Сборку гидрогелевых биоструктур превратили в тетрис — Naked ScienceNaked Science
27.10.2016, 15:47
5 минут
Naked Science
16

Сборку гидрогелевых биоструктур превратили в тетрис

Тайваньские ученые разработали платформу для создания метаматериалов или трехмерных гидрогелевых моделей биологических структур. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

untitled-3

Гидрогелевые биологические структуры создаются из разнородных элементов, в которые встроены молекулы или функциональные частицы. Для производства таких элементов (микрогелей) используются разные техники — микроформовка, микрожидкостная сборка и другие, — которые имеют существенные ограничения. Часто они являются дорогими или трудоемкими, сборка микрогелей также представляет трудности: так, автоматизация процесса требует высокоточного магнитного или оптического управления, а самосборка к архитектурам из разнородных элементов почти не применима.

 

В новом исследовании ученые создали электромикрожидкостную платформу, в которой оба этапа — производство и сборка микрогелей — происходят в жидкой среде. Управление процессами осуществляется с помощью электросмачивания (направляет заряженную жидкость к электроду) и диэлектрофореза (приводит частицы в движение неоднородным электрическим полем).

 

Верхний и поперечный разрезы гидрогелевой конструкции из разных материалов (обозначены W, R, G и B) / © Min-Yu Chiang et al.

 

В ходе работы элементы (живые клетки, растворимые молекулы) помещаются в резервуары, смешиваются с растворителем на полимеризируемой основе, а затем дозируются. Помещение элементов на определенный участок платформы происходит за счет сети электродов. Разнонаправленное действие диэлектрофореза и электросмачивания также позволяет изменять структуру и форму капель материалов. При достижении нужной конфигурации элементы отверждаются светом и образуют плоские микрогели размером 1 на 1 на 0,1 миллиметра.

 

После этого микрогели могут быть размещены в несколько слоев и сшиты в конечную архитектуру. Методика делает возможным использование объектов разных размеров в разных фазах (твердая, жидкая) с разными свойствами (например, диэлектрики или проводники).

 

Подготовка элементов к сшиванию (А, B, C), сборка капель с красителями (D, E), архитектура после отверждения светом (F, G) / © Min-Yu Chiang et al.

 

В рамках демонстрации авторы сконструировали из фибробластов и кардиомиоцитов гидрогелевую сердечную мышцу. В течение 48 часов клетки образовали кластеры, которые сокращались с частотой 73–91 удар в минуту, что соответствует нормальному сердечному ритму в отсутствие регуляции со стороны вегетативной нервной системы.

 

По мнению ученых, платформа может стать общеупотребительным инструментом для создания сложных гидрогелевых конструкций, в том числе искусственных органов.

 

Вчера, 15:14
6 минут
Полина Гершберг

Исследователи из Колумбийского университета разобрались, как слуховая кора умудряется выделять один голос среди многих других и делать его «громче».

20 октября
5 минут
Полина Гершберг

Черви помогли определить, что протеин REST, подавляя нейронную активность, опосредованно влияет на долголетие.

21 октября
5 минут
Полина Гершберг

Занятия футболом на профессиональном уровне понижают риск смерти от рака и болезней сердца, но повышают вероятность развития деменции.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

17 октября
5 минут
Илья Ведмеденко

Американские военные намерены получить прототип инновационного орудия в 2023 году.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.