Ученые напечатали «живую ткань»

Исследователи создали структуры из капель воды, которые имитируют некоторые свойства клеток в биологических тканях. Используя трехмерный принтер, ученым из Оксфордского университета в Великобритании удалось соединить крошечные капли воды и сформировать желеобразный материал, который может изгибаться, как мускулы, и проводить электрические сигналы подобно цепочкам нейронов.
Эти структуры могут состоять из 35 тысяч капель, и однажды они послужат основой для создания синтетических тканей или обеспечат макет для изучения функций органа, рассказывает соавтор исследования и специалист кембриджской компании по передаче технологий Габриэль Виллар. «Мы хотим узнать, насколько далеко нам удастся продвинуться в имитации живой ткани», - говорит ученый.
Основанием для структуры являются отдельные капли воды в липидном покрытии, которое формируется, когда капли попадают в точно подобранную смесь масла и чистого жира.

Молекулы липидов состоят из гидрофильной головки, прилипающей к поверхности капли, и гидрофобного хвоста, который выступает в масляный раствор. Когда сталкиваются две капли с жировым покрытием, каждая из которых покрыта целым ковром гидрофобных хвостов, то они прилипают друг к другу. При этом формируется липидный бислой, похожий на вещество в клеточной мембране. Этот бислой создает структурное и функциональное соединение между каплями.
Хотя более ранние исследования уже продемонстрировали, что капли с липидным покрытием способны создавать такие соединения, из-за воды в их составе и сферической формы объединение в структуры оказалось сложной задачей. Многим специалистам удалось сформировать из них плоские конструкции, но, как говорят независимые ученые, создание трехмерных моделей из этих капель – настоящее достижение.
Для выполнения такого фокуса Габриэль Виллар создал принтер, разбрызгивающий капли воды из стеклянного сопла в контейнер глубиной 5 миллиметров, заполненный смесью из масла и липидов. В процессе опускания на дно капли и получали свое липидное покрытие.
Платформа с электроприводом передвигала контейнер на крайне малое расстояние, так чтобы следующая капля падала либо около предыдущей, либо на нее. В итоге получились структуры из капель сферической и кубической формы, и даже напоминающие замки или цветы.
Затем ученый добавил еще одно сопло, что позволило разбрызгивать одновременно два вида капель. Для обеспечения гибкости структур он нанес слой соленых капель около обессоленных. Так как вода способна просачиваться сквозь бислой, соленые капли раздулись от воды, полученной от соседей, вызвав искривление всей структуры. Чтобы создать канал для электрического тока, Габриэль нанес капли с токсином, который проделал отверстия в липидных бислоях и открыл возможность для движения электронов.
Биоинженер Карен Бург отметил, что технология пока находится на начальных этапах развития и не может использоваться в клинических испытаниях и для моделирования настоящих органов. «Если они действительно намерены сделать ткань, то предстоит еще долгий путь. Но думаю, что движутся они в правильном направлении», - уверен ученый.
Видеоролики, в деталях демонстрирующие процесс создания уникальной структуры, можно найти на сайте Nature, а следующие новости на эту тему на FacePla.net.

Комментарии: