Bilim insanları canlı hücrelere altınla ‘dövme’ yapmanın yolunu buldu: ScienceAlert

Mükemmel bir çözüm gibi görünebilir, ancak canlı dokuya altın dövme yapma şeklindeki yeni teknik, insan hücrelerinin elektronik cihazlarla bütünleştirilmesine yönelik bir adımdır.

Bilim insanları, nanolitografi adı verilen bir üretim tekniğine dayanarak canlı bir fare embriyosu bastı. Fibroblastlar Altın noktalar ve nanotellerden oluşan desenlerle. Bunun daha karmaşık devreler eklemeye yönelik önemli bir ilk adım olduğunu söylüyorlar.

Ve bunun nedeni sadece cyborgların havalı olması değil. Ve Johns Hopkins Üniversitesi’nden mühendis David Gracias liderliğindeki, onu geliştiren bilim adamlarına göre, bu teknoloji harika sağlık uygulamalarına sahip olabilir.

“Tüm bunların gelecekte nereye gideceğini hayal ederseniz, tek tek hücrelerin durumunu ve bu hücrelerin etrafındaki ortamı gerçek zamanlı olarak uzaktan izleyecek ve kontrol edecek sensörlere sahip olmak istiyoruz.” Gracias diyor.

“İzole edilmiş hücrelerin sağlığını takip edecek tekniklerimiz olsaydı, belki de hastalıkları çok daha erken teşhis edip tedavi edebilirdik ve tüm organın hasar görmesini beklemek zorunda kalmazdık.”

Mühendisler bir süredir elektroniği insan biyolojisine entegre etmenin bir yolunu arıyorlar, ancak yol boyunca önemli engeller var. En büyük engellerden biri canlı dokunun elektronikte kullanılan üretim teknikleriyle uyumsuzluğudur.

Her ne kadar nesneleri küçük ve esnek hale getirmenin yolları olsa da, genellikle sert kimyasallar, yüksek sıcaklıklar veya canlı dokuları veya yumuşak, su bazlı malzemeleri yok eden elektrikli süpürgeler kullanılıyor.

Gracias ve ekibi kendi tekniklerini geliştirdiler Nanolitografi Kulağa tam olarak böyle geliyor: Malzemenin üzerine nano ölçekli desenler basmak için bir damga kullanmak. Burada malzeme altındır ancak bu, sürecin yalnızca ilk adımıdır. Model yapıldıktan sonra nakledilmeli ve canlı dokuya yapıştırılmalıdır.

Araştırmacılar ilk önce nano ölçekli altını kaplanmış bir silikon levhaya bastılar polimer. Daha sonra, desenin ince cam filmlerine aktarılabilmesi için polimer eritildi ve burada adı verilen biyolojik bir bileşikle işlemden geçirildi. sistaminve hidrojel kaplı.

Daha sonra model camdan çıkarılıp işlendi JelatinBir fibroblasta aktarılmadan önce. Son olarak hidrojel çözüldü. Sistamin ve jelatin altının hücreye bağlanmasına yardımcı oldu; altın orada kaldı ve sonraki 16 saat boyunca hücreyle birlikte hareket etti.

Altın nanotel dizilerini ona bağlamak için aynı tekniği kullandılar. ex vivo sıçan beyinleri. Ancak fibroblastların en heyecan verici bulguyu temsil ettiğini söylüyorlar.

“Hücrenin ölmemesini sağlarken, canlı hücrelere karmaşık nano desenler ekleyebileceğimizi gösterdik.” Gracias diyor.

“Hücrelerin dövmelerle yaşayabilmesi ve hareket edebilmesi çok önemli bir bulgu çünkü canlı hücreler ile mühendislerin elektronik üretmek için kullandıkları yöntemler arasında genellikle büyük bir uyumsuzluk var.”

Nanolitografi nispeten basit ve düşük maliyetli olduğundan, bu çalışma elektrotlar, antenler ve devreler gibi daha karmaşık elektroniklerin geliştirilmesinde yalnızca canlı dokularla değil aynı zamanda entegre olacak ileri bir yolu temsil etmektedir. hidrojeller Ve zorlu üretim yöntemleriyle uyumlu olmayan diğer yumuşak malzemeler.

“Bu nano-desenleme sürecini, farklı malzeme sınıfları ve fotolitografi ve elektron ışın litografisi gibi standart mikrofabrikasyon teknikleriyle birlikte öngörüyoruz.” araştırmacıları yaz“Yeni hücre kültürü substratlarının, hibrit biyomateryallerin, elektronik cihazların ve biyosensörlerin geliştirilmesi için fırsatları açmak.”

Araştırma şu adreste yayınlandı: Nano Harfler.