Magnetic field controlled passage of multifunctional hybrid materials through cellular barriers within a continuous flow system

磁场控制多功能杂化材料通过连续流系统内的细胞屏障

基本信息

项目摘要

Aim of this project is the investigation of the interaction between multifunctional hybrid materials and biological systems. A very important point is the question, if these interactions can be influenced or controlled by means of an external magnetic field. First, the hybrid materials have to be prepared. These hybrid materials consist of a magnetic core and an outer shell made of proteins. In between there is a layer of various materials (e.g. CMD, starch, PEI) serving as an anchor layer for the proteins. For the preparation of the protein coating, several protein sources have to be tested (e.g. FCS, BSA, blood plasma from patients, and synthetic spider web proteins). These hybrid materials obtain a multifunctionality due to their high potential for the use in different medical applications, e.g. MRI, MPI, magnetic drug targeting and magnetic hyperthermia. Prior the investigation of the interaction with biological systems, the multifunctional hybrid materials have to be pre-processed. This means the development of procedures for sterilization by UV-radiation as well as the establishment of lyophilization for long-term storage of the hybrid materials. It has to be confirmed that the hybrid materials have blood compatibility and show no toxic effects on human cells. To test the interaction of the hybrid materials with different cell lines, those cells have to be integrated into a microfluidic biochip which was developed at the Jena University Hospital. In comparison to existing static cell culture systems, the fluidic chip enables the long-term investigation of the particle-cell interactions without any animal experiments because the cell cultures can be maintained on the chip for weeks to months. Particular emphasis is on the emulation of the blood-placenta barrier on the fluidic chip to use this system for establishing the experimental workflow of the scheduled placenta perfusion studies. Beside the passage of the hybrid materials through the cellular barriers, another main focus is the investigation of the spatial and temporal resolution of the particle interaction inside the cells by means of STED microscopy flanked by MPS and MRX. Furthermore, the fluidic chip gives the opportunity to survey the life cycle of the hybrid materials in biological systems without any animal experiments. For this, the disintegration of the hybrid materials or the remaining magnetic cores within the cells will be investigated on a long-term scale. All these findings serve for the planning and implementation of ex-vivo studies of the particle-tissue interactions between the prepared hybrid materials and human tissue by using the placenta perfusion model for final key experiments. By coupling a controllable magnetic field gradient to the chip or the placenta perfusion model it can be analysed, if these interactions can be influenced or controlled by a magnetic field.
该项目的目的是研究多功能杂化材料与生物系统之间的相互作用。一个非常重要的问题是,这些相互作用是否可以通过外部磁场来影响或控制。首先,必须制备杂化材料。这些混合材料由磁芯和蛋白质制成的外壳组成。其间有一层各种材料(例如 CMD、淀粉、PEI)作为蛋白质的锚定层。为了制备蛋白质涂层,必须测试多种蛋白质来源(例如FCS、BSA、患者血浆和合成蜘蛛网蛋白)。这些混合材料由于其在不同医疗应用(例如医疗设备)中的巨大应用潜力而具有多功能性。 MRI、MPI、磁性药物靶向和磁热疗。在研究与生物系统的相互作用之前,必须对多功能杂化材料进行预处理。这意味着开发紫外线辐射灭菌程序以及建立混合材料长期储存的冻干方法。必须证实的是,这种混合材料具有血液相容性,并且对人体细胞没有毒性作用。为了测试混合材料与不同细胞系的相互作用,必须将这些细胞集成到耶拿大学医院开发的微流体生物芯片中。与现有的静态细胞培养系统相比,流体芯片无需任何动物实验即可长期研究颗粒与细胞的相互作用,因为细胞培养物可以在芯片上维持数周至数月。特别强调的是在流体芯片上模拟血胎盘屏障,以使用该系统建立预定胎盘灌注研究的实验工作流程。除了混合材料穿过细胞屏障之外,另一个主要焦点是通过 MPS 和 MRX 两侧的 STED 显微镜研究细胞内粒子相互作用的空间和时间分辨率。此外,流体芯片提供了在不进行任何动物实验的情况下调查生物系统中混合材料的生命周期的机会。为此,将对混合材料或细胞内剩余磁芯的分解进行长期研究。所有这些发现都有助于通过使用胎盘灌注模型进行最终关键实验,规划和实施所制备的混合材料与人体组织之间的颗粒-组织相互作用的离体研究。通过将可控磁场梯度耦合到芯片或胎盘灌注模型,可以分析这些相互作用是否可以受到磁场的影响或控制。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Joachim Clement其他文献

Dr. Joachim Clement的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Joachim Clement', 18)}}的其他基金

Interaction of magnetic fluids with malignant and healthy human cells
磁性流体与恶性和健康人体细胞的相互作用
  • 批准号:
    5381405
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

Graphon mean field games with partial observation and application to failure detection in distributed systems
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于慧眼-HXMT宽能段观测的X射线吸积脉冲星磁场研究
  • 批准号:
    12373051
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Development of a Linear Stochastic Model for Wind Field Reconstruction from Limited Measurement Data
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
基于太赫兹光谱近场成像技术的应力场测量方法
  • 批准号:
    11572217
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    120.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型Field-SEA多尺度溶剂模型的开发与应用研究
  • 批准号:
    21506066
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
个性化近场头相关传输函数的测量与快速定制
  • 批准号:
    11104082
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
通用声场空间信息捡拾与重放方法的研究
  • 批准号:
    11174087
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
飞秒双色场下分子的三维无场准直动力学研究
  • 批准号:
    11004078
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
生物膜式反应器内复杂热物理参数动态场分布的多尺度实时测量方法研究
  • 批准号:
    50876120
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Portable, Low Field Brain Magnetic Resonance Imaging (MRI) for Acute Stroke
用于急性中风的便携式低场脑部磁共振成像 (MRI)
  • 批准号:
    10366629
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Portable, Low Field Brain Magnetic Resonance Imaging (MRI) for Acute Stroke
用于急性中风的便携式低场脑部磁共振成像 (MRI)
  • 批准号:
    10599258
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Collaborative robot (cobot) controlled system for transcranial magnetic stimulation
协作机器人(cobot)控制的经颅磁刺激系统
  • 批准号:
    10177246
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Treating Stimulant Addiction with Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation
通过重复经颅磁刺激治疗兴奋剂成瘾
  • 批准号:
    10844348
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Treating Stimulant Addiction with Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation
通过重复经颅磁刺激治疗兴奋剂成瘾
  • 批准号:
    10237180
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Treating Stimulant Addiction with Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation
通过重复经颅磁刺激治疗兴奋剂成瘾
  • 批准号:
    10471799
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Treating Stimulant Addiction with Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation
通过重复经颅磁刺激治疗兴奋剂成瘾
  • 批准号:
    10013791
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating the molecular, cellular and circuit effects of transcranial magnetic stimulation
研究经颅磁刺激的分子、细胞和电路效应
  • 批准号:
    10685155
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating the molecular, cellular and circuit effects of transcranial magnetic stimulation
研究经颅磁刺激的分子、细胞和电路效应
  • 批准号:
    10471360
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Investigating the molecular, cellular and circuit effects of transcranial magnetic stimulation
研究经颅磁刺激的分子、细胞和电路效应
  • 批准号:
    10246942
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了