염색질 역학에서는 세계 최초의 시험이다." 이 기능을 사용하여 연구팀은 핵 내부와 외부뿐만 아니라 유 크로 마틴 대 이종 크로 마틴을 결정하고 정의함으로써 염색질과 핵의 움직임을 볼 수 있었다. 연구팀은 쥐의 눈에서 헤테로 크로 마틴 (heterochromatin)을 관찰했을 때 조건부 구조가 역학적 변형을 일으켜 역전 된 핵 구조를 초래한다는 것을 발견했다. 역 건축 구조의 경우, 두 개의 단백질이 제거되어 이종 크로 마틴이 움직일 수 있습니다. 그런 다음 Ochiai의 도움으로 망막 세포를 모방 한 신경 줄기 세포에 대한 모델을 테스트했습니다. 핵 주변에서 헤테로 크로 마틴 을 유지하는 단백질로 세포를 처리 한 후 , 변형을 정지시켰다. 크로 마틴 클러스터링이 증가하고 핵 구조가 반전을 완료 할 수 없습니다. 이 발견은 이의 수학적 모델링과 일치했다. Seirin-Lee와 그녀의 동료들은 궁극적으로 그들의 발견이 포유류 세포에 보편적인지 확인하고 싶어합니다 . Seirin-Lee는 "이 단계에서는 마우스 눈일 뿐이라고 생각한다. 그러나 우리는 모른다. 아마도 인간은 역학적 핵 변형에 의해 그러한 구조를 가질 수있을 것이다"고 말했다. 다음으로, Seirin-Lee는 중간 구조 또는 핵의 기존 구조와 역 아키텍처 사이의 일종의 하이브리드를 다루려고합니다. 이 연구는 PLOS 전산 생물학에 발표되었습니다 .
더 탐색 핵에서 게놈을 구성하는 것은 무엇입니까? 추가 정보 : PLOS 전산 생물학 , DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1007289 저널 정보 : PLoS Computational Biology 히로시마 대학 제공
https://phys.org/news/2019-08-mathematical-animals-night.html
.신축성 무선 센서로 뇌동맥 류 치유 모니터링
하여 조지아 공대 이 클로즈업 이미지는 뇌의 혈류를 모니터링하기위한 초박형, 로우 프로파일 센서의 세부 사항을 보여줍니다. 크레딧 : Georgia Tech, 2019 년 8 월 28 일
인간 뇌의 혈관에 이식하기에 충분히 작은 무선 센서는 임상의가 동맥류의 치유를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 배터리없이 작동하는 신축성 센서는 동맥류의 영향을받는 혈관의 혈류를 제어하기 위해 이식 된 스텐트 또는 전환기 주위에 감겨 있습니다. 비용을 줄이고 제조를 가속화하기 위해, 신축성 센서의 제조 는 에어로졸 제트 3D 프린팅을 사용하여 엘라스토머 기판에 전도성은 흔적을 만듭니다. 3-D 적층 제조 기술은 클린 룸에서 전통적인 다단계 리소그래피 공정을 사용하지 않고도 단일 단계로 매우 작은 전자 특징을 생성 할 수 있습니다. 이 장치는 무선 모니터링을위한 이식 가능하고 신축성있는 감지 시스템을 생성하는 에어로졸 제트 3D 프린팅의 첫 번째 시연으로 여겨집니다. 조지아 테크의 조지 W. 우드 럽 기계 공학과 조운 교수 부사장은 "우리 센서의 아름다움은 임상의들이 이미 동맥류를 치료하기 위해 사용하고있는 기존의 의료용 스텐트 나 흐름 전환기에 완벽하게 통합 될 수 있다는 것"이라고 말했다. 그리고 Georgia Tech 및 Emory University의 생의학 공학 Wallace H. Coulter학과. "우리는 동맥류 주머니로 들어오는 혈류를 측정 하여 동맥류가 얼마나 잘 치유되는지 확인하고 혈류가 변하면 의사에게 경고 할 수 있습니다." 카테터 시스템을 사용하여 삽입 된 센서는 생체 모방 뇌 동맥류 혈류 역학의 무선 감지를 위해 유도 성 신호 결합을 사용합니다. 이 연구는 8 월 7 일 Advanced Science 저널에보고되었다 . 뇌동맥 류의 진행 상황을 모니터링하려면 유해한 부작용을 일으킬 수있는 조영제를 사용하여 반복 혈관 조영술 영상이 필요합니다. 비용 및 잠재적 인 부정적인 영향으로 인해 이미징 기술의 사용이 제한되어야합니다. 그러나 혈관에 배치 된 센서는 이미징 염료를 사용하지 않고도 더 자주 평가할 수 있습니다.
무선 혈류 센서는 신축성이있어 이식 용 스텐트를 준수 할 수 있습니다. 크레딧 : Georgia Tech
Yeo 박사는“수술을 한 환자의 경우, 영상 도구를 사용하지 않고 동맥류가 폐색되는지 여부를 알 수있을 것입니다. "우리는 초당 0.05 미터의 작은 변화를 감지하기 위해 혈류를 정확하게 측정 할 수있을 것입니다." 6 층 센서는 생체 적합성 폴리이 미드,은 나노 입자, 유전체 및 연질 중합체 캡슐화 물질로부터 생성 된 2 개의 분리 된 메쉬 패턴 층으로 제조된다. 센서는에 맞도록 직경보다 두세 밀리미터해야 스텐트 또는 유동 전환기, 감싸 될 혈액 용기. 센서는 신체 외부에 위치한 다른 코일로부터 전송 된 전자기 에너지를 픽업하기위한 코일을 포함한다. 주입 된 센서를 통해 흐르는 혈액은 커패시턴스를 변경하여 센서를 통과하는 신호가 신체 외부에있는 세 번째 코일로 이동합니다. 실험실에서 Yeo와 그의 공동 연구자들은 육류에 이식 된 센서에서 6cm 떨어진 커패시턴스 변화를 측정하여 뇌 조직을 시뮬레이션했습니다. 유는 "유량은 측정 할 수있는 정전 용량 변화와 실제로 상관 관계가있다"고 말했다. "우리는 센서를 매우 얇고 변형 가능하게하여 혈류의 작은 변화에 반응 할 수있게했습니다 ." 에어로졸 제트 3D 프린팅 기술의 사용은 센서에 필요한 신축적이고 유연한 전자 장치를 생산하는 데 필수적이었습니다. 이 기술은 에어로졸 입자 스프레이를 사용하여 패턴을 만들어 기존 잉크젯 인쇄보다 더 좁은 피처 크기를 허용합니다.
무선 센서는 에어로졸 제트 3D 프린터를 사용하여 생산됩니다. 은 나노 입자 필름의 예가 오른쪽에 도시되어있다. 크레딧 : Georgia Tech "
인쇄 속도, 인쇄 폭 및 분사되는 재료의 양을 제어 할 수 있습니다." "매개 변수에 매개 변수를 최적화 할 수 있으며, 점도가 넓은 재료를 사용할 수 있습니다." 센서는 값 비싼 클린 룸 시설없이 단일 단계로 제조 할 수 있기 때문에 적은 비용으로 대량으로 제조 할 수 있습니다. 동맥류 센서의 다음 단계 는 유속과 함께 혈관의 혈압 을 측정 할 수 있습니다. Yeo는 "압력이 흐름 변화에 어떻게 기여하는지 측정 할 수있을 것"이라고 설명했다. "그러면 장치를 두개 내 압력 측정과 같은 다른 응용 분야에 사용할 수 있습니다." Yeo의 연구팀은 ECG 및 기타 정보를 제공 할 수있는 유연하고 착용 가능한 건강 모니터를 개발했습니다. 그는 모니터링 기술의 성공은 나노 물질, 신축성 역학 및 기계 학습 알고리즘을 기반으로 한 스마트하고 연결된 무선 연성 전자 장치의 잠재력을 보여 준다고 말했다. Yeo는 "사람들이 현재이 기술의 잠재력을 인식하고 있다는 것을 기쁘게 생각한다"고 덧붙였다. "이 센싱 메커니즘을 체내에 이식 할 수있는 초박막에 통합 할 수있는 많은 기회가 있습니다."
더 탐색 통합 센서가 뇌 동맥류 치료를 모니터링 할 수 있음 추가 정보 : Robert Herbert et al., 대뇌 동맥류 혈류 역학의 배터리없는 실시간 모니터링을위한 완전 인쇄, 무선, 신축성 이식 형 바이오 시스템, 고급 과학 (2019). DOI : 10.1002 / advs.201901034 에 의해 제공 조지아 공대
https://techxplore.com/news/2019-08-stretchable-wireless-sensor-cerebral-aneurysms.html
A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)
B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/
.로봇 실은 뇌의 혈관을 통해 미끄러지도록 설계되었습니다
에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 MIT 엔지니어는 인간의 뇌 구조와 같이 좁은 공간을 통과 할 수있을 정도로 작은 자기 적으로 조종 가능한 로봇 실 (검은 색)을 개발합니다. 연구원들은 뇌졸중과 동맥류 환자의 막힘을 제거하기 위해 미래에이 기술을 사용할 것으로 예상합니다. 크레딧 : MIT, 2019 년 8 월 28 일
MIT 엔지니어들은 뇌의 미로 구조와 같은 좁은 구불 구불 한 경로를 통해 활공 할 수있는 자기 적으로 조종 가능한 스레드 형 로봇을 개발했습니다. 미래에,이 로봇 실은 기존의 혈관 내 기술과 짝을 이룰 수있어 의사는 환자의 뇌 혈관을 통해 로봇을 원격으로 안내하여 동맥류 및 뇌졸중에서 발생하는 것과 같은 막힘 및 병변을 신속하게 치료할 수 있습니다. Xuanhe Zhao 부교수는“뇌졸중은 미국에서 5 번째 사망 원인이자 장애의 주요 원인이다. 급성 뇌졸중이 처음 90 분 이내에 치료 될 수 있다면 환자의 생존율이 크게 증가 할 수있다. MIT의 기계 공학 및 토목 및 환경 공학. "이 '황금 시간'내에 혈관 막힘을 역전시키는 장치를 설계 할 수 있다면 잠재적 인 뇌 손상을 피할 수 있습니다. 이것이 우리의 희망입니다." MIT의 기계 공학과 대학원생 인 윤윤호 (Yoonho Kim)를 포함한 Zhao와 그의 팀은 Science Robotics 저널에 소프트 로봇 디자인을 기술했다 . 이 논문의 다른 공동 저자는 MIT 대학원생 독일 Alberto Parada와 방문 학생 Shengduo Liu입니다.
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뇌 혈관계의 3D 모델을 탐색하는 윤활 하이드로 겔 피부를 가진 자기 연질 연속체 로봇의 비디오. 크레딧 : Kim et al., Sci. 기계 인간. 4, eaax7329 (2019) 꽉 자리에서 뇌의 혈액 응고를 제거하기 위해 의사는 종종 혈관 내 시술을 수행합니다. 최소 침습 수술로 의사는 환자의 주요 동맥, 보통 다리 또는 사타구니를 통해 얇은 와이어를 삽입합니다. X 선을 사용하여 혈관 을 동시에 이미지화하는 형광 투시로 안내 된 외과의는 와이어를 손상된 뇌 혈관으로 수동으로 회전시킵니다. 그런 다음 전선을 따라 카테터를 연결하여 약물이나 응고 검색 장치를 해당 지역으로 전달할 수 있습니다. 김 교수는이 절차는 물리적으로 세금을 부과 할 수 있으며 형광 투시법에서 반복적 인 방사선 노출 을 견뎌내야하는 외과의가 특별히이 훈련을 받아야한다고 말합니다 . "이 기술은 까다로운 기술이며, 특히 교외 나 시골 지역에서는 환자를위한 외과의가 충분하지 않습니다." 이러한 절차에 사용되는 의료용 가이드 와이어는 수동적이며, 수동으로 조작해야하며, 일반적으로 폴리머로 코팅 된 금속 합금 코어로 만들어집니다. 특히 좁은 공간에 일시적으로 달라 붙습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/5d6680b0a0a5c.mp4
소프트 연속체 로봇을 통한 조정 가능한 레이저 전달을 보여주는 비디오. 크레딧 : Kim et al., Sci. 기계 인간. 4, eaax7329 (2019) 연구팀은 가이드 와이어의 설계와 관련 방사선에 대한 의사의 노출을 줄이면서 혈관 내 시술을 개선하는 데 실험실의 발달이 도움이 될 수 있음을 깨달았습니다. 바늘 실 지난 몇 년 동안이 팀은 하이드로 겔 (물로 만들어진 생체 적합성 재료)과 3D 인쇄 마그네틱으로 작동되는 재료로 전문 지식을 구축했습니다. 자석의 방향에 따라. 이 새로운 논문에서 연구진은 하이드로 겔과 자기 작동에서 그들의 작업을 결합하여 자기 조향 가능한 하이드로 겔 코팅 로봇 스레드 또는 가이드 와이어를 만들어 실제 크기의 실리콘 복제본을 통해 자기 적으로 가이드 할 수있을 정도로 얇게 만들 수있었습니다. 뇌 혈관의. 로봇 스레드의 핵심은 니켈-티타늄 합금 또는 구부러지고 탄력이있는 "니티놀"로 만들어집니다. 구부러 졌을 때 모양을 유지하는 옷걸이와는 달리, 니티놀 와이어는 원래 모양으로 돌아와서 꽉 조여진 구부러진 용기를 통해보다 유연하게 감을 수 있습니다. 이 팀은 와이어 코어를 고무 페이스트 또는 잉크로 코팅했으며, 자성 입자로 전체에 끼워 넣었습니다 .
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/5d6680c5cf6c4.mp4
좁은 간격의 다중 링 세트에 의해 형성된 비선형 경로를 탐색하는 소프트 연속체 로봇의 비디오. 크레딧 : Kim et al., Sci. 기계 인간. 4, eaax7329 (2019) 마지막으로, 그들은 이전에 개발 한 화학 공정을 사용하여 자성 피복재를 하이드로 겔로 코팅하고 접착 시켰는데,이 물질은 기본 자성 입자의 응답성에 영향을 미치지 않지만 와이어에 부드럽고 마찰이없고 생체 적합한 표면을 제공합니다. 그들은 꼭두각시 줄과 같은 큰 자석을 사용하여 작은 고리의 장애물 코스를 통해 실을 조종하여 바늘의 눈을 통해 실을 꿰뚫는 실을 연상시키는 로봇 실의 정밀도와 활성화를 시연했습니다. 연구원들은 실제 환자의 뇌를 CT 스캔 한 후 모델화 된 혈전 및 동맥류를 포함한 뇌의 주요 혈관의 실물 크기 실리콘 복제본에서 실을 테스트했습니다. 연구팀은 실리콘 용기에 혈액의 점도를 시뮬레이션하는 액체를 채운 다음 모델 주위에 큰 자석을 수동으로 조작하여 용기의 와인딩, 좁은 경로를 통해 로봇을 조종했습니다. Kim은 로봇 스레드가 기능화 될 수 있으며, 예를 들어 응고 감소 약물을 제공하거나 레이저 광선으로 막힘을 제거하는 등의 기능을 추가 할 수 있음을 의미합니다. 후자를 설명하기 위해, 팀은 실의 니티놀 코어를 광섬유로 교체했으며 로봇이 목표 영역에 도달하면 로봇을 자기 적으로 조종하고 레이저를 활성화 할 수 있음을 발견했습니다. 연구자들은 코팅 된 로봇 스레드와 하이드로 겔로 코팅되지 않은 로봇 스레드 사이의 비교를 수행했을 때, 하이드로 겔은 스레드가 매우 필요하고 미끄러운 이점을 제공하여 더 밀착 된 공간을 통해 미끄러지지 않고 미끄러질 수 있음을 발견했습니다. 혈관 내 수술에서이 특성은 실이 통과하면서 혈관 라이닝의 마찰과 부상을 방지하는 데 중요합니다 .
동맥류로 복잡한 혈관계를 탐색하는 1 밀리미터 이하의 부드러운 연속체 로봇의 그림. 크레딧 : Kim et al., Sci. 기계 인간. 4, eaax7329 (2019)
이 새로운 로봇 실이 어떻게 외과 의사가 방사선을 피할 수 있는가? 김 교수는 자기 조향 가능한 가이드 와이어는 외과 의사가 환자의 혈관을 통해 와이어를 물리적으로 밀어야 할 필요성을 없애 준다고 말했다. 이것은 의사가 또한 환자, 더 중요하게는 방사선 발생 형광 투시경에 근접 할 필요가 없음을 의미합니다. 가까운 장래에, 그는 의사가 수술실 밖에서, 환자의 뇌를 이미징하는 형광 투시도, 또는 심지어 완전히 뇌 에서조차 조작 할 수있는 큰 자석 쌍과 같은 기존의 자기 기술을 통합 한 혈관 내 수술을 계획하고 있습니다. 다른 위치. "기존 플랫폼은 환자에게 자기장을 적용하고 형광 투시 절차를 동시에 수행 할 수 있으며, 의사는 조이스틱으로 자기장을 제어하면서 다른 방이나 다른 도시에있을 수 있습니다." "우리의 희망은 기존 기술을 활용 하여 다음 단계에서 생체 내 로봇 스레드 를 테스트하는 것 입니다."
더 탐색 자기 적으로 조종 가능한 가이드 와이어 마이크로 로봇으로 심혈관 질환 극복 더 많은 정보 : Y. Kim el., "Ferromagnetic soft continuum robots", Science Robotics (2019). robotics.sciencemag.org/lookup… /scirobotics.aax7329 저널 정보 : 과학 로봇 매사추세츠 공과 대학 제공
https://techxplore.com/news/2019-08-robotic-thread-brain-blood-vessels.html
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
https://youtu.be/12AoJ7GJgHI
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