Může se to zdát jako dokonalé řešení, ale nová technika tetování zlata na živou tkáň je krokem k integraci lidských buněk s elektronickými zařízeními.
Vědci se spoléhali na výrobní techniku zvanou nanolitografie a vytiskli živé myší embryo Fibroblasty Se vzory zlatých teček a nanodrátů. Říká se, že je to důležitý první krok k přidání složitějších obvodů.
A není to jen proto, že kyborgové jsou cool. A podle vědců, kteří ji vyvinuli, vedených inženýrem Davidem Graciasem z Johns Hopkins University, by tato technologie mohla mít úžasné zdravotní aplikace.
„Pokud si představíte, kam to všechno v budoucnu povede, chtěli bychom mít senzory, které by na dálku monitorovaly a řídily stav jednotlivých buněk a prostředí kolem těchto buněk v reálném čase.“ říká Gracias.
„Kdybychom měli techniky ke sledování zdraví izolovaných buněk, možná bychom mohli diagnostikovat a léčit nemoci mnohem dříve a nečekat na poškození celého orgánu.“
Inženýři již nějakou dobu hledali způsob, jak integrovat elektroniku s biologií člověka, ale na cestě jsou značné překážky. Jednou z největších překážek je nekompatibilita živé tkáně s výrobními technikami používanými v elektronice.
I když existují způsoby, jak udělat věci malé a flexibilní, často používají drsné chemikálie, vysoké teploty nebo vysavače, které ničí živé tkáně nebo měkké materiály na vodní bázi.
Gracias a jeho tým stavěli na své technice Nanolitografie Což je do značné míry to, co to zní: použití razítka k tisku vzorů v nanoměřítku na materiál. Zde je materiálem zlato, ale to je jen první krok procesu. Jakmile je model vyroben, musí být přenesen a připevněn k živé tkáni.
Vědci nejprve vytiskli nanoměřítko zlata na potažený křemíkový plátek polymer. Dále byl polymer roztaven, aby bylo možné vzor přenést na tenké filmy skla, kde byl ošetřen biologickou sloučeninou tzv. cystamina potažené hydrogelem.
Poté byl model vyjmut ze skla a zpracován želatinapřed přenesením do fibroblastu. Nakonec byl hydrogel rozpuštěn. Cystamin a želatina pomohly navázat zlato na buňku, kde zůstalo a pohybovalo se s buňkou dalších 16 hodin.
Použili stejnou techniku k připojení polí zlatých nanodrátů ex vivo krysí mozky. Ale říkají, že fibroblasty představují nejvzrušující nález.
„Ukázali jsme, že můžeme k živým buňkám připojit složité nanovzory a zároveň zajistit, že buňka nezemře.“ říká Gracias.
„Je to velmi důležité zjištění, že buňky mohou žít a pohybovat se s tetováním, protože mezi živými buňkami a metodami, které inženýři používají k výrobě elektroniky, často existuje obrovská neslučitelnost.“
Protože nanolitografie je relativně jednoduchá a levná, představuje tato práce cestu vpřed ve vývoji složitější elektroniky, jako jsou elektrody, antény a obvody, které lze integrovat nejen do živých tkání, ale také hydrogely A další měkké materiály, které nejsou kompatibilní s drsnými výrobními metodami.
„Předpokládáme tento proces nanovzorování spolu s různými třídami materiálů a standardními mikrovýrobními technikami, jako je fotolitografie a litografie s elektronovým paprskem.“ píšou výzkumníci„Otevřít příležitosti pro vývoj nových substrátů pro buněčné kultury, hybridních biomateriálů, elektronických zařízení a biosenzorů.“
Výzkum byl publikován v Nano dopisy.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
