Künstliches Lungengewebe am Beispiel der Eidechsenlunge. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Künstliches Lungengewebe nach dem Vorbild von Leuchtechsen

09.01.2022

Im Gegensatz zur menschlichen Lunge mit ihrer komplexen Baumstruktur entwickeln sich hellbraune Anolis-Eidechsen viel einfacher. Und sie können ein geeignetes Modell für die Herstellung künstlicher Lungen werden, entwickelt von Wissenschaftlern der Princeton University (USA).

Bei Vögeln und Säugetieren entwickeln sich die Lungen aufgrund endloser Verzweigungen und komplexer biochemischer Signale zu sehr komplexen Strukturen. Die Lungen der braunen Anole sind einfacher geformt: als würde ein weicher Ball aus dem Netz gepresst, wie bei einem gewöhnlichen Anti-Stress-Spielzeug.

Die Lunge der Eidechse beginnt sich als hohle, längliche Membran zu entwickeln, die von einer gleichmäßigen Schicht glatter Muskulatur umgeben ist. Während der Entwicklung scheiden die Zellen der Lunge Flüssigkeit aus, wodurch die innere Membran wie ein Ballon langsam anschwillt und dünner wird. Dies übt Druck auf die glatte Muskulatur aus, wodurch sie sich zusammenzieht und sich zu Faserbündeln ausbreitet, die schließlich ein wabenförmiges Netz bilden.

Der Flüssigkeitsdruck drückt die elastische Membran weiterhin durch die Lücken im sehnigen Netz nach außen. Das Ergebnis sind flüssigkeitsgefüllte "Zwiebeln", die die Lunge bedecken. Diese Ausbuchtungen schaffen eine große Oberfläche, auf der ein Gasaustausch stattfindet. Und das ist alles.

Der gesamte Prozess dauert weniger als zwei Tage und ist innerhalb der ersten Inkubationswoche abgeschlossen. Bei der geschlüpften Eidechse tritt Luft in den oberen Teil der Lunge ein, zirkuliert um die Hohlräume und tritt dann wieder aus.

Für Bioingenieure schafft diese Geschwindigkeit und Leichtigkeit der Lungenbildung ein neues Paradigma für das Design von Lungengewebe. Die Studie eröffnet auch neue Wege für eine detailliertere Untersuchung der Reptilienentwicklung.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Frauen- und Männerdepressionen unterscheiden sich in den Genen 21.03.2018

Es ist bekannt, dass sich klinische Depressionen bei Frauen und Männern unterschiedlich äußern: Frauen leiden häufiger darunter, bei Männern sind die Symptome vielfältiger und stärker ausgeprägt. Gleichzeitig werden zelluläre und molekulare Veränderungen im Gehirn während einer Depression in der Regel am männlichen Gehirn untersucht – obwohl es wahrscheinlich ist, dass die molekularen und zellulären Merkmale der Krankheit bei Frauen anders aussehen als bei Männern.

Wissenschaftler der University of Pittsburgh beschlossen, die Aktivität von Genen im männlichen und weiblichen Gehirn während einer Depression zu vergleichen. Sie fanden Standardstudien, die die Genaktivität in den Gehirnen beider Geschlechter maßen und verglichen die „weiblichen“ Daten mit den „männlichen“ Daten. Alle Studien verwendeten Proben, die post mortem von Patienten mit klinischer Depression (oder, genauer gesagt, mit Major Depression) entnommen wurden. Im Allgemeinen umfasste die Statistik 50 Personen, fast zu gleichen Teilen Männer und Frauen; Proben von Patienten wurden auch mit der gleichen Anzahl von Proben von gesunden Menschen verglichen.

Bei Depressionen arbeiten viele Neuronen, Nervenschaltkreise und Nervenzentren anders als in einem gesunden Gehirn, und depressive Veränderungen der Gehirnfunktion sind oft auf Veränderungen in der Funktion von Genen in Nervenzellen zurückzuführen. Viele der Gene, deren Aktivität sich während einer Depression ändert, stimmten jedoch bei Männern und Frauen nicht überein. Das heißt, bei Männern während einer Depression änderte sich die Aktivität einiger Gene und bei Frauen andere. Selbst wenn wir ein Gen nehmen, das während einer Depression sowohl im männlichen als auch im weiblichen Gehirn anders zu arbeiten beginnt, werden wir sehen, dass es anders funktioniert, aber auf unterschiedliche Weise. Mit anderen Worten, im weiblichen Gehirn ändert sich seine Aktivität auf eine Weise, und im männlichen ändert sie sich auch, aber auf eine andere Weise, und zwar nicht nur auf eine andere Weise, sondern in genau der entgegengesetzten Richtung als bei einer Frau.

Zum Beispiel arbeiteten bei Frauen die Gene, die die Aktivität der intereuronalen Kontakt-Synapsen beeinflussen, während einer Depression aktiver als gewöhnlich, während bei Männern die gleichen Gene im Gegenteil einschliefen. Andererseits nahm bei depressiven Frauen die Aktivität von Immungenen ab, während bei Männern dagegen Immungene merklich aktiviert wurden. Darüber hinaus hingen solche gegensätzlichen Veränderungen oft von einem bestimmten Bereich des Gehirns ab.

Die Forscher analysierten die genetische Aktivität in drei mit der Stimmung verbundenen Zonen – in der Amygdala, im vorderen cingulären Kortex und im dorsolateralen präfrontalen Kortex – und ob eine Frau ein Gen hatte, das in einer Zone aktiver arbeitete und in einer anderen einschlief bei Männern in denselben Hirnregionen und mit demselben Gen war das Bild umgekehrt, das heißt, in der ersten Region „eingeschlafen“ und in der anderen aktiviert.

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