Improving neuronal growth guidance using topographical cues

הרקע לפרויקט:

פגיעה בעצבים פריפריאליים (המערכת ההיקפית) היא בעיה נפוצה הפוגעת במיליוני איש בשנה והטיפול בה מהווה אתגר רפואי משמעותי ולא פתור. למרבה הצער, פגיעות אלו מובילות בדרך כלל לנזקים קבועים מכיוון שיכולת השיקום והצמיחה הנוירונלית לעבר מטרותיהן המקוריות מוגבלת. על כן, לחיפוש אחר אסטרטגיות טיפוליות שיעזרו לכוון צמיחה נוירונלית לעבר איברי המטרה לטובת התאוששות תפקודית, חשיבות רבה מאוד אשר עשויה לשנות את החיים של חולים רבים ברחבי העולם.

במחקרים קודמים הראנו כי רמזים סביבתיים שונים עשויים להשפיע על הגדילה וההכוונה של הנוירונים. רמזים אלו כוללים בין היתר מבנים טופוגרפיים שונים. בפרוייקט זה נתמקד ברמזים אלו ונחפש כיצד ניתן להשתמש בהם לשיפור השיקום העצבי.

מטרת הפרויקט:

בפרויקט זה אנחנו מעוניינים להתמקד בהשפעה של מבנים טופוגרפיים שונים על צמיחת תאי עצב, ולהשתמש בידע שנרכש במעבדה כדי לתכנן שתלים/משטחים משופרים עם מבנים טופוגרפיים אופטימיליים להכוונה יעילה יותר של השלוחות המשתקמות.

התוצר הסופי הנדרש יהיה משטח עם סמנים טופוגרפים אידיאלים להכוונת שלוחות משתקמות או לחילופין פלטפורמת תלת מימד המורכבת מג'ל קולגן עם ננו חלקיקים מגנטיים שישמשו כרמזים טופוגרפים משופרים לשיקום עצבי.

תכולת הפרויקט:

בשלב הראשון של הפרויקט הסטודנטים יבצעו סקירה ספרותית של התחום, ניתוח התוצאות שהתקבלו עד כה במעבדה ואפיון האינטראקציה בין התאים לרמזים השונים.

בשלב השני הסטודנטים יבחרו אם להתמקד בצמיחה בתלת מימד או דו מימד ובהתאם יתכננו וייצרו פלטפורמה אופטימלית לשיקום:

דו מימד - משטחים עם רמזים טופוגרפיים אופטימליים תוך שימוש בתוכנות תלת מימד לתכנון וליתוגרפיה להכנת המשטח.

תלת מימד – פלטפורמה המורכבת מג'ל קולגן המכילה ננו-חלקיקים מגנטיים שמיושרים בנוכחות שדה מגנטי חיצוני (יבחנו סוגי ננו-חלקיקים שונים בריכוזים שונים).

בשלב השלישי הסטודנטים ילמדו עבודה מעשית עם תרביות תאים, גידול תאי עצב על המשטחים או בתוך ג'ל קולגן, צביעה באמצעות נוגדנים, שימוש במיקרוסקופיה פלורסנטית ללקיחת התמונות, ומדידת פרמטרים מורפולוגים שונים של השלוחות תוך שימוש בתוכנות שונות לטובת השוואת הצמיחה בשתלים/משטחים המשופרים לעומת קבוצות הביקורת.

קורסי קדם:

• מבוא לביולוגיה למהנדסים
• סטטיסטיקה

דרישות נוספות:

• נוירופיזיולוגיה
• ידע במיקרוסקופיה

מקורות:

1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202010837
2. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b03879