Bilim İnsanları canlı hücrelere altın eklemeyi başardı! Cyborgler Geliyor...
Bilim insanları, nanoimprint litografi adı verilen bir üretim tekniğini kullanarak, canlı fare embriyosu fibroblast hücrelerini altın nanonoktalar ve nanotellerden oluşan desenlerle bastılar. Bunun, daha karmaşık devrelerin eklenmesine yönelik önemli bir ilk adım olduğunu söylüyorlar.
Ve bunun nedeni sadece cyborgların havalı olması değil. Johns Hopkins Üniversitesi'nden mühendis David Gracias liderliğindeki bu tekniği geliştiren bilim insanlarına göre, teknik sağlık alanında inanılmaz uygulamalara sahip olabilir.
Gracias, "Tüm bunların gelecekte nereye gideceğini hayal ederseniz, tek tek hücrelerin durumunu ve bu hücreleri çevreleyen ortamı gerçek zamanlı olarak uzaktan izleyip kontrol edecek sensörlere sahip olmak isteriz" diyor.
"İzole edilmiş hücrelerin sağlığını takip edecek teknolojilerimiz olsaydı, belki 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 önemli engeller var. En büyük engellerden biri canlı doku ile elektronik yapımında kullanılan üretim tekniklerinin 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 vakumlar kullanılıyor.
Gracias ve ekibi, tekniklerini nanobaskı litografisine dayandırdılar; bu da kulağa hemen hemen benziyor: nano ölçekli desenleri bir malzemeye basmak için bir damga kullanmak. Burada malzeme altındır ancak bu, sürecin yalnızca ilk adımıdır. Desen oluşturulduktan sonra canlı dokuya aktarılmalı ve yapıştırılmalıdır.
Araştırmacılar ilk önce nano ölçekli altınlarını polimerle kaplanmış bir silikon levha üzerine bastılar . Daha sonra polimer, desenin ince cam filmlere aktarılabilmesi için çözüldü, burada sisteamin adı verilen biyolojik bir bileşikle işlendi ve bir hidrojel ile kaplandı.
Daha sonra desen camdan çıkarıldı ve bir fibroblast hücresine aktarılmadan önce jelatin ile işlendi. Son olarak hidrojel çözüldü. Sisteamin ve jelatin, altının hücreye bağlanmasına yardımcı oldu; altın, sonraki 16 saat boyunca hücreyle birlikte hareket etti ve orada kaldı.
Altın nanotel dizilerini ex vivo sıçan beyinlerine bağlamak için aynı tekniği kullandılar. Ancak fibroblastların en heyecan verici sonucu temsil ettiğini söylüyorlar.
Gracias, "Hücrenin ölmemesini sağlarken, canlı hücrelere karmaşık nano desenler ekleyebildiğimizi gösterdik" diyor.
"Hücrelerin dövmelerle yaşayabilmesi ve hareket edebilmesi çok önemli bir sonuç çünkü canlı hücreler ile mühendislerin elektronik üretmek için kullandıkları yöntemler arasında genellikle önemli bir uyumsuzluk var."
Nano ölçekli litografi nispeten basit ve düşük maliyetli olduğu için bu çalışma, elektrotlar, antenler ve devreler gibi daha karmaşık elektroniklerin sadece canlı dokularla değil aynı zamanda hidrojeller ve diğer yumuşak malzemelerle uyumlu olarak geliştirilmesine yönelik bir yolu temsil ediyor . Daha sert imalat yöntemleri.
Araştırmacılar şöyle yazıyor: "Fotolitografi ve e-ışın litografisi gibi çeşitli malzeme sınıfları ve standart mikrofabrikasyon teknikleriyle birleştirilen bu nano desenleme sürecinin, yeni hücre kültürü substratlarının, biyohibrit malzemelerin, biyonik cihazların ve biyonik cihazların geliştirilmesi için fırsatlar yaratmasını bekliyoruz: Biyosensörler."
