Cell mechanics & Bioreactors

12 belangrijke vragen over Cell mechanics & Bioreactors

Wat is de spanningrek curve van collageen?

- Toe: dit is aanloop naar lineaire gebied toe. Collageen is niet helemaal gestrekt in lichaam maar een beetje gegolfd, dus om eerst gestrekt te krijgen eerst toe region.

- Je ziet niet echte yield en necking maar je ziet dat het niet meer lineair loopt en uiteindelijk faalt het.

Als er een kracht op je inwerk moet je dat kunnen voelen, maar je wilt wel een weerstand hier tegen hebben. Wat kan sterkte in de cel geven?

  • - Celvorm
  • - De organellen vooral celkern, cytoplasma
  • - Membrane tension: voorspanning die in het membraan zit. Als je een ballon opblaast daar zit een bepaalde spanning in, geeft ook sterkte.
  • - Cytoskelet: bestaat uit allerlei vezels in cel die van cel oppervlak naar de kern lopen. Om de kern zelf zit een nucleaire envelop die ook een bepaalde sterkte heeft.

Mechanisch gedrag van deze elementen van cytoskelet:

  • - Microtubuli gaan langzaam omhoog en breken dan
  • - F-actine gaat stijl omhoog en breekt dan
  • - Vimentine gaat ook lang redelijk snel omhoog en breekt niet.



Je ziet hier echter spanning op horizontale as en rek op verticale as. Actine is het stijfst en microtubuli het slapst.
  • Hogere cijfers + sneller leren
  • Niets twee keer studeren
  • 100% zeker alles onthouden
Ontdek Study Smart

Dus het cytoskelet draag te krachten in de cel, maar hoe voelt de cel dat er krachten zijn:

In membraan zitten bepaalde eiwitten zoals integrinen: verbinden cytoskelet met buitenwereld. Integrines zijn aan de binnenkant gebonden aan het cytoskelet en aan de buitenkant gebonden aan de extracellulaire matrix. Zo kun je een kracht van de matrix naar de binnenkant van een cel overbrengen.  Naast integrinen ook tal van andere eiwitten die meedoen aan de interactie.


De stimulus van integrinen kan uiteindelijk via cytoskelet naar de kern gaan. Het cytoskelet (microtubuli, actine en intermediare filamenten) zitten vast aan nesprines, welke vastzitten aan de nucleaire membraan.


Theorieën hoe kracht wordt omgezet in biochemisch signaal:

1. Chromatine recombinatie. Als er aan kernmembraan wordt getrokken kan chromatine andere vorm aannemen waardoor er wel bepaalde factoren tussenpassen.
2. Door aan kernmembraan te trekken krijgt chromatide ook andere vorm waardoor een transcriptie of  splicing factor op het DNA kan plaatsnemen.
3. Door aan te trekken kan bepaalde nucelaire pore open waardoor bepaalde stoffen naar binnen kunnen komen.
4. Bepaalde vervormingen kunnen leiden tot warmte.

Mechanochemische transductiekanaal:
Door rek gaan bepaalde kanalen open waardoor bepaalde ionen zoals calcium naar binnen kunnen komen.

Ook theorie dat endoplasmatisch reticulum vervormd kan worden.

HOe kan kracht worden gegenereerd door actine-myosine interactie?

Actine deel cytoskelet loopt langs myosine keten, daarmee contractie. Daarbij ATP nodig.

Hoe kun je een cel ook een bepaalde richting op sturen?

Cel kan ook pootje krijgen, en voelen (aan bv groeifactoren) of hij daarheen wilt. Een cel voelt in alle richtingen, en in richting waar hij voelt dat daar het groeihormoon vandaan komt wilt hij heen.

Ziet hier een cel die langs een collageen vezel omheen komt. Dit is wat cellen normaal gesproken in een 3D omgeving doen. Ze kunnen eraan trekken. doordat ze zelf ook krachten balans kunnen generen, zijn ze in krachtenbalans met omgeving en kunnen ze ook voelen wat er gebeurt.

Ziet dat cellen aan omgeving (het collageen) blijven trekken.

Wat zijn methoden om naar celmechanica te kijken?

- Men gebruikt substraat met allerlei kleine micropootjes erop, deze kunnen heel stijf en slap zijn. Cellen hechten hierop en gaan hierop trekken. omdat je mechanische eigenschap weet van paaltje kun je bepalen hoe hard cel kan trekken. dit gebeurt met micropost.


- Je kunt ook kijken welke vormen je cel wel of niet stimuleert. Ze hebben wel een bepaald groot genoeg oppervlak nodig om te kunnen overleven.

Wat zijn bioreactoren, waar voor nodig?

Deze willen gebruiken om cellen te beinvloeden. Bioreactors zijn apparten die een biologisch actieve omgeving kunnen onderhouden. Handig in RM want je wilt de kweek perfunderen (in eigen lichaam bloedvaten en lymfe voor uitwisseling van voedingstoffen etc.). daarnaast bioreactor ook gebruiken om regeneratieve stimuli toe te dienen en te bestuderen. Ook kun je online allerlei kweekparameters monitoren en bijhoudden (kijken of ze in leven zijn, hoeveel weefsel geproduceerd, metabolisme).

Afhankelijke van welke toepassing wat voor soort bioreactor je nodig hebt.

Je hebt een bioreactor nodig om veel cellen te maken, en om cellen te stimuleren.

General design principles – materiaal selectie:

- No adverse reaction
- Biocompatile of bioinert (het liefst)
- Dus aantal beahndel metalen of plastics
- Te gebruiken bij 37 grade in vochtige omgeving
- Sterilizatie
- Opaque of transparant
Simple set-up:
- Niet lekken
- Opschaalbaar
- Aanpasbaar voor aantal samples
- Samples in parallel of serie
- Hoe ga je met nutreienten om
- GMP production
- Wil je disposables hebben
- Moet het in microscoop of MRI kunnen

Wat zijn perfusie bioreactoren:

Krijgt voedingstoffen bij cellen ook als je het in vitro kweekt. Als je dit niet doet dan krijg je een dikke randlaag die leeft en metabool actief is en een centrum die niet leeft. Vloeistof wordt door construct heengepompt om te zorgen dat er nutriënten bij komen.

Waar moet je opletten bij perfusie:
- Zuurstof concentratie
- Zuurstofbehoeft een consumptie cellen
- Voedingstoffen concentratie
- Metaboliet removla
- Grootte van construct
- Poreusheid van materiaal
- Vinder ook diffusie van materiaal plaats

Bioreactoren die mechanische belasting kunnen geven:

- Compressie
- Druk
- Hydrostatische druk
- Weefsel indrukken en afshcuiving.

Voor kraakbeen kun je biocompressie reactor te maken, omdat kraakbeen wordt samengedruk en zo voedingstoffen kan uitwisseleen. Je moet dan echter ook aan veel dingen denken.

Als je dan gaat belasten gebeurt dit vaak in een patroon, maar je moet dan ook kijken naar frequentie, periode, magnitude en strain.

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

  • Een unieke studie- en oefentool
  • Nooit meer iets twee keer studeren
  • Haal de cijfers waar je op hoopt
  • 100% zeker alles onthouden
Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.
Trustpilot-logo