Zytotoxizität natürlicher Killerzellen (NK-Zellen)

Der D-Wert ist die Zeit, die bei einer bestimmten Temperatur erforderlich ist, um 90% (oder eine logarithmische Reduktion) einer Zielmikroorganismenpopulation abzutöten. Er ist ein kritischer Parameter bei der thermischen Sterilisation, der die Widerstandsfähigkeit einer Mikrobe gegen Hitze quantifiziert. Wenn zum Beispiel eine Population von [latex]10^6[/latex] Sporen einen D-Wert von 2 Minuten hat, dauert es 2 Minuten, um sie auf [latex]10^5[/latex] zu reduzieren.

Ein chemisches Sterilisationsverfahren mit Ethylenoxidgas bei niedrigen Temperaturen. Es eignet sich zur Sterilisation hitze- und feuchtigkeitsempfindlicher Materialien wie Kunststoffe, elektronische Geräte und optische Instrumente. Der Prozess beinhaltet eine Alkylierung, bei der EtO die DNA und Proteine ​​von Mikroorganismen zerstört und so deren Vermehrung verhindert. Es erfordert eine sorgfältige Kontrolle von Gaskonzentration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Einwirkzeit.

Zytotoxizität ist die Eigenschaft einer Substanz oder Zelle, für andere Zellen toxisch zu sein. Zytotoxische Substanzen können Zelltod durch Nekrose auslösen, bei der die Zellmembran ihre Integrität verliert, was zu Lyse und Entzündung führt, oder durch Apoptose, einen kontrollierten, programmierten Zelltodprozess. Dies unterscheidet sich von Zytostatika, die lediglich die Zellteilung hemmen, ohne direkt Zelltod zu verursachen.

Biomimikry ist ein innovativer Ansatz, der nachhaltige Lösungen für menschliche Herausforderungen sucht, indem er bewährte Muster und Strategien der Natur nachahmt. Die Kernidee ist, dass die Natur im Laufe von 3,8 Milliarden Jahren Evolution bereits viele unserer heutigen Probleme gelöst hat. Dabei geht es darum, die Strukturen und Prozesse von Organismen und Ökosystemen zu beobachten und daraus zu lernen, um nachhaltigere Designs zu entwickeln.

Die Überspannung ist die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen dem thermodynamisch bestimmten Reduktionspotential einer Halbreaktion und dem Potential, bei dem das Redoxereignis experimentell beobachtet wird. Sie stellt die zusätzliche Energie dar, die zum Überwinden der Aktivierungsbarrieren erforderlich ist, damit die Elektrodenreaktion mit einer signifikanten Geschwindigkeit abläuft. Sie ist ein Schlüsselfaktor für die Energieeffizienz aller elektrolytischen Prozesse.

Bei der Zellatmung handelt es sich um eine Reihe von Redoxreaktionen, bei denen organische Moleküle, wie Glukose, oxidiert werden, um Energie freizusetzen. Glukose ([latex]C_6H_{12}O_6[/latex]) wird zu [latex]CO_2[/latex] oxidiert, während Sauerstoff ([latex]O_2[/latex]) zu Wasser ([latex]H_2O[/latex]) reduziert wird. Bei diesem Prozess werden Elektronen durch eine Elektronentransportkette übertragen, wodurch ein Protonengradient entsteht, der die Synthese von ATP, der primären Energiewährung der Zelle, antreibt.

Elektrochemisches Potenzial ist lebenswichtig und treibt Prozesse über Zellmembranen hinweg an. Ionenpumpen erzeugen aktiv Konzentrationsgradienten, während die selektive Durchlässigkeit von Ionenkanälen ein elektrisches Potenzial (Membranpotenzial) erzeugt. Der resultierende elektrochemische Gradient bestimmt den passiven Ionenfluss, der für die Nervensignale (Aktionspotenziale), die Muskelkontraktion und die zelluläre Energieproduktion (ATP-Synthese) in den Mitochondrien entscheidend ist.

SAL ist ein quantitatives Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass ein einziger lebensfähiger Mikroorganismus nach der Sterilisation auf einem Gegenstand überlebt. Eine allgemein geforderte SAL für Medizinprodukte ist [latex]10^{-6}[/latex], was bedeutet, dass die Chance, dass eine Einheit nicht steril ist, eins zu einer Million beträgt. Mit diesem probabilistischen Ansatz wird anerkannt, dass absolute Sterilität nicht bewiesen werden kann, sondern nur statistisch aus der Prozessvalidierung abgeleitet werden kann.

The MTT assay is a colorimetric method for assessing cell metabolic activity, which serves as a proxy for cell viability, proliferation, and cytotoxicity. Viable cells with active mitochondria contain reductase enzymes that convert the yellow tetrazolium salt MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) into an insoluble purple formazan. The amount of formazan produced is proportional to the number of living cells.