نظارت بر اساس نور می تواند بررسی های کیفی را برای غضروف جایگزین رشد یافته در آزمایشگاه بهبود بخشد

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

پایان نامه دکتری جدید عمر انور الکادی در زمینه فیزیک کاربردی در زمینه طیف سنجی مادون قرمز نزدیک برای نظارت مستمر بر غضروف مهندسی بافت در دانشکده علوم، جنگلداری و فناوری، پردیس Kuopio، دانشگاه فنلاند شرقی در 30 اکتبر دفاع می شود.

پژوهش دکترای من بررسی کرد که چگونه طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک، همراه با یادگیری ماشینی، می‌تواند رشد غضروف مهندسی شده بافت را بدون از بین بردن نمونه‌ها نظارت کند. غضروف توانایی محدودی برای ترمیم خود دارد و رشد بافت جایگزین در آزمایشگاه یک رویکرد امیدوارکننده برای درمان آسیب غضروف است. با این حال، بافت های رشد یافته در آزمایشگاه با سرعت های مختلف، حتی در شرایط یکسان، رشد می کنند. آزمایش‌های مرسوم اغلب نیاز به تخریب نمونه‌ها دارند، که پیگیری همان بافت را در طول زمان دشوار می‌کند.

این تحقیق بررسی کرد که چگونه اندازه‌گیری‌های مبتنی بر نور می‌توانند اطلاعاتی در مورد بلوغ غضروف ارائه دهند، با تمرکز بر قابلیت اطمینان این ارزیابی‌ها. چنین رویکرد نظارتی قابل اعتمادی برای تولید تکرارپذیر پیوندهای غضروفی مهم است که می‌تواند به رفع نیاز برآورده نشده برای درمان‌های مؤثر برای نقایص غضروف کمک کند.

این پایان نامه نشان داد که مدل های یادگیری ماشینی مبتنی بر طیف سنجی می توانند اطلاعاتی در مورد بلوغ غضروف مهندسی بافت ارائه دهند. مدل‌های مبتنی بر اندازه‌گیری‌های نور، شاخص‌های تشکیل ماتریکس غضروف و محتوای سلولی را تخمین زدند. این تخمین ها طبقه بندی بافت های رشد یافته در آزمایشگاه را بر اساس بلوغ نسبی آنها امکان پذیر کرد.

این تحقیق همچنین به چالش اصلی این رویکرد پرداخت: ماهیت غیر اختصاصی آن. این نشان داد که چگونه تغییرات در اجزای سازه غیر از بافت در حال رشد می‌تواند بر اندازه‌گیری‌ها و پیش‌بینی‌های مدل‌ها از رشد بافت تأثیر بگذارد. محاسبه این اثرات در طول توسعه مدل، دقت را با کاهش تعصب مرتبط بهبود بخشید. این امر اهمیت یک رویکرد تحلیلی را برجسته می کند که تمام اجزای سازه را در نظر می گیرد، نه فقط بافت در حال رشد را.

تنظیمی که امکان اندازه گیری های مکرر را فراهم می کند نیز به عنوان اثبات مفهومی برای نظارت بر تغییرات در خواص مکانیکی هیدروژل های بدون سلول، ایجاد و آزمایش شد. مدل‌های مبتنی بر طیف‌سنجی این ویژگی‌ها را با دقت بیشتری نسبت به مدل‌های مبتنی بر زمان کشت پیش‌بینی کردند. آنها همچنین تغییراتی را در طول انکوباسیون ثبت کردند که پیگیری آنها با استفاده از آزمایشات مرسوم انجام شده در مقاطع زمانی جداگانه دشوار است. این یافته‌ها با هم از نظارت آموزنده‌تر پشتیبانی می‌کنند و در عین حال عواملی را که باید برای ارزیابی قابل اعتماد در نظر گرفته شوند، شناسایی می‌کنند.

نتایج می‌تواند به توسعه روش‌های مطمئن‌تر مبتنی بر طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک برای نظارت بر غضروف رشد یافته در آزمایشگاه بدون تخریب آن کمک کند. نظارت قابل اعتماد می تواند به محققان کمک کند تا بافت های فردی را در طول زمان دنبال کنند، روش های رشد غضروف را مقایسه کنند و مشخص کنند که چه زمانی به خواص مورد نظر رسیده است. این می‌تواند اتکا به آزمایش‌های مخرب و دوره‌های رشد ثابت را کاهش دهد، که ممکن است تفاوت‌های بین بافت‌ها را نادیده بگیرد.

با توسعه و اعتبار بیشتر، این رویکرد می‌تواند از تولید و ارزیابی کیفیت سازگارتر پیوندهای غضروف پشتیبانی کند، که برای وارد کردن مهندسی بافت غضروف به عمل بالینی ضروری است.

این تحقیق شامل سه مطالعه با استفاده از شش نوع غضروف و هیدروژل رشد یافته در آزمایشگاه بود. اندازه گیری نور با آزمایش های آزمایشگاهی ترکیب و خواص مکانیکی ترکیب شد. اولین مطالعه بررسی کرد که چگونه اجزای غیر از بافت در حال رشد بر اندازه‌گیری‌ها و ارزیابی بلوغ تأثیر می‌گذارند. دومی مدل‌های یادگیری ماشینی را برای تخمین شاخص‌های تشکیل غضروف و محتوای سلولی توسعه داد که برای ارزیابی بلوغ نسبی استفاده شد.

سومین راه‌اندازی برای نظارت مکرر قابل اعتماد غضروف مهندسی شده مبتنی بر هیدروژل ایجاد کرد و آن را با استفاده از هیدروژل‌های بدون سلول آزمایش کرد.

مدل‌ها با استفاده از آزمون‌های مکانیکی مخرب بر روی نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در پنج نقطه زمانی طی ۲۸ روز آموزش و ارزیابی شدند. عملکرد آنها با مدل هایی که فقط بر اساس زمان جوجه کشی بودند مقایسه شد. سپس مدل‌های مبتنی بر طیف‌سنجی برای پیش‌بینی تغییرات روزانه در سفتی هیدروژل در طول ۲۸ روز مورد استفاده قرار گرفتند.

پایان نامه: بهینه سازی طیف سنجی مادون قرمز نزدیک برای نظارت مستمر توسعه غضروف مهندسی بافت: به سوی ارزیابی کیفیت غیرمخرب قابل اعتماد

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →