Naukowcy znaleźli sposób na „tatuowanie” żywych komórek złotem: ScienceAlert

Może się to wydawać rozwiązaniem idealnym, jednak nowa technika tatuowania złota na żywej tkance to krok w kierunku integracji ludzkich komórek z urządzeniami elektronicznymi.

Opierając się na technice produkcyjnej zwanej nanolitografią, naukowcy wydrukowali żywy zarodek myszy Fibroblasty Ze wzorami złotych kropek i nanodrutów. Mówią, że jest to ważny pierwszy krok w kierunku dodania bardziej złożonych obwodów.

I to nie tylko dlatego, że cyborgi są fajne. Według naukowców, którzy ją opracowali, pod kierownictwem inżyniera Davida Graciasa z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, technologia ta może mieć niesamowite zastosowania zdrowotne.

„Jeśli wyobrażasz sobie, dokąd to wszystko doprowadzi w przyszłości, chcielibyśmy mieć czujniki do zdalnego monitorowania i kontrolowania stanu poszczególnych komórek oraz środowiska wokół nich w czasie rzeczywistym”. mówi Gracias.

„Gdybyśmy mieli techniki śledzenia stanu zdrowia izolowanych komórek, być może moglibyśmy diagnozować i leczyć choroby znacznie wcześniej, a nie czekać, aż cały narząd zostanie uszkodzony”.

Inżynierowie od jakiegoś czasu poszukiwali sposobu na zintegrowanie elektroniki z biologią człowieka, jednak po drodze napotykali poważne przeszkody. Jedną z największych przeszkód jest niezgodność żywej tkanki z technikami produkcyjnymi stosowanymi w elektronice.

Chociaż istnieją sposoby, aby rzeczy były małe i elastyczne, często używa się w nich agresywnych środków chemicznych, wysokich temperatur lub odkurzaczy, które niszczą żywą tkankę lub miękkie materiały na bazie wody.

Gracias i jego zespół wykorzystali swoją technikę Nanolitografia I właśnie tak to brzmi: użycie stempla do wydrukowania na materiale wzorów w nanoskali. Tutaj materiałem jest złoto, ale to dopiero pierwszy etap procesu. Po wykonaniu modelu należy go przenieść i przymocować do żywej tkanki.

Naukowcy najpierw wydrukowali złoto w skali nano na powlekanej płytce krzemowej polimer. Następnie polimer stopiono tak, aby wzór można było przenieść na cienkie warstwy szkła, gdzie poddano go działaniu związku biologicznego zwanego cystaminai pokryty hydrożelem.

Następnie model wyjęto ze szkła i poddano obróbce żelatynaprzed przeniesieniem do fibroblastu. Na koniec hydrożel rozpuszczono. Cystamina i żelatyna pomogły związać złoto z komórką, gdzie pozostało i przemieszczało się wraz z komórką przez następne 16 godzin.

Zastosowali tę samą technikę, aby przymocować do niego układy złotych nanodrutów ex vivo mózgi szczurów. Mówią jednak, że fibroblasty stanowią najbardziej ekscytujące odkrycie.

„Wykazaliśmy, że możemy przyczepiać złożone nanowzory do żywych komórek, zapewniając jednocześnie, że komórka nie umrze”. mówi Gracias.

„To bardzo ważne odkrycie, że komórki mogą żyć i poruszać się dzięki tatuażom, ponieważ często istnieje ogromna niezgodność między żywymi komórkami a metodami stosowanymi przez inżynierów do produkcji elektroniki”.

Ponieważ nanolitografia jest stosunkowo prosta i tania, prace te stanowią krok naprzód w rozwoju bardziej złożonej elektroniki, takiej jak elektrody, anteny i obwody, które można zintegrować nie tylko z żywymi tkankami, ale także hydrożele Oraz inne miękkie materiały, które nie są kompatybilne z surowymi metodami produkcji.

„Przewidujemy ten proces nanowzorowania wraz z różnymi klasami materiałów i standardowymi technikami mikrofabrykacji, takimi jak fotolitografia i litografia wiązką elektronów”. piszą badacze„Otwarcie możliwości rozwoju nowych substratów do hodowli komórkowych, biomateriałów hybrydowych, urządzeń elektronicznych i bioczujników”.

Badanie zostało opublikowane w Nanolitery.