Команда исследователей в Массачусетском технологическом университете (MIT) создала 3D способ печати, что применяет новый вид чернил гидрогеля, сделанных из генетически запрограммированных бактериальных клеток. Результаты команды появляются в издании Advanced Materials.Новая печати 3и техника генетически запрограммировала бактериальные клетки в живущие устройства.
Кредит изображения: Лю и др. / Массачусетский технологический университет.“Отечественная техника может употребляться, дабы изготовить ‘активные’ материалы для носимых интерактивных дисплеев и датчиков”, сообщили доктор наук авторов co-лидерства Сюаньхэ Чжао и врач Тимоти Лу.
“Такие материалы смогут быть скопированы с живыми клетками, спроектированными, дабы почувствовать загрязнители и экологические химикаты, и трансформации в pH и температуре”.Команды не первые, дабы разглядеть 3D печать генетически спроектированных клеток — другие постарались сделать так применяющие живые клетки млекопитающих, но с маленьким успехом.
“Выясняется, что те клетки погибли на протяжении процесса печати, по причине того, что клетки млекопитающих – по большей части воздушные шары двойного слоя липида. Они через чур не сильный, и они легко разрывают”, сообщил аспирант MIT Хюнву Юк, соавтор изучения.Вместо этого ученые выяснили более выносливый тип клетки у бактерий.“У бактериальных клеток имеется твёрдые клеточные стены, каковые в состоянии пережить довольно резкие условия, такие как силы относился к чернилам, потому, что они выдвинуты через носик принтера”, растолковали они.
“Помимо этого, бактерии совместимы с большинством гидрогелей — подобные гелю материалы, каковые сделаны из соединения в основном воды и маленького количества полимера”.“Мы нашли, что гидрогели смогут обеспечить водную внешнюю среду, которая может поддержать живущие бактерии”.Исследователи тогда выполнили скрининг-тест, дабы выяснить тип гидрогеля, что оптимальнее примет бактериальные клетки.
По окончании широкого поиска гидрогель с pluronic кислотой, как обнаружили, был самым совместимым материалом.“У этого гидрогеля имеется совершенные изюминки потока для печати через носик”, сообщил доктор наук Чжао.“Это похоже на отжимание зубной пасты.
Вам необходимы чернила, дабы вытечь из носика как зубная паста, и это может поддержать собственную форму по окончании того, как это напечатано”.Команда тогда придумала рецепт для их 3D чернил, применяя комбинацию гидрогеля, бактериальные клетки, спроектированные, дабы осветить в ответ на множество химических стимулов и питательные вещества, дабы выдержать клетки и поддержать их функциональность.
“Мы сочли эту новую формулу чернил работами отлично и можем напечатать в высоком разрешении примерно 30 микрометров за изюминку. Это указывает каждую линию, которую мы печатаем, содержит лишь пара клеток.
Мы можем кроме этого напечатать довольно широкомасштабные структуры, измерив пара сантиметров”, сообщил доктор наук Чжао.Авторы напечатали чернила, применяя таможенный 3D принтер, что они выстроили применяющие стандартные элементы, объединенные с приспособлениями они машинный сами.Дабы показать технику, они напечатали пример гидрогеля с клетками в форме дерева на слое эластомера.
По окончании печати они укрепились либо вылечили, участок, выставив его ультрафиолетовой радиации. Они тогда придерживаются прозрачный слой эластомера с живущими примерами на нем к коже.Дабы проверить участок, они намазали пара химических соединений на заднюю часть руки испытуемого, после этого надавили участок гидрогеля по выставленной коже.За пара часов ветви дерева участка осветили, в то время, когда бактерии почувствовали собственные соответствующие химические стимулы.
Исследователи кроме этого спроектировали бактерии, дабы общаться между собой; к примеру, они запрограммировали кое-какие клетки, дабы осветить лишь, в то время, когда они приобретают определенный сигнал от второй клетки.Дабы проверить данный тип коммуникации в 3D структуре, они напечатали узкий лист нитей гидрогеля с ‘входом’, либо создающие химикаты и сигнал бактерии, наложенные с другим слоем нитей ‘продукции’ либо приобретающими сигнал бактериями.Они нашли, что нити продукции осветили лишь, в то время, когда они наложились и взяли входные сигналы от соответствующих бактерий.“В будущем исследователи смогут применять отечественную технику, дабы напечатать ‘живущие’ компьютеры — структуры с многократными типами клеток, каковые общаются между собой, передавая сигналы назад и вперед, во многом как транзисторы на чипе”, сообщил Юк.
“Это – весьма будущая работа, но мы ожидаем быть в состоянии напечатать живущие вычислительные платформы, каковые могли быть пригодными”.