Oamenii de știință au descoperit o modalitate de a tatua celulele vii cu aur

O nouă tehnică de tatuare a aurului pe țesuturile vii reprezintă un pas spre integrarea celulelor umane cu dispozitive electronice.

Bazându-se pe o tehnică de fabricare numită litografie prin nanoimprimare, oamenii de știință au imprimat celule fibroblaste de embrion de șoarece viu cu modele de nanopuncte și nanofire de aur. Acest lucru, spun ei, este un prim pas semnificativ spre adăugarea unor circuite mai complexe.

• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator
• Ar putea ficatul să dețină cheia unor tratamente mai bune pentru cancer?

Potrivit oamenilor de știință care au dezvoltat-o, conduși de inginerul David Gracias de la Universitatea Johns Hopkins din SUA, tehnica ar putea avea aplicații incredibile în domeniul sănătății.

„Am putea diagnostica și trata bolile mult mai devreme”

„Dacă vă imaginați unde se va ajunge în viitor, am dori să avem senzori care să monitorizeze și să controleze de la distanță starea celulelor individuale și a mediului din jurul acestor celule în timp real”, spune Gracias.

„Dacă am avea tehnologii care să urmărească starea de sănătate a celulelor izolate, am putea diagnostica și trata bolile mult mai devreme și nu am putea aștepta până când întregul organ este afectat.”

Un pas spre integrarea celulelor umane cu dispozitive electronice

Inginerii caută de ceva timp o modalitate de a integra electronica în biologia umană, dar există obstacole semnificative. Unul dintre cele mai mari obstacole este incompatibilitatea țesuturilor vii cu tehnicile de fabricație utilizate pentru a construi electronice, scrie ScienceAlert.

Deși există modalități de a face lucrurile mici și flexibile, acestea folosesc adesea substanțe chimice dure, temperaturi ridicate sau viduri care distrug țesuturile vii sau materialele moi, pe bază de apă.

Gracias și echipa sa și-au bazat tehnica pe litografia prin nanoimprimare, care este cam ceea ce pare a fi: utilizarea unei ștampile pentru a imprima modele la scară nanometrică într-un material. Aici, materialul este aurul, dar acesta este doar primul pas al procesului. Odată ce modelul a fost realizat, acesta trebuie transferat și aderat la țesutul viu.

Cercetătorii și-au imprimat mai întâi aurul la scară nanometrică pe o placă de siliciu acoperită cu polimer. Apoi, polimerul a fost dizolvat, astfel încât modelul să poată fi transferat pe pelicule subțiri de sticlă, unde a fost tratat cu un compus biologic numit cisteamină și acoperit cu un hidrogel.

Apoi, modelul a fost îndepărtat de pe sticlă și tratat cu gelatină, înainte de a fi transferat pe o celulă fibroblast. În cele din urmă, hidrogelul a fost dizolvat.

„Celulele pot trăi și se pot mișca împreună cu tatuajele”

Cisteamina și gelatina au ajutat aurul să se lipească de celulă, unde a rămas și s-a mișcat împreună cu aceasta pentru următoarele 16 ore.

Aceeași tehnică a fost folosită pentru a atașa rețele de nanofire de aur la creierul de șobolan ex vivo. Dar fibroblastele, spun ei, reprezintă cel mai interesant rezultat.

„Este un rezultat foarte important faptul că celulele pot trăi și se pot mișca împreună cu tatuajele, deoarece există adesea o incompatibilitate semnificativă între celulele vii și metodele pe care inginerii le folosesc pentru a fabrica electronice.”

Deoarece litografia la scară nanometrică este relativ simplă și cu costuri reduse, lucrarea reprezintă o cale de urmat pentru dezvoltarea unor produse electronice mai complicate, cum ar fi electrozi, antene și circuite, care să fie integrate nu doar cu țesuturi vii, ci și cu hidrogeluri și alte materiale moi care sunt incompatibile cu metodele de fabricare mai dure.

Cercetarea a fost publicată în Nano Letters.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Microplasticele ar putea declanșa inflamația în celulele creierului uman

Cercetătorii au manipulat celule stem și au reușit să regenereze părul îmbătrânit

„Fântâna tinereții” la șoareci, deblocată cu celule stem modificate genetic

Inteligența Artificială identifică medicamente anti-îmbătrânire care vizează celule „zombi”