Jauna tehnika 3D attēli pirmo reizi programmē šūnas dzīvās ierīcēs

ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011 (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

3D izdrukājamais hidrogels strādā ar baktērijām, kas spīd uz ķīmiskiem savienojumiem, izveidojot pielāgotus biosensorus


Autors Heather Hamilton, rakstnieks

MIT pētnieki atklāja 3D izdrukājamu hidrogelu, kas var sajust un reaģēt uz stimuliem, izmantojot baktērijas, kuras tiek ģenētiski ieprogrammētas, lai iedegtos pēc saskares ar dažām ķīmiskām vielām, kas nozīmē, ka hidroģeļus var izmantot kā dzīves sensoru. Pētījumu, kas tika publicēts " Advanced Materials", atbalstīja Naval Research, National Science Foundation, National Institutes of Health un MIT Soldier nanotehnoloģiju institūts.

Kopā hidrogels un barības vielas tiek sajaukti, kas ļauj šūnas drukāt slānī ar slāni 3D interaktīvajā struktūrā. Pētnieki uz hidrogelu uzrakstīja koka rakstu zīmi, kurā katra koka zaru sadaļa satur īpašas baktērijas, kas ir jutīgas pret dažādām ķimikālijām. Kad šīs ķīmiskās vielas tika uzklātas uz cilvēka ādas, 3D uzdrukāts koks tika novietots augšpusē. Saskaroties, baktērijas spīdēja.

Vadās Xuanhe Zhao, Nojace Karjeras attīstības profesors MIT Mašīnbūves departamentā un Timothy Lu, asociētais profesors bioloģijas inženierzinātņu, elektrotehnikas un datorzinātnes, pētnieki uzskata, ka šo metodi var izmantot, lai materiālus valkājamu sensoru un interaktīvie displeji.

Pētnieki var arī prognozēt mijiedarbību starp šūnām noteiktā 3D struktūrā dažādos apstākļos, kurus var izmantot kā vadlīniju, reaģējot uz dzīviem materiāliem.

Iepriekš šādi pētījumi tika mēģināti izmantot zīdītāju šūnas, kas ir pārāk trauslas. Izmantojot baktērijas, komanda izmantoja stingras šūnu sienas, kas izdzīvo skarbos apstākļos, piemēram, to, ka tie tiek palaisti ar 3D printeri. Baktērijas ir saderīgas arī ar dažādiem hidrogeliem, kas ļāva komandai identificēt vienu, kas visvairāk saderīgs ar saimniecības šūnām, un galu galā nokļūstot hidrogelā ar pluronskābi.

3D tinte satur baktērijas, hidroģeļus un barības vielas, lai uzturētu šūnas. "Mēs noskaidrojām, ka šī jaunā tintes formula darbojas ļoti labi, un tā var izdrukāt ar augstu izšķirtspēju par 30 mikrometriem uz vienu funkciju, " saka Zhao. "Tas nozīmē, ka katrā rindiņā, kurā mēs drukājamies, ir tikai dažas šūnas. Mēs varam arī izdrukāt salīdzinoši liela mēroga struktūras, mērot vairākus centimetrus. "

Kad spiediens uz rokas, tinte iedegsies, kad baktērijas uztvertu atbilstošos ķīmiskos stimulus. Arī baktērijas sazinājās viens ar otru - pētnieki ieprogrammēja noteiktas šūnas, lai iedegtos, saņemot īpašu signālu no citas šūnas.

Engadget ziņo, ka nākotnes lietojumi var ietvert lietojumus kā dzīvos sensorus, lai uzraudzītu iekaisuma biomarķerus vai noraujamus sensorus, kas var ietekmēt zarnu mikrobu, kā arī pH, piesārņotāju vai temperatūras vides sensori.

Pētnieks Hyunwoo Yuk skaidro, ka šo metodi var izmantot, lai drukātu dzīvos datorus. "Tas ir ļoti nākotnes darbs, bet mēs sagaidām, ka varēsim izdrukāt dzīvās skaitļošanas platformas, kas varētu būt valkājamas."

Īstermiņā pētnieki cer izveidot elastīgus plāksterus un uzlīmes, ko izmanto kā pielāgotus sensorus, lai noteiktu jebkuru ķīmisko un molekulāro savienojumu skaitu. Turklāt viņi cer, ka šī metode atradīs mājas narkotiku kapsulās un ķirurģiskajos implantos.

Avoti: MIT jaunumi, uzlabotie materiāli, Engadget
Image Source: MIT News