생물 물리학 자극은 다른 조직에서 세포와 분자 역학을 자극하기 위하여 이용되었습니다. 특정 연구는 연골 세포, 골세포 및 섬유아세포, 조직 임플란트 및 비계와 같은 세포의 다른 종류에 있는 전기와 자기장의 충격을 평가했습니다. 생물학적 조직을 자극하기 위해 특정 특징으로 상이한 자극 장치가 개발되었지만, 광범위한 생물학적 샘플을 자극하기 위해 전압과 주파수가 다양할 수 있는 전기 및 자기 장치를 확인해야 합니다.
전기장 분포를 확인하기 위한 전산 시뮬레이션은 COMSOL 다중물리학에서 수행되었다. 여기서, 축계 구성은 두 개의 병렬 전극, 공기, 우리의 배양 우물 플레이트, 배양 매체 및 생물학적 샘플로 구성된 정전용량 시스템을 시뮬레이션하는 데 사용되었으며, 이 경우 비계로 표현되었다. 각 요소의 재료 특성은 전기 전도도 및 상대적 허용성이었습니다.
적용된 전압은 100볼트로 설정되었으며 주파수는 60킬로헤르츠 의 신 비엔으로 설정되었습니다. 모든 파라미터가 도입된 후, 모델은 모든 표면에서 전기장 분포를 관찰하도록 계산된다. 전기장 분포를 보다 자세하게 관찰하기 위해, 전기장을 전체 시스템, 비계, 문화 매체, 공중, 그리고 문화적 우물판 내에서, 전극 외부로 연결할 수 있다.
회로는 전기장을 생성하며, 교량 위엔 발진기를 기반으로 합니다. 이것은 긍정적 이고 부정적인 피드백을 모두 사용하는 얼굴 칩의 RCnonthian 시퀀스입니다. 브리지 위엔 발진기는 입력 전압이 R5와 C2 사이의 조합으로 분할되고 R6와 C3 사이의 조합으로 병렬로 분할되는 반응성 전압인 조명 실험실 네트워크로 구성됩니다.
주파수를 계산하기 위해, F 서브 제로가 R6와 동일한 주파수 R이 저항기이고 C2및 C3와 동일한 C가 커패시터인 공진 주파수 방정식을 사용합니다. 이 회로는 진폭이 증가하고 저항 전압이 출력 전압이 진폭이 감소할 때 분할된 출력이 감소할 때 저항 전압이 증가하도록 설계되었습니다. 따라서 증폭기의 전압 게인은 출력 신호의 진폭 변화가 자동으로 시작됩니다.
그런 다음 저항기의 조합은 네 개의 상부 전압을 생성하기 위해 계산되었다. 마지막으로, 변압기로 신호를 증폭시키기 전에 신호 정류 단계를 구현했습니다. 회로를 시뮬레이션한 후, 도색 회로 기판은 발진기에서 생성된 최종 부비동 신호가 플롯으로 제조되었다.
회로가 시뮬레이션되면 다음 단계는 여기에 브레드 보드에 wien 다리 발진기를 구축하는 것입니다, 우리는 네 개의 출력 전압과 회로를 생성하는 주파수를 테스트 할 수 있습니다. 그런 다음 리드 커티스 형식과 발진기가 생성하는 전압에 사용하는 저항을 위해 우리가 했던 발진기 인쇄 회로 기판에서 제조합니다. 그리고 마지막으로 우리는 여기에 회로 지표에 대한 최종 어셈블리가 있습니다.
전기 자극기 장치를 테스트하는 첫 번째 단계는 이를 위해 전원 공급 장치의 출력 전압을 검증하고, 전력 공급을 병렬로 조정하고 접지와 양수 및 음극기 사이의 12 및 12 볼트의 출력 전압을 측정하는 것입니다. 출력 전압이 확인되면 전기 자극기 장치의 전류 입력에서 전원 공급 장치의 각 출력을 연결할 수 있습니다. 흰색 케이블은 접지입니다.
검은 색 케이블은 음수 전압입니다. 그리고 빨간색 케이블은 양전압입니다. 전기 자극기 장치를 생성하는 출력 신호를 테스트하기 위해 전극 중간에 배양 우물 플레이트를 찾습니다.
그 후, 우리는 각 병렬 플레이트에 전기 자극기 장치에 의해 생성 된 출력 전압을 연결합니다. 우리가 교대 전류에서 작업하는 것을 감안할 때, 평행 플레이트의 단말과 발진기의 출력 전압을 연결하는 엄격한 순서가 없습니다. 출력 신호를 확인하기 위해 각 전극에 직접 연결된 오실로스코프를 사용합니다.
C 9가 오실로스코프에 의해 포획되면 우리는 진폭과 신호의 기간을 수정하여 파도를 완전히 관찰합니다. 이 단계에서, 전기 자극기 장치에 의해 생성된 4개의 전압을 확인할 수 있다. 50 볼트, 100 볼트, 150 볼트 와 200 볼트 60 킬로 헤르츠, 죄 바람 포럼.
전기장과 마찬가지로 자기장 분포를 확인하기 위해 계산 시뮬레이션이 구현되었습니다. 축선 구성은 쿠퍼 와이어와 공기로 구성된 코일을 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다. 여기서, 다른 재료 특성을 고려하였고 적용된 주파수는 60 헤르츠로 설정되었다.
모든 파라미터가 도입된 후, 모델은 자기장 분포를 관찰하도록 계산되었다. 마지막으로, 자기장이 코일의 중앙에 균질하게 분포되는 방법을 관찰하기 위해 다이어그램이 수행되었습니다. Ampere의 법칙에서 파생된 솔레노이드 필드 방정식은 진공 N'의 자기 투과성이 쿠퍼 와이어의 회전 수인 자기장을 계산하는 데 사용되었습니다.
나는 직경에 등급이 매겨질 현재와 h'이며 코일의 길이입니다. 이러한 매개 변수의 값은 2밀리미터의 자기장을 추정하도록 선택되었습니다. 자기장을 생성하는 회로는 계산적으로 시뮬레이션되었습니다.
여기서 변압기는 콘센트에 직접 연결됩니다. 가변 저항기는 전류를 체전하고 1밀리미터 길이의 자기장을 생성하는 데 사용되었습니다. 회로를 보호하기 위해 퓨즈가 연결되었습니다.
계산이 수행되면, 폴리메틸 메타크레이트 지지대와 코일이 제작된 후 시뮬레이션이 수행된 후 우리는 페트리 접시가 자극 장치의 중간에 위치할 수 있도록 특수 장치를 제조하였다. 그 후, 우리는 코일의 중간에 균일 한 자기장을 보장하기 위해 문화의 중간에 위치 할 것입니다 PVC 튜브에 와이어 쿠퍼 450 회전 동전을 제조. 그 후, 우리는 회로에 활력을 불어넣기 위해 6개의 볼트와 1개의 Ampere출력을 갖춘 변압기를 제조합니다.
자기 시뮬레이터 장치를 테스트하기 위해 코일이 생성되는 전류를 측정했습니다. 이 측정은 코일과 연열된 다미터를 연결하여 수행됩니다. 전류가 하나의 Ampere임을 확인한 후 변압기가 코일에 연결되어 회로를 닫습니다.
그 후, 오실로스코프는 자기 자극에 의해 생성되는 60 헤르츠에서 의 신호 신호를 확인하기 위해 코일의 출력에 연결된다. 세포 배양이 전기적으로 자극될 때 배양 배지가 생물학적 샘플에 변경될 때 멸균 상태를 유지하는 것과 관련이 있으며, 이러한 이유로 선택기를 기내에 도입할 필요가 있다. 배양 매체가 바뀌면 배양우물판은 전극 위에 위치한다.
세포 배양을 인큐베이터로 되돌리려면 하부 전극이 안정된 표면 위에 위치하여 상부 전극을 세포 배양의 상단에 놓습니다. 그런 다음, 전기 시뮬레이터 장치의 출력 케이블은 각 전극의 종점과 연결된다. 마지막으로, 선거인은 신중하게 전기 자극을 시작하기 위해 인큐베이터에 위치합니다.
유사한 멸균 조건은 문화 매체가 자기 자극되는 생물학적 샘플로 변경될 때 고려됩니다. 여기서 35밀리미터의 페트리 요리는 세포, 이질 또는 비계를 배양하는 데 사용됩니다. 배양 매체가 변경되면 세포 배양은 폴리메틸메타크릴레이트 지원에 배치되어야 합니다.
여기에 각 페트리 요리는 다른 위에 하나입니다. 그 후, 코일은 세포 배양을 커버하기 위해 지지위에 신중하게 배치된다. 마지막으로, 자기 자극기 장치는 자기 자극을 시작하기 위해 인큐베이터에 위치한다.
당신이 볼 수 있듯이, 전기 자극기 장치는 연골 세포와 골세포를 자극하기 위해 테스트되었습니다. 여기서, 우리는 증식 및 분자 합성을 평가했습니다. 전기 자극기는 또한 연골피성염을 자극하기 위하여 시험되었습니다, 성장 판에 있는 형태학적 변화를 평가하기 위하여 흥분.
또한, 배양, 중간엽 줄기 세포가 비론산 및 젤라틴 하이드로겔로 전기적으로 자극되어 콘드로겐성 분화 전위를 평가하였다. 한편, 자기 자극기 장치는 연골세포를 자극하여 증식과 분자 합성을 모두 평가하는 테스트를 거쳤습니다. 우리가 개발한 장치는, 이 연구 결과에서 생물학 물질과 직접 접촉할 때 전극에 의한 호환성 문제를 피합니다.
더욱이, 이러한 종류의 장치는 pH의 변화와 분자 배양 겔 수준의 감소를 방지하기 때문에 이점을 나타낸다. 전압 및 주파수는 생물학적 조직을 자극하는 순간에 고려해야 할 중요한 변수입니다. 한편, 이동, 증식, 유전자 발현 과 같은 세포 역학이 적용된 전압의 적성에 의존한다는 증거가 있다.
다른 한편으로는, 그것은 낮은 높은 주파수는 특히 세포막 채널의 개폐에 세포에 영향을 미칠 입증 되었습니다., 여분의 및 세포 내 수준에서 다른 신호 통로를 트리거 하는. 전반적으로, 이 유사한 장치는 세포 대체 이식과 같은 재생 치료를 향상시키기 위하여 임상 환경에 추정될 수 있습니다. 치료의이 유형은 조직 재생을위한 체외 및 생체 내 기술을 결합합니다.
여기서, 전기 및 자기 자극기는 환자에게 이식되기 전에 세포, 조직 및 비계의 세포 및 분자 특징을 향상시킴으로써 생물학적 물질의 자극에 중요한 역할을 할 수 있었다.
