Биогель трехфазный: Биогель Биогель RuNail Моделирующий – обзор, характеристики и 2 отзыва пользователей — Топ-рейтинг 2020-2021 года с оценками владельцев

Содержание

Биогель Биогель RuNail Моделирующий – обзор, характеристики и 2 отзыва пользователей — Топ-рейтинг 2020-2021 года с оценками владельцев

Достоинства:

не дорогой
хорошее качество

Недостатки:

Основной минус в биогеле, который я могу отметить — это то, что ему все-таки нужен топ, сам биогель торец ногтя нормально не запечатает и глянца не даст, но это и минусом-то назвать сложно.

Комментарий:

Когда-то еще в далекие школьные времена я сделала покрытие биогелем и уехала на море, через три недели я самым варварским способом его сняла — просто отковыривала своими же ногтями, и что я увидела! Мои ногти оказались крепкими и без него, хотя я никогда не могла этим похвастаться! В общем, это была любовь с первого взгляда.

) Вернувшись домой, побежала скупать цветные биогели — неинтересно же постоянно с прозрачным ходить. Но спустя три цвета я выбрала другой способ (банально в целях экономии): покрывать прозрачный биогель обычным лаком, на нем он держится намного дольше, чем на «чистых» ногтях, да и высыхает за полминуты — мороки нет никакой, а экономию и высчитывать не нужно.)
Также биогель просто изумительно сочетается с блестками, создает плотнейшее покрытие, ногти становятся прямо стальными и ничего им не страшно. Правда, эту ядерную смесь потом снимать замучаешься.)

В целом, впечатления очень положительные: ногти укрепляются, если есть неровности — биогель самостоятельно их выровняет (для этого перед сушкой нужно немного подержать руку ладонью вверх), держится долго, можно варьировать толщину ногтя сколько угодно (я как раз люблю потолще))

новейший материал для наращивания ногтей

Среди множества материалов для наращивания ногтей выгодно выделяется новинка — биогель.

Технология наращивания ногтей биогелем признана лучшей ведущими салонами красоты во всем мире. В чем же секрет такой популярности? Прочность, эластичность и полная безопасность для ногтей — биогель обьединил в себе самые полезные свойства материалов для наращивания ногтей.

Преимущества биогеля — материала для наращивания ногтей

Основные преимущества биогеля — это его питательные свойства. В отличие от многих других материалов для наращивания ногтей он не просто не вредит ногтям. Биогель укрепляет, питает и оздоравливает естественные ногтевые пластины. Обеспечивая защиту ногтей от механических повреждений, биогель эффективно восстанавливает структуру ногтей.

Секрет таких удивительных свойств нового материала для наращивания ногтей прост. Биогель содержит натуральные смолы — природные биологические компоненты. Кроме того, структура многих биогелей пористая. Это позволяет свободно “дышать” ногтевой пластине. Оздоровляющие свойства биогеля настолько эффективны, что ногти, покрытые биогелем начинаю расти быстрее.

Полезные свойства биогеля положительно влияют и на кожу вокруг ногтя.

Внешний вид ногтей из биогеля несравненно эстетичнее аналогов. Ногти из биогеля практически не отличаются от натуральных. Механические свойства биогеля также впечатляют. Ногти из биогеля не облупливаются и не трескаются даже при довольно сильных ударах. Биогелевые ногти значительно устойчивее к механическим повреждениям, чем из обычного геля-материала для наращивания ногтей. Лак на таких ногтях держится очень устойчиво и долго.

Биогель, как материал для художественного наращивания ногтей

Этот материал для наращивания ногтей окрывает недоступные ранее возможности для художественного оформления и точной коррекции формы ногтей.

На сегодняшний день есть возможность выбрать подходящий Вам цвет из широкой гаммы цветных биогелей. При этом Ваши новые ногти из биогеля не будут тускнеть и выцветать. Биогелевые ногти сохраняют естественный здоровый вид около 30 дней, после чего их свойства могут ухудшаться. Ногти, нарощеные биогелем, легко снимаются при помощи специальной растворяющей жидкости.

Чем отличаются однофазные и трехфазные гели для наращивания ногтей

Гель для наращивания ногтей — это полимер, для застывания которого нужны ультрафиолетовые лучи.

Гелевое наращивание ногтей — безопасная и надежная процедура. Благодаря гелю для наращивания ногтей происходит укрепление натуральных ногтей.

Как мы уже говорили в этой статье о видах и способах наращивания ногтей, для наращивания ногтей гелем пользуются формами (шаблонами) или типсами. С процессом гелевого наращивания ногтей на формах подробнее можно ознакомиться здесь, а на типсах – тут.

В данной же статье мы поговорим о том, какие, собственно, бывают виды гелей для наращивания ногтей. А если конкретно, то рассмотрим, чем однофазные гели отличаются от трехфазных. А также, само собой, разберем их преимущества и недостатки.

У гелевого материала практически такой же химический состав, как и у акрила.

Оба этих синтетических вещества основаны на метакриловой кислоте, оба они твердеют при застывании. Но процесс полимеризации протекает у них по-разному. Если акрил твердеет при контакте с окружающей средой, то для полимеризации геля необходима ультрафиолетовая лампа (как выбрать УФ-лампу, можно прочитать, перейдя по этой ссылке).

Однофазный гель для наращивания ногтей.

Однофазные гели предпочтительны для тех, кто только постигает теорию и начинает собственную практику. Он будет просто идеальным для тех, кто начинает тренировки по наращиванию ногтей. Вам не нужно покупать много инвентаря, что значительно удешевляет процедуру наращивания ногтей.

Наращивание ногтей однофазным гелем предполагает использование одной баночки геля, а не трех. Это совсем не значит, что гель будет наноситься одним слоем. Просто одним видом геля будут наноситься все слои.

Однако однофазные системы не всем позволяют сформировать идеальный ноготь. Дело в том, что такая система сразу состоит из смеси слоев, призванных быть разными по назначению и консистенции.

В саму ногтевую пластину необходимо внести укрепляющую грунтовку, и она должна быть жидкой, чтобы быстро и надежно впитаться. Второй слой, моделирующий, должен быть прочным, чтобы позволить создать ноготок идеальной формы. Смешав их, мы получаем ухудшение для обеих фаз. Есть и еще один минус: гель стекает, так что слои моделируются медленно и не очень равномерно. Кроме того, в однофазном маникюре отсутствует защитный слой, который продлевает эксплуатацию искусственного ногтя. Хотя можно и в такой ситуации найти выход: нанести базу, запечатать торцы, сформировать апекс и подержать некоторое время руку ногтевыми пластинами вниз. Средство стечет, что позволит работать в более спокойной обстановке и более уверенно.

Таким образом, преимущество у однофазного геля, по сути, одно: цена. Но в остальном он похож на любой универсальный товар: совмещая в себе достоинства нескольких товаров, он неизменно уступает в качестве по каждому из критериев узкоспециализированным товарам.

Трехфазный гель для наращивания ногтей.

В профессиональных салонах, как правило, пользуются трехфазным гелем. В том случае, когда используется однофазный гель для наращивания ногтей, подразумевается, что гель содержит все три слоя, то есть в работе используется только одна баночка. Трехфазный гель для наращивания ногтей состоит из трех гелей: базовый, скульптурный (моделирующий) и защитный.

Эту систему считают наиболее полной для того, чтобы наращивание было качественным. Так, базовый слой является самым жидким. Это необходимо для того, чтобы качественнее загрунтовать ноготь: как известно, чем меньшей вязкостью обладает жидкость, тем равномернее и более тонким слоем ложится она на поверхность.

Моделирующий, или скульптурный гель, имеет гораздо более высокую вязкость, что позволяет придавать ему требуемую форму и, соответственно. Позволяет не растекаться по всему пальцу. Пожалуй, одним из лучших является моделирующий гель «Вернис».

Наконец, финишный слой защищает искусственный ноготь от негативного воздействия окружающей среды, в том числе от сколов и царапин, а также придает ногтю необходимый блеск.

Заканчивая разговор о трехфазных гелях, отметим, что первоначальные затраты на приобретение этого материала для наращивания ногтей получатся, конечно, выше, чем если бы Вы покупали однофазный гель. Но зато сделано всё будет наверняка более качественно. Трехфазные гели для наращивания ногтей Вы можете купить на нашем сайте.

Двухфазный гель для наращивания ногтей.

Иногда выделяют еще двухфазный гель для наращивания ногтей. При этом подразумевается, что в процессе присутствуют базовый и моделирующий слои, как и у трехфазного геля, а финишный отсутствует. Как правило, при этом финишный слой не сам по себе отсутствует из-за лени мастера, а по какой-то веской причине. Например, в связи с дополнительным покрытием искусственного ногтя гель-лаком.

Подводя итог всему вышесказанному, кратко отметим следующее. Однофазные гели подойдут для новичков ввиду своей ценовой доступности. Но рано или поздно (а скорее рано), Вы все равно перейдете на трехфазную систему наращивания. Так что может стоит сразу начинать делать как правильно?

Биогель от гель-лака | Модная подружка

ЧЕМ ГЕЛЬ-ЛАК ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ОБЫЧНОГО ЛАКА?

Что лучше: лак или гель-лак? В чем их преимущества и недостатки? И как сочетать их в дизайне?

Каждой девушке с детства известно, что такое лак для ногтей. Именно с него начинаются женские эксперименты с красотой. Но в сознательном возрасте перед нами встает выбор: привычный лак или профессиональное гель-лаковое покрытие? Так что же лучше: лак или гель-лак ? Чем они отличаются друг от друга, в чем их преимущества и недостатки? И как сочетать их в дизайне?

Маникюр с гель-лаком

Вас может заинтересовать

Покрытие ногтей гель-лаком весьма популярно. Но многие представительницы прекрасного пола отказываются от этого вида маникюра из-за некоторой сложности его выполнения, а также из-за того, что такая процедура занимает достаточно много времени. Но теперь, когда в продаже есть специальный однофазный гель-лак, об этих недостатках можно смело позабыть.

В трехфазной системе первый слой называется базой. Он отвечает за сцепление с ногтевой пластиной и защиту ногтя от вредных воздействий последующих слоев. После полимеризации материал становится гибким, так как натуральный ноготь – это нестатичная ткань. Он расширяется при повышенной влажности, пластина ногтя постоянно растет, а при резких движениях даже заметно изгибается. Все это требует большой пластичности базового слоя. Кроме того, если это гель-лак, то есть растворимое покрытие, именно базовый слой будет содержать лаковую составляющую. Это будет способствовать легкому снятию материала в дальнейшем.

и ухоженный маникюр любят все девушки. Такой маникюр придает рукам нежность, аккуратность, женственность, а самой обладательнице — уверенность в своей неотразимости. Индустрия перманентных покрытий появилась сравнительно недавно, и почти сразу покорила женские сердца. Ведь теперь красивый маникюр – это не мечта, а реальность. У долговременных покрытий есть несколько видов гель-лаков. Давайте разберёмся в них и сравним технологии их нанесения.

На магазинных полках находится широкий ассортимент рассматриваемых нами средств, которые отличаются не только по цвету, но и по количеству фаз. Тут и возникает вопрос, что значит однофазный гель лак?

Доверяя свой маникюр мастеру в салоне, можно наблюдать, как последовательно наносятся слои базы, геля и топа для закрепления результата. Такая техника ухода за ногтями называется трехфазной, поскольку во время ее выполнения используются три различных средства. Однофазный гель лак позволяет отказаться от базы и топа, ведь его уникальная формула заменяет эти составляющие.

Однофазный гель лак серого цвета

Colloration №55 — однофазовый биогель BSG

Цвет и база в одной бутылке!

Как использовать Coloration смотрите в этом видео

Цветной базовый биогель Colloration:

Биогель BSG Colloration представляет собой цветную базу для укрепления и выравнивания ногтей. Плотные, хорошо пигментированные оттенки и гелевая основа позволяют очень легко создать идеально ровную поверхность ногтя и придать ему правильную архитектуру. Консистенция геля позволяет наносить его максимально близко к кутикуле, не используя дополнительных кистей и не боясь затеков.

Внимание!!! Избегать попадения солнечных лучей даже на закрытые бутылочки (хранить в шкафчике , ящике или на полке без попадания прямых солнечных лучей)

При долгом неиспользовании возможно расслоение геля на фракции — прозрачную и пигментированную. В этом случае необходимо хорошо встряхнуть флакон, взболтав содержимое и хорошо перемешать апельсиновой палочкой внтури флакончика.

Инструкция к применению:

Сделайте маникюр, слегка опилите ногти (бафом или мягкой пилкой) и хорошо обезжирьте ногтевую пластину.
2. Нанесите Primer BSG на центральную часть ногтя и на торец. Дайте ему высохнуть на воздухе (примерно 1 минуту).
3. Для более легкого снятия геля ацетон содержащим ремувером нанесите в центр ногтя «лаковый квадрат» и дайте ему просохнуть.
4. Нанесите первый слой цветной базы Colloration. Слой должен быть тонким, максимально прокрашивающим весь периметр ногтя. Полимеризуйте 1 минуту в LED и 2 минуты в УФ лампе.
5. Нанесите второй слой цветной базы Сolloration. На «мокрый» слой поставьте небольшую каплю геля в центр ногтя, подтолкните ее кистью к кутикуле и растяните по всему периметру ногтя. Переверните ноготь и дайте гелю распределиться по ногтю равномерно, с максимальной высотой в центре. Тем самым мы выравниваем ногтевую пластину, создавая форму «перевернутого лепестка». Такое моделирование НП обязательная процедура для биогелей. Полимеризуйте 2 минуты в LED и 4 в УФ лампе.

6. Нанесите завершающий слой топа, мы рекомендуем Strong Fluid, сделайте топом легкое выравнивание так, чтобы увидеть идеальный блик от круглой лампы.

Объем 8 мл. Хватает на 8-10 покрытий.

Наращивание ногтей биогелем, гелем

Гель является светоотвердеваемым материалом (при помощи УФ лучей). Существует много разных баек о том, что гель питает или восстанавливает ногти или что в УФ лампе «убиваются» все микробы. Это не соответствует действительности, поскольку частота излучения УФ лампы не соответствует частоте УФ-стерилизатора. Зачастую в связи с гелем упоминается термин «смола», однако умалчивается приставка «химическая», что вводит в заблуждение не только клиентов, но и начинающих мастеров. От акрила его отличает незначительно отличающаяся химическая формула, с более длинной цепочкой молекул, за счет чего консистенция геля соответственно жидкая.

Различаются и разные виды геля — для моделирования и для укрепления собственных ногтей. Кроме того, различают однофазное и трехфазное наращивание ногтей гелем. 3-х фазная система наращивания (из 3-х разных видов геля) имеет свои явные преимущества перед однофазной. Для волос как и для ногтей также существуют средства 3-в-1, включающие в свой состав и шампунь, и бальзам, и кондиционер, и отдельные средства. Разумеется «3-в-1» подходит для непрофессионального (домашнего) использования, поскольку содержит вещества, тормозящие определенные процессы, и волосы оказываются промытые, но не такие мягкие, блестящие как с использованием раздельных систем. То же самое происходит и при наращивании ногтей, каждый вид геля в 3-х фазной системе наращивания ногтей отвечает за определенную операцию, и взаимодействуя по очереди создают ноготь идеальной структуры и качества. Поэтому среди квалифицированных нэйл-мастеров однофазная система наращивания считается моветоном.

Немаловажный плюс гелевой технологии — отсутствие запаха при наращивании, хотя по прочности готовых ногтей предпочтение отдается акриловым ногтям. Гелевые ногти идеальны для женщин, желающих носить недлинные, тонкие ноготки, а акрил позволяет создать любую длину (в частности, популярный «стилет»). Минус геля — его снятие методом спиливания. Мастер должен быть квалифицированным и осторожным, чтобы при снятии материала не повредить натуральный ноготь.

Наращивание ногтей биогелем

Или как его еще называют bio sculpture gel — это новейшая технология по уходу за ногтями и в развитии ногтевых технологий.
Основные преимущества, которые дает наращивание ногтей биогелем очевидны: биогель не вредит ногтям, укрепляет и питает ногти, не откалывается и не «облупляется» в отличие от обычного геля, легко снимается. Процедура наращивания ногтей биогелем без пыли и запаха, и занимает не более 90-120 минут. Еще одним преимуществом биогеля является то, что он быстро сохнет в УФ-лампе.

Биогель не гель и не лак — это средство объединяет в себе все сильные и лучшие стороны геля и лака для ногтей. Он представляет собой прочный, пластичный, безвредный для ногтей материал.
Био-гель — это первый в мире гель, который имеет медицинскую лицензию. В состав биогеля входит 58 процентов протеина (белка, укрепляющего ногтевую пластину). В био геле полностью отсутствуют ММА (метилметаакрилаты), ЕМА (этилметаакрилаты), акриловые кислоты, пластициды. Кроме того, био-гель содержит менее 10 процентов мономеров, а олигомеры, из которых вырабатывается биогель, специально синтезированы для косметической линии по уходу за ногтями.

Ногти наращенные биогелем смотрятся естественно и выглядят максимально натурально. Кроме того, наращивание ногтей биогелем не повреждает ногтевую пластину, поскольку она не подвергается опилу вообще. Покрытие биогелем защищает ногти от внешних повреждений и позволяет собственным ногтям восстанавливаться. Такое наращивание биогелем является прекрасным вариантом для тех, чьи ногти слабые от природы либо пережили «непрофессиональное» наращивание или коррекцию ногтей.
Биогелевое наращивание ногтей — бесспорно прекрасный вариант на лето — сезон отпусков, когда нет возможности и желания ежедневно наносить лак, но хочется выглядеть всегда идеально и натурально. Такую возможность дает биогель, поскольку лак на нем держится максимально долго, а наращенные биогелем ногти смотрятся естественно. Для любительниц натуральных ногтей, для тех, кто отрицает все искусственное, наращивание ногтей биогелем дает отличную возможность иметь красивые, ухоженные, здоровые и практичные ногти на протяжении 4 недель.

В отличие от традиционной коррекции после наращивания гелем или акрилом коррекция ногтей, наращенных биогелем, потребуется уже через 3-4 недели, в зависимости от прочности натурального ногтя. Несвоевременная коррекция после наращивания биогелем может привести к поломке собственного ногтя.
Как уже говорилось выше, снятие биогеля не сопровождается опилом, а следовательно и не повреждает ногтевую пластину. Биогель снимается путем размачивания специальной жидкостью, в состав которой входят эссенциальные масла, обеспечивающие дополнительный уход за ногтями.

Наращивание гелем

Гели бывают однофазными, двухфазными и трехфазными. Фаза в данном случае, это часть наращивания, необходимая для получения оптимального результата.

Первая фаза — это всегда обеспечение наилучшей адгезии (сцепки) искусственного материала с ногтем. Для этого могут использоваться как отдельные материалы (праймеры, бондексы), так и сам гель может уже включать в себя адгезив.

Вторая фаза — это конструирование ногтя на типсе или форме.

Третья фаза — закрепление геля, придание ему глянцевой блестящей поверхности. Однофазный гель — это состав, в котором уже содержатся все фазы. Двухфазный гель обычно содержит адгезию и конструирование «в одном флаконе», а финиш-блеск, в другом. Трехфазный — три геля, выполняющие различные задачи.

Разница использования заключается в технологии наращивания. При наращивании на типсы можно использовать одно- и двухфазные гели, где первый базовый слой обеспечивает наилучшую сцепку с ногтем, а второй, закрепляющий (финиш), придает глянцевый блеск. При наращивании на формы лучше использовать трехфазные системы, в которые входит конструирующий гель (более плотный, меньше растекающийся, чтобы из него можно было сформировать свободный край ногтя), или смоляные системы, которые как раз обладают этими свойствами: смола более густая, меньше течет. Таким образом, сперва накладывается базовый гель, потом слой конструирующий, а после — закрепляющий, придающий блеск.

Процедура гелевого наращивания отнимает порядка двух-трех часов.

Aliexpress биогель однофазный

7 гр Отменить ответ. Гель краска очень красивая. Биогель позволяет выровнять её и придать поверхности идеальную гладкость. В этом видео я расскажу вам про гель-лаки без базы и топа — однофазную систему гель-лаков. Широкий ассортимент продукции от известных производителей. Купила набор для нанесения гель-лака через вк. Ак укрепить ногти гелем. Помогая формированию натурального ногтя. А для укрепления ногтей используется гель и биогель. Однофазный прозрачный биогель для укрепления — низкая цена от производителя Космейк. Применяя его для Биогель это натуральное средство. Эти гели я заказала на . Откройте 659 лучший выбор Био Гель на . Однофазный гель лак 3в1 99 — 31. Биогель однофазный прозрачный. Биогель для ногтей купить в надежном интернет-магазине на торговой площадке Бигль. Не трубуют базы и топа. Биогель для ногтей это каучуковый однофазный гель прозрачного цвета и повышенной пластичности. О думаю всё равно найду ей приме. Биогели — Мастер класс. Ультрафиолетовая лампа для сушки ногтей лампы имеются в свободной продаже.

Прозрачный Биогель укрепляющий изготовлен из сырья высшего немецкого качества. Еще одно популярное средство однофазный гель . Упить в Киеве Био гель для укрепления ногтей. Биогель для ногтей широкий выбор. Е так давно делала я заказик на сайте отзыв. Биогель иногда именуемый мягкий гель это растворимое полимерное средство для укрепления ногтей на основе протеинов или каучука. Гель для наращивания ногтей с . Магазин товаров для ухода за телом предлагает своим покупателям лечебный биогель. Только белый гель был почти. лампа 54 . Для гелевого наращивания ногтей используется обычный гель. Гель моделирующий для ногтей как использовать. Как происходит наращивание на формы. О мне повезло и. Биогель для укрепления ногтей по доступным ценам. Можно ли использовать трехфазный. Для вас подготовлены различные выбранные бренды Био Гель. Биогель купить в интернет-магазине Киев. Эти средства схожи по назначению с обычными гелями также требуют сушки в лампе и снятия специальными средствами. Львов Биогель укрепляет и питает натуральные ногти. Очередная посылка из Китая

Алиэкспресс биогель однофазный в вопросах

Биогель в Украине. Гели для наращивания и коррекции ногтей. Что все этапы по. Однофазный гель лак. Био- гель 5гр Особенности биогелей — по сравнению с гелями для нара. Который используется для укрепления натуральной ногтевой пластины или для. Также если Вы бываете за границей. Собственно сам Био- гель и гель-лак цветной. Сейчас этот гель широко используется в эстетических целях. Шли они ко мне месяц и 1 неделю. Алиэкспресс лампа 54 гель-лак Кошачий глаз стразы бульонки . Обратите внимание на развалы все по евро или все по два евро. Отличие однофазных от двух- и трехфазных. Я брала по 94 р. Рекомендуем к покупке на . Гель краски . Биогель для педикюра пошаговая Что может Био Гель для био-педикюра биогель для укрепления ногтей купить алиэкспресс Лучшие гели для. Откройте для себя лучшие 25 самых популярных Био. Ам таакая история тоже. Обзор БИОГЕЛЯ для ногтей фирмы классический. биогель для укрепления ногтей

Купить биогель для укрепления ногтей в Киеве

Укрепить их и препятствовать образованию трещин. 2 баночки были почти пустые. Гель для наращивания алиэкспресс . Однофазные гель лаки. вот теперь я готова написать отзыв об однофазном биогеле. Трехфазные гели для наращивания. Относительно новое решение в маникюре биогели. Если вас устраивает количество в баночке. Для заметки 6 причин выбрать БИОГЕЛЬ 1. В основе которого лежит смола тиксового дерева. Цена лампы напрямую зависит от мощности. Что такое однофазные. Био гель позволяет придать ногтям прочность. Кто оставил отзыв на Биогель однофазный прозрачный. Технология нанесения однофазных гель-лаковКрасоткаПро. Биогель однофазный прозрачный найдено 19 наименованийБиогель однофазный. Одна из них меня разочаровала. Когда я их получила была неприятно разочарована. Укрепление ногтей гелем. Цена на краски что то заоблачная. Причина покупки-плохо держался гель-лак

Упругие, но полностью разлагаемые биогели на основе желатина для мягких роботов и электроники

Хорнвег, Д., Бхада-Тата, П. и Кеннеди, К. Окружающая среда: в этом столетии производство отходов должно достигнуть пика. Природа 502 , 615–617 (2013).

Google Scholar

Leung, A., Luksemburg, W., Wong, A. & Wong, M. Пространственное распределение полибромированных дифениловых эфиров и полихлорированных дибензо- p -диоксинов и дибензофуранов в почве и сожженных остатках в Гуйю, предприятие по переработке электронных отходов на юго-востоке Китая. Environ. Sci. Technol. 41 , 2730–2737 (2007).

CAS Google Scholar

Baumgartner, M. et al. в Green Materials for Electronics (ред. Иримиа-Владу, М., Гловацки, Э.Д., Сарицифтчи, Н.С. и Бауэр, С.) 1–53 (Wiley, 2017) al. Биосовместимые и биоразлагаемые материалы для органических полевых транзисторов. Adv. Funct. Матер. 20 , 4069–4076 (2010).

CAS Google Scholar

Boutry, C. et al. Растяжимый и биоразлагаемый датчик деформации и давления для ортопедического применения. Nat. Электрон. 1 , 314–321 (2018).

Google Scholar

Walker, S. et al. Использование экологически безвредного и разлагаемого эластомера в мягкой робототехнике. Внутр. J. Intell. Robotics Appl. 1 , 124–142 (2017).

Google Scholar

Hwang, S. et al. Физически переходная форма кремниевой электроники. Наука 337 , 1640–1644 (2012).

CAS Google Scholar

Янг, К. и Суо, З. Гидрогелевая ионотроника. Nat. Rev. Mater. 3 , 125–142 (2018).

CAS Google Scholar

Acome, E. et al. Самовосстанавливающиеся электростатические приводы с гидравлическим усилением и мускулистыми характеристиками. Наука 359 , 61–65 (2018).

CAS Google Scholar

10.

Someya, T. & Amagai, M. На пути к новому поколению умных скинов. Nat. Biotechnol. 37 , 382–388 (2019).

CAS Google Scholar

11.

Li, C.H. et al. Автономный самовосстанавливающийся эластомер с высокой эластичностью. Nat. Chem. 6 , 618–624 (2016).

Google Scholar

12.

Cao, Y. et al. Самовосстанавливающиеся электронные скины для водных сред. Nat. Электрон. 2 , 75–82 (2019).

Google Scholar

13.

Wang, S. et al. Электроника кожи от масштабируемого изготовления растягиваемой матрицы транзисторов. Природа 555 , 83–88 (2018).

CAS Google Scholar

14.

Wirthl, D. et al. Мгновенное прочное соединение гидрогелей для мягких машин и электроники. Sci. Adv. 3 , e1700053 (2017).

Google Scholar

15.

Wang, X. et al. Пищевые суперконденсаторы на основе пищевых продуктов. Adv. Матер. Technol. 1 , 1600059 (2016).

Google Scholar

16.

Бауэр, С. и Кальтенбруннер, М. Построен, чтобы исчезнуть. АСУ Нано 8 , 5380–5382 (2014).

CAS Google Scholar

17.

Янг Дж., Уэбб А. Р. и Амир Г. А. Новые биоразлагаемые эластомеры на основе лимонной кислоты для тканевой инженерии. Adv. Матер. 16 , 511–516 (2004).

CAS Google Scholar

18.

Уэбб А. Р., Янг Дж. И Амир Г. А. Биоразлагаемые полиэфирные эластомеры в тканевой инженерии. Мнение эксперта. Биол. Ther. 4 , 801–812 (2004).

CAS Google Scholar

19.

Ван Ю., Амир Г. А., Шеппард Б. Дж. И Лангер Р. Прочный биоразлагаемый эластомер. Nat. Biotechnol. 20 , 602–606 (2002).

CAS Google Scholar

20.

Кон, Д. и Саломон, А. Х. Разработка биоразлагаемых многоблочных термопластичных эластомеров PCL / PLA. Биоматериалы 26 , 2297–2305 (2005).

CAS Google Scholar

21.

Скарья Г. А. и Вудхаус К. А. Разложение и эрозия in vitro разлагаемых сегментированных полиуретанов, содержащих удлинитель цепи на основе аминокислот. J. Biomater. Sci. Polym. Эд. 12 , 851–873 (2001).

CAS Google Scholar

22.

Averous, L., Moro, L., Dole, P. & Fringant, C. Свойства термопластичных смесей: крахмал – поликапролактон. Полимер 41 , 4157–4167 (2000).

CAS Google Scholar

23.

Zhu, C. et al. Высокоэластичные гидрогели HA / SA для тканевой инженерии. J. Biomater. Sci. Polym. Эд. 29 , 543–561 (2018).

CAS Google Scholar

24.

Шинтаке, Дж., Сонар, Х., Пискарев, Э., Пайк, Дж. И Флореано, Д. Мягкий пневматический желатиновый привод для съедобной робототехники. В 2017 Международная конференция IEEE / RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IROS) 6221–6226 (IEEE, 2017).

25.

Van Den Bulcke, A. I. et al. Структурные и реологические свойства гидрогелей желатина, модифицированных метакриламидом. Биомакромолекулы 1 , 31–38 (2000).

Google Scholar

26.

Wu, T. et al. Биоразлагаемый высокопрочный гидрогель, чувствительный к pH, как потенциальный наполнитель, резидентный в желудке. Macromol. Матер. Англ. 303 , 1800290 (2018).

Google Scholar

27.

Ceseracciu, L., Heredia-Guerrero, J. A., Dante, S., Athanassiou, A.И Байер И.С. Прочные и биоразлагаемые эластомеры на основе кукурузного крахмала и полидиметилсилоксана (ПДМС). ACS Appl. Матер. Интерфейсы 7 , 3742–3753 (2015).

CAS Google Scholar

28.

He, Q., Huang, Y. & Wang, S. Одностадийное изготовление пластичных и прочных гидрогелей желатина с помощью эффекта Хофмайстера. Adv. Funct. Матер. 28 , 1705069 (2018).

Google Scholar

29.

Qin, Z. et al. Морозостойкий супрамолекулярный органогидрогель с высокой прочностью, термопластичностью, а также заживляющими и адгезионными свойствами. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 11 , 21184–21193 (2019).

CAS Google Scholar

30.

Schrieber, R. & Gareis, H. Gelatine Handbook (Wiley, 2007).

31.

Luo, Z. et al. Биоразлагаемые желатинметакрилоиловые микроиглы для трансдермальной доставки лекарств. Adv. Healthcare Mater. 8 , 1801054 (2018).

Google Scholar

32.

Echave, M. et al. Ферментативные сшитые желатиновые 3D-каркасы для инженерии костной ткани. Внутр. J. Pharm. 562 , 151–161 (2019).

CAS Google Scholar

33.

Mandrycky, C. et al. 3D биопечать для инженерии сложных тканей. Biotechnol.Adv. 34 , 422–434 (2016).

CAS Google Scholar

34.

Ким, Д., Ли, Х., Квон, С., Чой, Х. и Парк, С. Извлекаемые с помощью магнитных наночастиц биоразлагаемые гидрогелевые микророботы. Sens. Приводы B 289 , 65–77 (2019).

CAS Google Scholar

35.

Чемберс, Л., Уинфилд, Дж., Иеропулос, И. и Росситер, Дж.Биоразлагаемые и съедобные желатиновые приводы для использования в качестве искусственных мышц. В Proc. SPIE 9056, Электроактивные полимерные приводы и устройства B (SPIE, 2014).

36.

Sardesai, A. et al. Дизайн и характеристики съедобных мягких роботизированных приводов для конфет. MRS Adv. 3 , 3003–3009 (2018).

CAS Google Scholar

37.

Дэн Ю., Чжан Ю., Лемос Б. и Рен Х.Накопление микропластика в тканях мышей и реакция биомаркеров указывают на широко распространенные риски воздействия на здоровье. Sci. Отчет 7 , 46687 (2017).

Google Scholar

38.

Фейг, В., Тран, Х. и Бао, З. Биоразлагаемые полимерные материалы в разлагаемых электронных устройствах. СКУД Центр. Sci. 4 , 337–348 (2018).

CAS Google Scholar

39.

Шимицу С. и Матубаяси Н. Гелеобразование: роль сахаров и полиолов на желатине и агарозе. J. Phys. Chem. В 118 , 13210–13216 (2014).

CAS Google Scholar

40.

Polygerinos, P. et al. Мягкая робототехника: обзор мягких устройств с гидравлическим приводом; производство, зондирование, управление и приложения для взаимодействия человека и робота. Adv. Engin. Матер. 19 , 1700016 (2017).

Google Scholar

41.

Amjadi, M., Kyung, K.-U., Park, I. & Sitti, M. Эластичные, устанавливаемые на кожу и переносные датчики деформации и их потенциальные применения: обзор. Adv. Funct. Матер. 26 , 1678–1698 (2016).

CAS Google Scholar

42.

Краузе Дж., Винфилд А. и Денебург Дж. Интерактивные роботы в экспериментальной биологии. Trends Ecol. Evol. 26 , 369–375 (2011).

Google Scholar

43.

Бог, Р. Роботы для сбора фруктов: их время пришло ?. Инд. Робот 47 , 141–145 (2010).

Google Scholar

44.

Hohimer, C.J. et al. Разработка и полевые испытания роботизированной системы сбора яблок с напечатанным на 3D-принтере мягким роботизированным рабочим органом. Пер. ASABE 62 , 405–415 (2019).

Google Scholar

45.

Хартманн, Ф., Драк, М. и Кальтенбруннер, М. Предназначено для слияния: производство эластичной электроники для робототехники. Sci. Робототехника 3 , eaat9091 (2018).

Google Scholar

46.

Луангтана-анан М., Нунтанид Дж. И Лимматвапират С. Влияние молекулярной массы и концентрации полиэтиленгликоля на физико-химические свойства и стабильность пленки шеллака. J. Agric. Food Chem. 58 , 12934–12940 (2010).

CAS Google Scholar

Самовосстанавливающееся, перерабатываемое и разлагаемое огнестойкое биогелевое покрытие на основе желатина для зеленых построек

Дерево — один из старейших строительных материалов, обычно используемых в строительстве. Однако естественная пожарная опасность древесины ограничивает ее практическое применение. Доказано, что нанесение огнезащитных покрытий является высокоэффективным методом повышения огнестойкости конструкционных материалов при горении.Однако разработка устойчивых, возобновляемых и экологически чистых покрытий является сложной задачей из-за зависимости от традиционных антипиренов. В этом исследовании было предложено самовосстанавливающееся, полностью перерабатываемое и биоразлагаемое покрытие из биогеля, полностью полученное из натуральных и безопасных для пищевых продуктов компонентов, что редко демонстрируется с точки зрения безопасности древесины. Равномерное и прочное адгезионное покрытие может быть получено на деревянных поверхностях с помощью простого процесса подготовки без ущерба для присущих древесине механических свойств.Между тем, покрытие показало отличные самовосстанавливающиеся свойства после повреждения, полную разлагаемость и хорошую пригодность для вторичной переработки при утилизации. Примечательно, что покрытая биогелем древесина демонстрирует улучшенные огнезащитные свойства, что отражается в снижении максимальной скорости тепловыделения на 24,0% и снижении общего тепловыделения на 17,2% при толщине покрытия 350 мкм, а также в шестикратном увеличении времени задержки воспламенения и самовоспламенения. -тушащее поведение. Мы объединили все достоинства в одном огнестойком покрытии, которое легко воспроизводится, имеет низкую стоимость и масштабируемость, что сделало древесину с биогелевым покрытием многообещающим кандидатом для широкого применения в зеленых зданиях.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Документ без названия

Белки (и другие макромолекулы) можно разделить по размеру с помощью хроматографии. на столбиках гелевых шариков с небольшими порами, чтобы молекулы меньшего размера проводить больше времени в порах поддерживающей среды и, следовательно, больше перемещаться медленнее, чем более крупные молекулы.Это метод гель-эксклюзионной хроматографии, также известна как гель-фильтрация или гель-проникающая хроматография. Добавив серию цветных маркеров известной молекулярной массы для образца, подвергаемого хроматографии, можно откалибровать колонку и, следовательно, оценить молекулярную массу фермента путем сравнения его элюируемого объема с объемом элюирования стандарта. маркеры.

Большие молекулы перемещаются быстрее и, следовательно, раньше элюируются из колонки.

Среда для гель-эксклюзионной хроматографии

Среды, используемые для гель-эксклюзионной хроматографии, включают декстран (Sephadex ™), полиакриламид (Bio-Gel P ™) и декстран-полиакриламид (Sephacryl ™) и агароза (Sepharose ™ и BioGel A ™). Каждый доступен с множество различных диапазонов размера пор в гранулах, позволяющих разделение макромолекул разного размера.

Гель с меньшим диапазоном размеров пор (и, следовательно, меньшим диапазоном, в котором он может разделять макромолекулы в зависимости от их размера) даст более высокую разрешающая способность; гель с более широким диапазоном даст более низкое разрешение, но позволит фракционирование большего диапазона размеров в качестве начального шага, когда приблизительный молекулярная масса фермента неизвестна.

Размер частиц гелевых шариков (размер ячеек) также влияет на разрешение; шарики меньшего размера обеспечивают более высокое разрешение, но меньшую скорость потока через колонку (и, следовательно, более медленное разделение).

В таблице показан полезный диапазон для наиболее часто используемой гель-фильтрации. media — нижний и верхний молекулярные размеры (в кДа), по которым они могут быть используется для разделения макромолекул. Верхний предел известен как предел исключения. геля — размер, выше которого белки будут элюироваться в пустом объеме колонка.

	нижний предел	верхний предел
декстрановые гели
Сефадекс G-50	1,5	30
Сефадекс G-75	3	80
Сефадекс G-100	4	150
Сефадекс G-150	5	300
Сефадекс G-200	5	600
полиакриламидные гели
Биогель P-10	1.5	20
Биогель P-30	2,5	40
Биогель P-60	3	60
Биогель P-100	5	100
Биогель P-150	15	150
BioGel P-200	30	200
Биогель P-300	60	400
декстран-полиакриламидные гели
Сефакрил S-200	5	250
Сефакрил S-300	10	1500
Сефакрил S-400	20	8000
агарозных гелей
Сефароза 6B	10	4000
Сефароза 4B	60	20 000 90 481
Сефароза 2B	70	40 000 90 481
Биогель A-0.5	10	500
Биогель A-1.5	10	1500
Биогель A-5	10	5000
Биогель A-15	40	15 000 90 481
Биогель A-50	100	50 000

Упругие, но полностью разлагаемые биогели на основе желатина для мягких роботов и электроники

Статьи

https: // doi.org / 10.1038 / s41563-020-0699-3

1Отдел физики мягкой материи, Институт экспериментальной физики, Университет Иоганна Кеплера, Линц, Линц, Австрия. 2Soft Materials Lab, Линцский технологический институт

, Университет Йоханнеса Кеплера, Линц, Линц, Австрия. 3Институт полимероведения, Университет Иоганна Кеплера, Линц, Линц, Австрия. 4 Отделение

дерматологии и венерологии, Университетская больница Кеплера, Линц, Австрия. 5Институт биомедицинской мехатроники, Университет Иоганна Кеплера, Линц,

Линц, Австрия.6Настоящий адрес: Институт прикладной физики, Университет Иоганна Кеплера, Линц, Линц, Австрия. 7Эти авторы внесли равный вклад:

Мелани Баумгартнер, Флориан Хартманн. 8 Умер: С. Бауэр. ✉e-mail: [email protected]

По оценкам, в 2025 году будет производиться около шести миллионов тонн мусора

в день1, причем быстрорастущим вкладом будут технические расходные материалы. Техника с истекшим сроком службы содержит ценные материалы,

трудоемких для восстановления, или токсичные вещества, которые легко выбрасываются в природу

в результате захоронения или неправильной обработки2.Биоразлагаемые3–6

и переходные системы7 являются многообещающими путями к закрытию цикла

по образованию отходов и создают новые возможности для безопасных систем

, но часто за счет компромисса в производительности.

Сложные биологические системы восполняют этот пробел. Они объединяют в себе кажущиеся антагонистическими свойствами — жесткие, но адаптивные, долговечные и

самовосстанавливающиеся, но разлагаемые — что позволяет им выполнять множество сложных задач.Воплощения технологий, которые тесно взаимодействуют с людьми

, естественно, выигрывают от имитации таких мягких функциональных форм

. Ряд биомиметических систем8, которые включают

мягких машин9 и электронные скины (электронные скины) 10, достигают высокого уровня функциональности

за счет самовосстановления11,12, внутреннего растяжения —

способности13 или проницательного слияния мягких -твердые материалы 14. Waste

Проблемы с потоком и приложения invivo, позволяющие избежать многократных операций,

решаются с помощью нерастяжимых устройств в виде съедобных3,15 и транзисторных

электронных устройств7,16.Однако обеспечение растяжимости устройств, способных к разложению, остается сложной задачей. Недавние подходы, сфокусированные на

растягиваемых биоразлагаемых сенсорах5, требуют дорогих материалов, а

все еще подключаются к громоздким измерительным системам, что препятствует их внедрению

в качестве носимых устройств. Проблемы здесь проистекают из

разнообразных требований к материалам, которые варьируются от механической

упругости, долговечности и растяжимости до высокой технологичности и

низкой стоимости, но при этом полностью поддающейся разложению.Синтетические материалы, такие как

эластомеров на основе сложного полиэфира17–20 или полиуретаны21, медленно разлагаются

и требуют длительного и энергозатратного синтеза, что может помешать их широкому выходу на рынок.

гидрогелей22–24 на основе крахмала, альгината или коллагена, производные от биологических источников, дешевы и предлагают

быстрых скоростей разложения, но обычно не обеспечивают достаточной механической целостности при высоких нагрузках. Стратегии, основанные на фото сшивке

ing25, добавлении дополнительных мономеров26,27 или обработке солью28,29

помогают решить эту проблему, но ценой технологичности, способности деградации и цены (Таблица 1).

Гели на основе желатина являются многообещающим выбором, поскольку такие биополимеры

легко получаются без необходимости синтеза, позволяют использовать

водорастворимых добавок, безвредны для окружающей среды из-за высокой скорости разложения

и являются даже съедобный. Известный человечеству

тысячелетий, желатин превратился из клея естественного происхождения в широко используемый

материал в фотопленках, производстве продуктов питания, косметике

и лекарствах30.Применения желатина в настоящее время охватывают различные области

от доставки лекарств31 и инженерии костной ткани32, которая включает

трехмерных (3D) печатных каркасов33 и (микро) робототехнику34,

, работающую invivo. Тем не менее, до сих пор гели на основе желатина имеют умеренные характеристики при деформации и быстрое высыхание при работе на воздухе, что приводит к приданию жесткости и ограничивает стабильность и долговечность носимых мягких устройств

или мягких роботизированных элементов (Таблица 1 и дополнительные

Таблицы 1 и 2).Существующие примеры биоразлагаемых мягких приводов

на основе желатина частично решают эти проблемы, поддерживая определенный уровень растяжимости

в высушенном состоянии24, работая в растворах электролитов

с градиентом соли35 или используя готовые кондитерские гели36.

Однако все они страдают от трудно контролируемых свойств материала и ограниченной растяжимости

, что приводит к снижению производительности только на несколько циклов срабатывания

Здесь мы представляем подход к изготовлению, правила проектирования и набор концепций

для широко применяемого биогеля на основе желатина, который

объединяет сложные потребности устойчивых, но устойчивых (мягких) роботов

и электроники на одной платформе. В основе нашего геля лежит натуральный

Эластичный, но полностью разлагаемый биогель на основе желатина

для мягких роботов и электроники

Мелани Баумгартнер — 1,2,3,7, Флориан Хартманн — 1,2,7, Майкл Драк1, 2, David Preninger1,2,

Daniela Wirthl1,2, Robert Gerstmayr2,3, Lukas Lehner1,2, Guoyong Mao1,2, Roland Pruckner1,2,

Stepan Demchyshyn1,2, Lisa Reiter1,2, Moritz Strobel3, Thomas Stockinger1,2, David Schiller1,2,

Susanne Kimeswenger1,2,4, Florian Greibich2,2, Gerda Buchberger5,6, Elke Bradt3, Sabine Hild3,

Siegfried Bauer1,8 и Martin Kaltenbrunner 1,2 ✉

Биоразлагаемые и биосовместимые эластичные материалы для мягкой робототехники, тканевой инженерии или растягиваемой электроники с хорошими механическими свойствами

, настраиваемыми, модифицируемыми или лечебными свойствами способствуют технологическому прогрессу, и, тем не менее, они не долговечны

в условиях окружающей среды и не сочетают в себе все атрибуты tes на единой платформе.Мы разработали универсальный биогель

на основе желатина, который отличается высокой эластичностью и выдающимися эластичными характеристиками, но при этом полностью разлагается при утилизации. Он самоприклеивается,

быстро заживает и полностью получен из натуральных и безопасных для пищевых продуктов компонентов. Мы объединяем все благоприятные атрибуты в один материал

, который легко воспроизводить и масштабировать, а также дешевое производство в условиях окружающей среды. Этот биогель

является шагом на пути к прочным, естественным мягким роботизированным и электронным системам, которые являются устойчивыми и точно имитируют свои естественные предшественники.

ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | VOL 19 | ОКТЯБРЬ 2020 | 1102–1109 | www.nature.com/naturematerials

1102

Содержимое предоставлено Springer Nature, применяются условия использования. Права защищены

Долговечность двойных перчаток с хирургическими перчатками Biogel при использовании клиницистами / хирургами

Был выбран дизайн проспективного открытого исследования, поскольку он обеспечит наиболее точные данные об эффективности четырех имеющихся в продаже аналогичных марок NRL (натуральный каучук латексные) и синтетические латексные хирургические перчатки, когда они используются для хирургических операций в клинических условиях. параметр.Первичной конечной точкой будет общая частота отказов стерильного биогеля. хирургические нижние перчатки (устройство) по сравнению с нижними перчатками от Ansell, Medline и Cardinal марки хирургических перчаток. Вторичные конечные точки — скорость перфорации нижней перчатки, частота отказов перфорации, частота обнаружения перфорации перфорацией владелец перчатки при надевании двух перчаток, соотношение обнаруженных перфораций перфорации по сравнению с нижняя перчатка и для определения частоты обнаружения перфорации перфорации перфорацией владелец.

Клиническое исследование будет иметь статистическую силу для проверки гипотезы о том, что частота отказов нижних перчаток Biogel Sterile Surgical отличается от трех компараторы.

Описание

Это несущественный риск, перекрестный, сравнительный, перспективный, пятиконечный, открытый клиническое исследование, в котором скорость перфорации хирургических перчаток из четырех различных производители будут оцениваться в двойных перчатках.Изучите врачей, которые будут напрямую в стерильном поле с аналогичным объемом хирургических процедур будет предложено использовать перчатки от четырех производителей хирургических перчаток: Molnlycke Health Care, Ansell, Medline и Cardinal — при выполнении этих хирургических процедур. Виды процедур под которой будут использоваться учебные перчатки, — артропластика протезных суставов и имплантация (т.е. ортопедическая), хирургия травм, нейрохирургия, колоректальная и кардиоторакальная хирургия.

Все перчатки, оцениваемые на каждом этапе, будут оцениваться на скорость перфорации и общую отказ на основе биномиальных ответов (Да / Нет) с учетом пяти временных точек:

отказ перчаток перед надеванием (после извлечения из упаковки, перед надеванием)
отказ перчаток во время надевания (надевания перчаток)
наблюдался интраоперационный отказ перчатки
отказ перчатки при снятии (снятии перчатки)
после Процедура: перфорация и разрушение перчатки определяется с использованием стандартизированной утечки воды test

Данные о пациентах оцениваться не будут.

семинаров 2014 г. | Центр биологической физики

Проблема самовоспроизводства: от бактерий к искусственным клеткам
Альберт Либхабер, Университет Рокфеллера
31 октября 2014 г., 16:00 PAB 4-330

Abstract: Можем ли мы синтезировать компартмент самого элементарного размера клетки, который может самовоспроизводиться, используя генетическую информацию? Мы обсудим применение высокого гидростатического давления к бактерии E. coli во время самовоспроизводства. Это обратимое напряжение с контролируемой амплитудой.

Ограничение ДНК приводит к раскрытию вируса ВИЧ
Робин Бруинсма, UCLA Physics & Astronomy
17 октября 2014 г., 16:00, PAB 4-330

Abstract: Капсид, который защищает молекулу (ы) генома вируса, в целом достаточно устойчив к механическим воздействиям. Выдающимся исключением является зрелый капсид ретровирусов, таких как ВИЧ. Мы представляем описание зрелого капсида ВИЧ, где ключевой функцией является не механическая защита генома, а роль «реактора» для действия фермента обратной транскриптазы, который превращает одноцепочечные молекулы РНК в двухцепочечные. Молекулы ДНК внутри зрелых вирусных капидов ВИЧ.Отсутствие оболочки вируса ВИЧ определяется силой разрушения стенки капсида тором ДНК, который продуцируется обратной транскриптазой.

Взаимодействие между мягкими коллоидными частицами и погруженной волокнистой сеткой
Луи Фукар, UCLA Chemistry & Biochemistry
3 октября 2014 г., 16:00, PAB 4-330

Многие частицы коллоидного размера, встречающиеся при биологическом разделении и разделении на основе мембран, можно охарактеризовать как мягкие везикулы, такие как клетки, дрожжи, вирусы и мицеллы поверхностно-активных веществ.Ожидается, что деформация этих пузырьков критически повлияет на проницаемость за счет адаптации формы и размера пор или усиления адгезии с поверхностью пор. Численное и теоретическое моделирование этих процессов будет иметь решающее значение для полного понимания этих процессов и, таким образом, разработки новых фильтрующих мембран, ориентированных не только на размер, но и на деформируемость в качестве критерия выбора.

Этот доклад представит многомасштабную стратегию, которая позволяет определять проницаемость волокнистой сети по отношению к сложным жидкостям, наполненным пузырьками.Во-первых, вводится метод движущейся границы раздела на основе частиц, который можно использовать для характеристики сильной деформации везикул, взаимодействующих с погруженной волокнистой сеткой. Во-вторых, представлена стратегия гомогенизации, которая позволяет определять проницаемость сети на основе микромеханизмов деформации и проникновения везикул.

В качестве доказательства концепции исследуется роль поверхностного натяжения везикулы-растворитель на проникновение как растворителя, так и везикулы через простую двумерную сеть волокон.

На фото слева: везикула проходит через фиброзную сеть для различного числа капилляров.

Elegant Mind Seminar: Изучение происхождения жизни и сознания через нейронные системы C. elegans
Кацуши Арисака, UCLA Physics & Astronomy
30 мая 2014 г., 15:00, Учебный павильон Кинси 1200B

«Почему мы здесь? Кто мы?»

Эти фундаментальные вопросы, касающиеся происхождения жизни и сознания, исследуются посредством поведенческого анализа небольшого организма нематоды C.elegans. Организм полностью секвенирован с установленным коннектомом из 302 нейронов. Однако динамические функции нервной системы не могут быть решены только с помощью коннектома. Еще предстоит выяснить, как на эти биологические функции влияет среда для адаптации и обучения. 100 студентов в лаборатории сосредоточились на понимании таких динамических функций нервной системы C. elegans и изучали, как поведенческие функции меняются в результате взаимодействия с окружающей средой. Темы обучения включают 2D- и 3D-навигацию при стимуляции E / B-полей, УФ / видимого света и изменения температуры.В этом выступлении представлены выводы студентов об удивительных и неожиданных проявлениях поведения. Наконец, представлен амбициозный план по продвижению вперед науки о происхождении жизни и сознания.

Также не стесняйтесь посещать Elegant Mind Club в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, день открытых дверей 30 мая с 12 до 17 часов.

Простые полимерные модели белков в развернутом состоянии: сферическая корова?
Дмитрий Е. Макаров, Техасский университет в Остине
23 мая 2014 г. 16:00, PAB 4-330

Вопреки распространенному заблуждению о том, что биологически функциональные белки всегда должны принимать четко определенные трехмерные формы, по крайней мере 25% белков в нашем организме полностью неупорядочены, а многие другие содержат длинные неструктурированные сегменты.Неструктурированность имеет ряд биологических преимуществ и может, например, ускорить поиск белков их мишеней, облегчить расщепление белков клеточными механизмами или придать удивительно высокую прочность натуральным эластомерным материалам (например, паучьему шелку). Для тех белков, которые обнаруживаются свернутыми в физиологических условиях, время, необходимое для достижения их биологически активного состояния, дополнительно контролируется скоростью, с которой неструктурированная полипептидная цепь может исследовать свое конформационное пространство.

В этом докладе я опишу наши усилия по разработке очень простых, но предсказуемых полимерных моделей развернутых белков. Теория полимеров предсказывает универсальные законы масштабирования, управляющие неупорядоченными полимерными цепями, которые сохраняются независимо от химических деталей, пока рассматриваемые цепи достаточно длинные. Однако настоящие белки часто бывают относительно короткими, и поэтому использование простых теорий полимеров может (справедливо) рассматриваться как изучение сферической коровы. Тем не менее, я надеюсь убедить аудиторию в том, что довольно простые модели могут количественно объяснить экспериментальные измерения развернутых белков (особенно исследования FRET одиночных молекул и «образования петель») и хорошо согласуются с возможно более реалистичными атомистическими симуляциями.В частности, я опишу недавние экспериментальные данные о «внутреннем трении» в динамике белков и рассмотрю молекулярные источники этого эффекта.

Эластичность на грани стабильности: мягкая материя, вдохновленная клеткой

Фред МакКинтош, Университет VU, Амстердам,
, 9 апреля 2014 г., 9:00, PAB 4-330

Как и кости нашего тела, цитоскелет, состоящий из жестких белковых биополимеров, определяет механическую стабильность и реакцию клеток.Однако, в отличие от пассивных материалов, живые клетки находятся далеко от равновесия за счет метаболических процессов и энергозатратных молекулярных двигателей, которые генерируют силы, приводящие в движение механизмы, стоящие за различными клеточными процессами.

Вдохновленные такими сетями, мы описываем последние теоретические и экспериментальные достижения в нашем понимании волоконных сетей in vitro и in vivo. Мы показываем, что они демонстрируют уникальное состояние высокочувствительного вещества вблизи изостатической точки, впервые изученное Максвеллом.

Для волоконных сетей это предельное состояние вещества с исключительными механическими свойствами, включая сильно нелинейный упругий отклик и критическое поведение при нулевой температуре.Мы обсуждаем, как это может помочь нам понять давние проблемы механики тканей. Более того, введение молекулярной двигательной активности может резко повлиять на стабильность таких систем.

Динамика образования геля фибрина

Джеймс П. Кинер, доктор философии, заслуженный профессор математики, адъюнкт-профессор биоинженерии, Университет штата Юта
27 марта 2014 г., 16:00, 13-105 Центр медицинских наук (CHS)

Биогели сложны полимерные сети, правильное функционирование которых важно для многих физиологических процессов.Например, правильное функционирование слизистого геля важно для очищения дыхательных путей, размножения, пищеварения, защиты желудка и защиты от болезней, а его неэффективность связана с муковисцидозом, язвой желудка и репродуктивной дисфункцией. Сгустки фибрина имеют решающее значение для предотвращения кровотечений после травм, но неправильное образование сгустков приводит к сердечным приступам и инсультам.

Есть три фазы динамики биогелей, которые важны для их биологической функции. Это их формирование (т.например, свертывание крови), деградацию (растворение сгустка) и кинетику набухания / отслаивания (например, во время секреции / экзоцитоза муцина).

Цель этого выступления — описать последние достижения в изучении динамики образования фибринового сгустка. В частности, я выведу и обсудю особенности новой модели уравнения в частных производных, которая описывает рост фибриновых сгустков как реакцию полимеризации / гелеобразования. Решение этой модели PDE дает представление о разветвленной структуре сгустков, которые образуются в различных физиологических условиях.

Ведущий: Том Чоу, доктор философии

Количественное моделирование белковых взаимодействий нуклеиновых кислот

Ральф Бундшу, Университет штата Огайо
14 марта 2014 г., 16:00 — 17:00, 4-330 PAB

Взаимодействие белков с нуклеиновыми кислотами является фундаментальным для регуляции генов. Мы обсудим два аспекта этих взаимодействий, где количественное моделирование позволяет по-новому взглянуть на биологические механизмы.

Первый — это связывание факторов транскрипции с ДНК.Хорошо известно, что нуклеосомы снижают сродство факторов транскрипции к сайтам связывания, покрытым нуклеосомой. Предполагалось, что это происходит из-за снижения скорости, поскольку фактор транскрипции может связываться только тогда, когда редкие тепловые флуктуации нуклеосомы делают ДНК доступной. Однако недавние экспериментальные данные неожиданно показывают, что
степень отклонения факторов транскрипции также сильно зависит от присутствия нуклеосомы. Мы демонстрируем, что это увеличение скорости отклонения на несколько порядков является следствием конкуренции между событиями частичного связывания димерных факторов транскрипции и нуклеосомой.

Во-вторых, мы исследуем взаимодействие между белками и РНК. Посттранскрипционная регуляция требует, чтобы многие белки связывались с РНК. Реализация комбинаторной регуляции требует взаимодействия между такими связывающими событиями. В случае одноцепочечных РНК-связывающих белков возникает конкуренция между связыванием белками и образованием внутримолекулярных пар оснований РНК. Мы показываем, что эта конкуренция обеспечивает естественный механизм необходимой кооперативности между РНК-связывающими белками.

Механика полимеров в бактериях. Рост, деление и морфогенез

Джен Синь, Стэнфордский университет
7 марта 2014 г., 16:00 — 17:00, 4-330 PAB

Полимеры, собранные белками, играют важную роль в физиологии клетки. В этом докладе я представлю наши работы с использованием реалистичных вычислений, основанных на физике (моделирование молекулярной динамики), в сочетании с теоретическим моделированием, чтобы выявить физические механизмы полимеров в ключевых клеточных процессах, таких как деление, рост и поддержание правильной формы клетки.Я проиллюстрирую, как полимер преобразует химическую энергию в механическую, которая обеспечивает сужающую силу, необходимую для деления клеток, сужая их ширину. Затем я расскажу о взаимодействиях между двумя полимерами и о том, как их относительные механические свойства, такие как направление изгиба и жесткость, могут определять их ячеистую архитектуру. Наконец, я рассмотрю еще один крупный класс полимеров, который состоит из динамических по своей природе белковых единиц, и исследую эволюционное значение использования различных типов полимеров для выполнения различных клеточных функций.

Физическая модель интеркаляции клеток

Мадхав Мани, KITP и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре
28 февраля 2014 г., 16:00 — 17:00 4-330 PAB

Локальная перестройка соседних клеток, называемая интеркаляцией клеток, приводит к изменению формы ткани и возникающим изменениям в эмбриональной форме — морфогенезу. Несмотря на наше молекулярное понимание того, как цитоскелет генерирует активные стрессы, нам не хватает физического механизма, который лежит в основе перестройки клеточных решеток, в частности, объясняющих их явно коллективные особенности.Основываясь на эмпирическом анализе живой флуоресцентной микроскопии расширения зародышевой полосы дрозофилы (Lecuit Lab, Марсель), наша работа делает три ключевых достижения: 1) создание инструмента анализа изображений, который позволяет неразрушающим образом измерять относительные напряжения тканей, 2) выводы в физику эпителиальных тканей, которая показывает важность сдвиговых напряжений между клетками и 3) учет общих особенностей механической обратной связи на цитоскелетных уровнях. Эти ингредиенты объединены в простую математическую модель, которая дает представление о наблюдаемых локальных и глобальных особенностях интеркаляции клеток и, в более широком смысле, о динамике клеточных решеток в широком спектре различных тканей и животных.

Динамика частиц в мягком веществе

Майкл Рубинштейн, Университет Северной Каролины
21 февраля 2014 г., 16:00 — 17:00

Аннотация: Можно ли определить свойства материалов на основе анализа траекторий диффундирующих через них зондирующих частиц? Аномальная диффузия частицы в сложной среде может быть вызвана тремя фундаментальными причинами: (1) вязкоупругий отклик среды на деформацию, создаваемую движущейся частицей; 2) частица могла притягиваться к некоторым областям неоднородной среды и временно локализоваться в этих «липких» областях; (3) Частица отталкивается от некоторых областей среды и должна преодолеть различные энергетические барьеры, чтобы диффундировать через эту среду.Можно ли определить, какая из этих фундаментальных причин вызывает аномальную диффузию? Мы предлагаем метод анализа траекторий частиц, чтобы ответить на этот вопрос и определить соответствующие свойства сложных сред, такие как распределение времен релаксации или распределение энергии областей притяжения.

Мы решаем модель активированных прыжков, в которой частица испытывает термически активированные прыжки между соседними ямами с разной энергетической глубиной. Мы находим, что диффузия частиц является обычной броуновской (а не аномальной), если ширина распределения энергий ям ΔU меньше тепловой энергии kT.В противоположном случае (ΔU> kT) мы обнаруживаем удивительный результат: хотя скачки между соседними скважинами являются полностью случайными и некоррелированными, смещения частиц в течение последовательных интервалов времени коррелированы. Источником этих корреляций является то, что частица может находиться в одной и той же скважине в течение обоих периодов времени. В результате, хотя среднеквадратичное смещение частицы остается броуновским, распределение смещений не гауссово и почти экспоненциально.

Мы используем теорию скейлинга для получения зависимости от времени среднеквадратичного смещения зондирующей наночастицы в растворах и расплавах полимеров. Мы выделяем несколько качественно различных случаев в зависимости от размера частицы d по сравнению с корреляционной длиной раствора ξ и диаметром трубки a для перепутанных полимерных жидкостей. Мы также описываем прыжковый механизм для диффузии частиц, размер которых превышает размер ячейки твердых полимерных частиц (сеток и гелей).

Эластичность, геометрия и изгиб

Andrj Kosmrlj, Harvard
, 14 февраля 2014 г., 16:00 — 17:00 4-330 PAB

Аннотация: В этом докладе я представляю, как геометрическая форма влияет на механические свойства тонких твердых мембран и как нестабильность изгиба изменяет геометрию периодических микроструктур в материалах.Используя методы, основанные на статистической физике, мы обнаружили, что флуктуации случайной формы и тепловые возбуждения тонких твердых мембран значительно изменяют их механические свойства. Такие мембраны намного сложнее сгибать, но их легче растягивать, сжимать и сдвигать. Наконец, я покажу, как методы из физики твердого тела могут помочь нам вывести геометрию изогнутых периодических микроструктур. Неустойчивость потери устойчивости может изменить симметрию микроструктуры, включая спонтанное нарушение киральной симметрии, которое резко изменяет свойства материала.

Черная дыра в памяти: коллапс цитоскелета на поздних стадиях болезни Альцгеймера? *

D.L. Кокс, Калифорнийский университет, Дэвис
7 февраля 2014 г., 16:00 — 17:00

На поздних стадиях болезни Альцгеймера тау-белки, которые служат для зарождения, стабилизации и сшивания микротрубочек в аксонах нервных клеток, разрушаются. Принято считать, что удаление taus может допускать катастрофическую динамическую нестабильность микротрубочек, в которой деполимеризация мономеров тубулина подавляет полимеризацию и микротрубочки исчезают.Мы предлагаем альтернативную точку зрения, согласно которой удаление taus по существу соответствует проблеме перколяции жесткости с добавлением силы истощения, вызванной самими taus. Мы показываем с помощью комбинации двухмерного прогнозируемого моделирования и аналитических аргументов, что существует необратимый коллапс первого порядка, когда удаляется слишком много taus, движимый притягивающей силой истощения, что примерно аналогично гравитационному коллапсу. Значения плотности тау и констант энтропийной пружины таковы, что это, вероятно, доминирует над динамической нестабильностью для широкого диапазона заселенностей тау.Если это верно, эти аргументы указывают на фосфорилирование киназы как на основной механизм деградации тау-белка. Мы обсуждаем возможные экспериментальные тесты этого на культивируемых нейронах и можем ли объяснить потерю объема «белого вещества», наблюдаемую при функциональной МРТ у пораженных пациентов, этим феноменом. Ясно, что этот крах представляет собой «точку невозврата» в прогрессировании болезни и терапевтическом вмешательстве.

* Работа поддержана грантами NSF США DMR-1207624 и DMR-0844115 в сотрудничестве с A.Сендек, Х.Р. Фуллер, Н.Э. Холл и Р. Сингх.

Сопряженные осцилляторы и языки Арнольда в динамике клеток
Могенс Х. Йенсен, Институт Нильса Бора, Копенгаген, Дания
21 января 2014 г., 16:00 — 17:00

Колебательные генетические паттерны наблюдались в сетях, связанных с факторами транскрипции NFkB, p53 и Hes1 [1]. Мы идентифицировали центральные петли обратной связи и обнаружили колебания, когда присутствуют задержки из-за насыщенной деградации.Применяя внешний периодический сигнал, иногда можно синхронизировать внутренние колебания с внешним сигналом. Для систем NF-kB в одиночных ячейках мы наблюдали, что два сигнала синхронизируются, когда соотношение между двумя частотами близко к базовым рациональным числам [2]. Результирующий ответ клетки может быть отображен в виде языков Арнольда. Когда языки начинают перекрываться, мы наблюдаем хаотическую динамику концентрации в NF-kB [2]. Колебания в некоторых генетических системах могут быть вызваны шумом, т.е.е. линейно устойчивая система может колебаться из-за нестабильности, вызванной шумом. Применяя внешний колебательный сигнал к таким системам, мы предсказываем, что можно отличить индуцированную шумом линейную систему от системы, которая колеблется через предельный цикл. В первом случае языки Арнольда
не появятся, а во втором вероятны субгармоническая синхронизация мод и языки Арнольда [3].

[1] B. Mengel, A. Hunziker, L. Pedersen, A. Trusina, M.H. Дженсен и С. Кришна, «Моделирование осцилляторного контроля в передаче сигналов NF-kB, p53 и Wnt», Current Opinion in Genetics and Development 20, 656-664 (2010).

[2] M.H. Дженсен и С. Кришна, «Вызвание фазовой синхронизации и хаоса в клеточных осцилляторах путем модуляции управляющих стимулов», FEBS Letters 586, 1664-1668 (2012).

[3] Н. Митараи, У. Алон и М.Х. Дженсен, «Увлечение линейных и нелинейных систем под действием шума», Хаос, 23, 023125 (2013).

Симметричные решения многофазной модели для биологических приложений

Многофазная модель дала глубокое понимание многих аспектов биологии, от ползучих клеток до морфологии биогеля и ангиогенеза опухоли [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10].Фазы — это усредненные доли контрольного объема, рассматриваемые как вязкоупругие текучие или вязкоупругие твердые тела. Выведенные из законов сохранения, основные уравнения многофазной модели являются нелинейными уравнениями в частных производных (PDE). Нелинейные уравнения в частных производных часто трудно решить. По этой причине асимптотические и численные методы были преобладающим инструментом для анализа этих проблем, но это не единственный подход для получения результатов. Преобразования редукции могут взять систему нелинейных УЧП и свести ее к системе обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ), которые, как правило, легче решить.Обнаружение и использование таких сокращений было основной темой данной диссертации. В этой работе мы обеспечиваем основу для получения аналитических решений многофазной модели путем преобразований. Мы начинаем с получения точных решений задачи со свободной границей с резкой границей раздела, где резкая граница раздела представляет собой разрыв, возникающий в динамике геля, когда пограничный слой отделяет смесь фаз от области чистого растворителя. Основное внимание уделяется отслеживанию динамической границы раздела между гелем и чистым растворителем по мере набухания и расслоения гелей.Эти вопросы возникают при разработке методов доставки лекарств, например [11]. В случае отсутствия массового производства мы можем использовать это аналитическое решение для воспроизведения численных результатов, предоставленных другими с помощью решения в закрытой форме. Кроме того, это решение дает дополнительную информацию, не полученную другими методами. Помимо возможности отслеживать скорость фронта, мы восстанавливаем потерянную зависимость от времени с помощью асимптотических методов. Далее мы исследуем многофазную систему с источниками и стоками. Еще раз, редукционное преобразование, которое мы разрабатываем, обеспечивает закрытые решения многофазной проблемы.Оценивая характерные кривые для гладкой границы, мы обнаруживаем, что при логистическом росте возникают скачки и разрежения. Удары возникают, когда существуют многозначные решения для определенных граничных условий, а разрежения возникают, когда решения обращаются в ноль на границе. В гелевой динамике это «нарушение» происходит, когда происходит разрыв из-за того, что фазы пытаются занять одно и то же пространство. Наконец, мы разрабатываем общее редукционное преобразование для произвольного числа фаз и размеров. Мы показываем эффективность этого преобразования следующим образом: сокращение двух известных биологических примеров.Первая модель имеет пространственно одно измерение с тремя фазами и описывает инкапсуляцию опухоли и транскапулярное распространение. Второй имеет два пространственных измерения с четырьмя фазами и описывает рост сосудистой опухоли. В дополнение к новому вкладу в отображение многофазной системы в j пространственных измерениях n фаз, есть много направлений для этого исследования. Мы добились прогресса в формальном анализе этих сложных нелинейных уравнений в частных производных. Что еще более интересно, мы открыли несколько направлений, которые кажутся плодотворными для будущих исследований.В ходе анализа двухфазной модели мы обнаружили множество точных решений, не имеющих четкого значения. Мы могли бы изучить природу этих решений и попытаться раскрыть биологическое значение. Когда мы добавили функцию роста, мы обнаружили ударные волны и волны разрежения для логистического роста. Мы могли бы искать альтернативные формы роста. После разработки общего редукционного преобразования мы покажем редукцию двух многофазных систем. Мы могли получить решения из любого из приведенных выше примеров, решая сокращенные системы ОДУ.Кроме того, теперь, когда мы лучше понимаем аналитическую структуру решения многофазной системы, можно искать совместимые формы для членов перераспределения массы и давления в уравнениях. По сути, мы можем стремиться вывести математические формы для гидростатического давления, явления, которое нельзя уловить эмпирически, путем наложения определенных функций источника / стоков, наблюдаемых в численных моделях.