Opis projektu
Nowy sposób badania skutków sił działających na niewielkie struktury biologiczne
Sygnały komórkowe są mediatorami tak różnorodnych funkcji jak rozwój, postrzeganie zmysłowe, regulacja genów czy odporność. Nasze zrozumienie sygnałów chemicznych i elektrycznych takich jak te odpowiadające za transmisję synaptyczną znacznie wzrosło wraz z wykorzystaniem systemów modeli. Jednakże wyjaśnienie niezwykle ważnych interakcji biomechanicznych w procesach biologicznych jest niepełne, częściowo z powodu niedostatku wyszukanych metod badania takich interakcji. Twórcy projektu Bio-Plan opracowują pionierską platformę, która wypełni tę lukę. Badacze wykorzystają niewielkie struktury biomimetyczne, precyzyjną kontrolę przepływu płynów wokół nich oraz oczywiście niezwykle wrażliwe czujniki, aby zmierzyć działające na nie siły. System ten może wprowadzić przełomową zmianę w naszym zrozumieniu sił hydrodynamicznych i mechanicznych związanych z podstawowymi procesami biologicznymi.
Cel
Biomechanical interactions between cells and their environment are essential in almost any biological process, from embryonic development to organ function to diseases. Hence, biomechanical interactions are crucial for health and disease. Examples are hydrodynamic interactions through fluid flow, and forces acting directly on cells. Existing methods to analyze and understand these interactions are limited however, since they do not offer the required combination of precisely controlled flow and accurate applying and sensing of forces. Also, they often lack a physiological environment. A breakthrough in biomechanical analysis is therefore highly needed. We will realize a novel microfluidic platform for biomechanical analysis with unprecedented possibilities of controlling fluid flow and applying and sensing time-dependent forces at subcellular scales in controlled environments. The platform will be uniquely based on bio-inspired magnetic artificial cilia, rather than on conventional microfluidic valves and pumps. Cilia are microscopic hairs ubiquitously present in nature, acting both as actuators and sensors, essential for swimming of microorganisms, transport of dirt out of our airways, and sensing of sound, i.e. they exactly fulfill functions needed in biomechanical analysis. We will develop novel materials and fabrication methods to realize microscopic polymeric artificial cilia, and integrate these in microfluidic devices. Magnetic actuation and optical readout systems complete the platform. We will apply the novel platform to address three fundamental and unresolved biomechanical questions: 1. How do hydrodynamic interactions with actuated cilia steer cellular and particle transport? 2. How do local and dynamic mechanical forces on cells fundamentally influence their motility and differentiation? 3. How do hydrodynamic interactions between cilia steer embryonic development? This unique platform will enable to address many other future biomechanical questions.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizycznemechanika klasycznamechanika płynówmicrofluidics
- inżynieria i technologiainżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatycznainżynieria elektronicznaczujniki
- nauki przyrodniczenauki biologicznebiologiczne nauki behawioralneetologiazależności międzygatunkowe
- nauki przyrodniczenauki biologicznemikrobiologia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
5612 AE Eindhoven
Niderlandy