Ученые из MIT создали татуировку из живых клеток

16:32 11.12.2017


Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) изобрели временную «татуировку», состоящую из генетически запрограммированных живых клеток. Их прототип похож на прозрачную наклейку с рисунком, напоминающим дерево. Сам рисунок разделен на несколько секций, содержащих живую флуоресцентную бактерию, которая может взаимодействовать с определенными химическими соединениями. Когда кожа, находящаяся под наклейкой, подвергается воздействию этих соединений, то загорается соответствующий участок татуировки.

Исследованием и созданием стимуло-реагирующих материалов, которые можно было бы превратить в умные материалы для использования в различных видах электроники, ученые занимаются очень давно. Десятилетиями.

Например, материалы, реагирующие на тепло, можно было бы использовать при создании самособирающихся или передвигающихся роботов, а материалы, реагирующие на определенные химические вещества, – для создания различных химических датчиков.

С развитием технологий 3D-печати появились новые способы производства, не требующие больших затрат. Этот метод стал частой практикой для создания экспериментальных прототипов в лабораторных условиях. Свое применение технология нашла и в сфере производства стимуло-реагирующих материалов.

Однако команда инженеров под руководством профессора Сюань Хэ Цяо из Массачусетского технологического института решила проверить, можно ли применить метод 3D-печати при использовании легко получаемых и программируемых живых клеток.

Предыдущие исследования показали, что для этого по крайней мере не годятся клетки млекопитающих. Они не могут выжить в суровых условиях процессов 3D-печати, например, при сильном давлении во время экструзии материала или во время ультрафиолетового облучения, используемого для скрепления структуры, что является частой практикой для упрочнения напечатанного материала.

Бактериальные клетки, в свою очередь, имеют прочную защитную оболочку и гораздо выносливее. Помимо этого, эти клетки лучше совместимы с большинством гидрогелей – материалов, в своем составе имеющих воду и полимеры и использующихся в различных лабораторных и практических медицинских целях.

Используя бактериальные клетки, генетически запрограммированные на флуоресцентную реакцию в ответ на воздействие различных химических веществ, команда из MIT разработала чернила, состоящие из гидрогеля, клеток и набора питательных веществ, поддерживающих жизнь этих клеток. Чернила имеют плотную структуру и позволяют печатать при достаточно высоком разрешении в 30 микрометров (0,03 миллиметра). Инженеры напечатали пробный рисунок на лист эластомера, а затем приклеили его к коже, на которую предварительно были нанесены химические вещества.

В течение нескольких часов контакта бактерии с химическим стимулятором части напечатанного рисунка татуировки подсвечивались. Помимо этого, ученые также создали бактериальные клетки, способные общаться между собой и подсвечиваться при получении определенных сигналов от других клеток.

Исследователи протестировали их в трехмерной структуре, наложив друг на друга два напечатанных гидрогелевыми нитями слоя. Бактерии загорались только тогда, когда контактировали друг с другом и получали коммуникационные сигналы.

Что же касается ближайшего времени, то команда исследователей ищет возможность применения разработанной ими технологии в производстве химических датчиков и систем направленной доставки лекарственных препаратов, которые могут быть запрограммированы на выпуск лекарств или той же глюкозы в организм в нужное время.

 

По материалам: (https://hi-news.ru/technology)  

Ключевые слова: ученые

Версия для печати