Hiilinanoputkipohjainen tukirakenne solumodulaatioon
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
L5, Linnanmaa
Väitöksen aihe
Hiilinanoputkipohjainen tukirakenne solumodulaatioon
Väittelijä
Diplomi-insinööri Muthusamy Saranya
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, Mikroelektroniikka
Oppiaine
Sähkötekniikka (Nanobiotekniikka)
Vastaväittäjä
Tohtori Paula Alexandrina de Aguiar Pereira Marques, Aveiron yliopisto
Kustos
Dosentti Gabriela Simone Lorite Yrjänä, Oulun yliopisto
Hiilinanoputkien kudosteknisten kykyjen paljastaminen
Kudostekniikka pyrkii korjaamaan sekä palauttamaan kudosten toimivuuden yhdistämällä solubiologian ja materiaalitieteen. Kudosten täysimittaiseen korjaamiseen liittyy kuitenkin edelleen merkittäviä haasteita tukirakenteiden luomisessa jotka täyttävät kaikki korjaamisen edellytykset kuten materiaalien tehokkaan integroinnin sekä soluympäristön tarkan jäljittelyn.
Hiilinanoputket (CNT) ovat nousseet esille lupaavina nanomateriaaleina kudostekniikassa, erityisesti rusto- sydän- ja hermokudosten moduloinnissa. Tukirakenteiden aktiivisena osana CNT:t voivat tarjota kemiallisia, fysikaalisia ja mekaanisia vihjeitä, jotka edistävät solujen adheesiota, elongaatiota ja suuntausta. Ne toimivat myös nanokokoisina muuttimina mahdollistaen sähköisen stimulaation solujen tehostetussa kasvussa ja toiminnallisten kudosten uusiutumisessa.
Tästä potentiaalista huolimatta haasteina ovat edelleen CNT:iden epätasainen valmistus, dispersio sekä aggregointi komposiiteissa. Kliinistä translaatiota hidastavat myös huolet sähköisistä stimulaatiomenetelmistä, biohajoamattomuudesta sekä pitkäaikaisesta myrkyllisyydestä. M.Sc. Muthusamy Saranyan artikkeliväitöskirja käsittelee näitä hankaluuksia esitellen strategisia menetelmiä ja sovelluksia CNT:iden turvalliseen ja tehokkaaseen käyttöön solumodulaation tukirakenteina.
Saranyan tutkimuksessa kartoitetaan CNT:iden kyvykkyyttä saavuttaa solujen yhdensuuntainen järjestäytyminen, suunnata injektoitavia hydrogeelirakenteita sekä moduloida solujen käyttäytymistä polymeerisissä tukirakenteissa hyödyntäen ulkoista magneettikenttää. Hän tutki huolellisesti, kuinka CNT:t vaikuttavat tukirakenteen ominaisuuksiin ja soluvasteisiin magneettikentässä. "Tavoitteemme on hyödyntää CNT:itä tehostamaan vihjeitä rustosoluihin keskittyvässä pehmytkudostekniikassa.” Saranya kertoo.
Väitöskirjassaan Saranya todisti onnistuneesti kondrosyyttien lisääntyneen adheesion ja yksisuuntaisen kasvun moniseinäisistä hiilinanoputkista (MWCNT) kuvioiduilla mikropilareilla. Hän havainnollisti funktionalisoitujen MWCNT:n (cMWCNT) magneettisen suuntauksen injektoitavissa hydrogeeleissä ja valmisti cMWCNT:itä sisältäviä polymeeritukirakenteita, jotka osoittivat merkittävää kondrogeenistä potentiaalia pienissä magneettikentissä. Tutkimustyö esitteli myös lupaavan menetelmän tarkkaan CNT:iden kvantifiointiin.
Näiden kattavien tutkimusten odotetaan edistävän merkittävästi CNT-pohjaisten tukirakenteiden kehitystä tarkkaan solumodulaatioon, tarjoten luotettavan kvantifiointimenetelmän turvallisen ja tehokkaan käytön varmistamiseksi biologisissa systeemeissä.
Hiilinanoputket (CNT) ovat nousseet esille lupaavina nanomateriaaleina kudostekniikassa, erityisesti rusto- sydän- ja hermokudosten moduloinnissa. Tukirakenteiden aktiivisena osana CNT:t voivat tarjota kemiallisia, fysikaalisia ja mekaanisia vihjeitä, jotka edistävät solujen adheesiota, elongaatiota ja suuntausta. Ne toimivat myös nanokokoisina muuttimina mahdollistaen sähköisen stimulaation solujen tehostetussa kasvussa ja toiminnallisten kudosten uusiutumisessa.
Tästä potentiaalista huolimatta haasteina ovat edelleen CNT:iden epätasainen valmistus, dispersio sekä aggregointi komposiiteissa. Kliinistä translaatiota hidastavat myös huolet sähköisistä stimulaatiomenetelmistä, biohajoamattomuudesta sekä pitkäaikaisesta myrkyllisyydestä. M.Sc. Muthusamy Saranyan artikkeliväitöskirja käsittelee näitä hankaluuksia esitellen strategisia menetelmiä ja sovelluksia CNT:iden turvalliseen ja tehokkaaseen käyttöön solumodulaation tukirakenteina.
Saranyan tutkimuksessa kartoitetaan CNT:iden kyvykkyyttä saavuttaa solujen yhdensuuntainen järjestäytyminen, suunnata injektoitavia hydrogeelirakenteita sekä moduloida solujen käyttäytymistä polymeerisissä tukirakenteissa hyödyntäen ulkoista magneettikenttää. Hän tutki huolellisesti, kuinka CNT:t vaikuttavat tukirakenteen ominaisuuksiin ja soluvasteisiin magneettikentässä. "Tavoitteemme on hyödyntää CNT:itä tehostamaan vihjeitä rustosoluihin keskittyvässä pehmytkudostekniikassa.” Saranya kertoo.
Väitöskirjassaan Saranya todisti onnistuneesti kondrosyyttien lisääntyneen adheesion ja yksisuuntaisen kasvun moniseinäisistä hiilinanoputkista (MWCNT) kuvioiduilla mikropilareilla. Hän havainnollisti funktionalisoitujen MWCNT:n (cMWCNT) magneettisen suuntauksen injektoitavissa hydrogeeleissä ja valmisti cMWCNT:itä sisältäviä polymeeritukirakenteita, jotka osoittivat merkittävää kondrogeenistä potentiaalia pienissä magneettikentissä. Tutkimustyö esitteli myös lupaavan menetelmän tarkkaan CNT:iden kvantifiointiin.
Näiden kattavien tutkimusten odotetaan edistävän merkittävästi CNT-pohjaisten tukirakenteiden kehitystä tarkkaan solumodulaatioon, tarjoten luotettavan kvantifiointimenetelmän turvallisen ja tehokkaan käytön varmistamiseksi biologisissa systeemeissä.
Viimeksi päivitetty: 26.5.2025