Ugrás a tartalomhoz

Háromdimenziós szövettenyésztés

Dr. Bartis Domokos, Dr. Pongrácz Judit (2011)

Pécsi Tudományegyetem

Bioszenzorok

Bioszenzorok

A bioszenzor – definíció szerint – a biológiai jelek átalakítására vagy detektálására, és detektálásuk megkönnyítésére szolgáló eszköz. A bioszenzor az eredeti jelre adott választ is kiválthat. A bioszenzor-fejlesztés komplexitása interdiszciplináris együttműködést tesz szükségessé az orvosbiológiai- és vegyészmérnökök, valamint a bioanyagok, a „tissue engineering” a polimer-tudomány, a kémia és patológia szakemberei között, hogy képessé váljanak hosszú működési idejű, beültethető bioszenzorok kifejlesztésére. A X-1. ábra modellezi a szövetek és bioszenzorok interakcióját.

X-1. ábra: Szövet és bioszenzor modellezése

A bioszenzorok fejlesztésére irányuló kutatás egyik legfontosabb célja a megbízható glükóz-szenzor kifejlesztése, mely évekre teljesen beültethető a betegekbe. Eddig ezt még nem sikerült megvalósítani.

Mindenesetre, hatalmas erőfeszítéseket tesznek a glükóz bioszenzor kifejlesztésére.

Jelenleg a legígéretesebb próbálkozás a biomolekula-szenzitív hidrogél, egy olyan önszabályozó adagoló rendszer, amely reagálni tud specifikus fiziológiai stimulusokra, mint a glükóz vagy valamely enzim/protein koncentrációja. Más szavakkal, a hidrogélek bioszenzorként viselkednek. A glükóz hatására megduzzadó pH-szenzitív hidrogélek felfedezése óta a kutatás fókuszában a glükóz-érzékeny inzulinadagoló rendszer kifejlesztése áll. Az „intelligens” rendszer glükóz-oxidázból és telített inzulin oldatból áll pH szenzitív hidrogélbe zárva. A gélbe diffundáló glükózt a glükóz-oxidáz glükonsavvá alakítja, mely a gél duzzadását, következésképpen inzulin felszabadulást okoz.

Hogy megbízható glükóz bioszenzort fejleszthessünk ki: (1) újfajta elektródákat kell kifejlesztenünk, melyek csökkentik a beültethető glükóz bioszenzor invazivitását; (2) bioaktív burkolat szükséges, hogy a beültethető glükóz bioszenzor in vivo élettartamát növeljük; (3) elektro-szövéssel előállítható nanofibrillumok szükségesek a bioaktív burkolat előállításához; (4) tanulmányoznunk és optimalizálnunk kell az élő szövet bioszenzorra adott válaszát; (5) serkentenünk kell az érújdonképződést a bioszenzor környezetében, hogy az érzékelés hatékonyabb legyen; (6) végül, újfajta bio-stabil porózus kollagén „scaffold”-ot kell kifejlesztenünk, hogy a bioszenzor szövetbarát legyen.