Elektroporacija je uveljavljena metoda na številnih področjih medicine, vendar se šele začenja uveljavljati na področju biotehnologije. V preglednem članku smo se osredotočili na najobetavnejše aplikacije - uporabo reverzibilne elektroporacije za dedno gensko spreminjanje mikroorganizmov (elektrotransformacija), in raziskali nedavni napredek pri uporabi elektroporacije za inaktivacijo mikroorganizmov, ekstrakcijo biomolekul in hitro sušenje biomase. Čeprav je razvoj teh metod pogosto namenjen kasnejši industrijski in/ali klinični rabi, smo navedli tudi nekaj pomembnih chip-scale aplikacij elektroporacije. Pregled področja smo zaključili z razpravo o glavnih izzivih in perspektivah metode.
COBISS.SI-ID: 11070548
Raziskali smo možnost spremljanja porazdelitve električnega polja med elektroporacijo mišjega tumorja za namen določitve območja reverzibilno elektroporiranega tkiva. Reverzibilno elektroporirano območje smo določili z magnetnoresonančno električnoimpedančno tomografijo (MREIT). Dodatno smo zajeli tudi T1 obtežene slike tumorjev za določitev reverzibilnega območja na podlagi vbrizganega kontrastnega sredstva. Analiza rezultatov je pokazala, da je reverzibilno območje dobljeno z MREIT korelirano z reverzibilnim območjem, ki smo ga dobili na podlagi zajetega kontrastnega sredstva. Izvedli smo tudi histološko analizo, kjer smo izrezanim tumorjem obarvali reverzibilno elektroporirano območje in ga primerjali z reverzibilno elektroporiranim območjem, ki smo ga dobili z MREIT in z reverzibilno elektroporiranim območjem, ki smo ga dobili na podlagi zajetega kontrastnega sredstva. Z analizo variance smo pokazali, da dobljena območja niso statistično različna. Predstavljena metoda bo omogočila učinkovitejšo spremljanje izvedbe terapij, ki temeljijo na elektroporaciji.
COBISS.SI-ID: 10729556
Preizkušali smo dve fizikalni metodi za povečanje transdermalnega vnosa molekul: uporaba ultrazvoka in električnih pulzov, bodisi kot samostojni metodi ali v kombinaciji. Pokazali smo statistično pomembno povečanje vnosa modelne molekule kalceina že po 5 minutah dovajanja nizkofrekvenčnega ultrazvoka, ali po uporabi 100 kratkih visokonapetostnih električnih pulzov med 6 elektrodnimi pari. V upanju na sinergijski učinek smo preizkusili tudi kombinacije obeh metod, vendar rezultati niso pokazali očitnega izboljšanja vnosa v primerjavi s samo eno metodo. Pri raziskavi smo velik poudarek dali na zasnovo eksperimentalnega sistema in protokolov, z namenov povečanja relevantnosti rezultatov za kasnejše poskuse in vivo in prevod v klinično prakso.
COBISS.SI-ID: 11032660
Elektroporacija heterogene strukture lista špinače predstavlja tehnološki izziv, ki smo ga obravnavali v tej raziskavi. Naredili smo tridimenzionalne numerične modele z rastlinskimi celicami razporejenimi tako da predstavljajo različne vrste tkiv, in sicer za dva primera: pri prvemu primeru listi vsebujejo zračne žepke, v drugemu primeru pa so le-ti nadomeščeni z raztopino, ki se uporablja za vakumsko impregnacijo. Naš cilj je bil s pomočjo modela raziskati elektroporacijo listov špinače, z namenom doseganja čimbolj homogene elektroporacije sicer zelo heterogene strukture za namene metode, katere cilj je izboljšava stabilnosti zamrznjenih rastlinskih živil. Električne pulze lahko namreč uporabimo za vnos krio-zaščitnih molekul v celice in s tem izboljšamo strukturo in lastnosti zamrznjene rastlinske hrane.
COBISS.SI-ID: 10818132
Pomemben izziv pri razumevanju osnovnih mehanizmov in učinkov elektroporacije v tkivih predstavljajo procesi transporta snovi v obdelanem tkivu. Pred kratkim (2014) smo predstavili matematični model, imenovan model dvojne poroznosti, za opis difuzije po elektroporaciji biološkega tkiva ter opis filtracijsko-konsolidacijskega obnašanja elektroporiranega tkiva med iztiskanjem oz. prešanjem. Ta članek predstavi teorijo modela na koncizen (jedrnat, a popoln) način, ter poda oceno ujemanja med eksperimentalno in s simulacijo na modelu pridobljenimi podatki, z namenom verifikacije modela. Predstavljena študija demonstrira zmožnost modela, da natančno modelira eksperimentalne podatke, in podaja celovito demonstracijo uporabe modela v praksi.
COBISS.SI-ID: 11016532