Μηχανικοί του Πανεπιστημίου Johns Hopkins σχεδίασαν τατουάζ σε νανοκλίμακα που προσκολλώνται σε ζωντανά κύτταρα, φέρνοντάς μας ένα βήμα πιο κοντά στην παρακολούθηση της υγείας μεμονωμένων κυττάρων σε πραγματικό χρόνο.
Αυτή η επαναστατική τεχνολογία δίνει τη δυνατότητα τοποθέτησης οπτικών εξαρτημάτων ή ηλεκτρονικών στοιχείων απευθείας σε ζωντανά κύτταρα σε μορφή «τατουάζ» τα οποία προσαρμόζονται στο υγρό και εύκαμπτο εξωτερικό του κυττάρου, όπως ένα προσωρινό τατουάζ στο ανθρώπινο δέρμα.
«Στο μέλλον θα θέλαμε να έχουμε αισθητήρες για την εξ αποστάσεως παρακολούθηση και τον έλεγχο της κατάστασης μεμονωμένων κυττάρων και του περιβάλλοντος που τα περιβάλλει σε πραγματικό χρόνο», αναφέρει σε ανακοίνωση του πανεπιστημίου ο Ντέιβιντ Γκράσιας, καθηγητής χημικής και βιομοριακής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins, ο οποίος ηγήθηκε της ανάπτυξης της τεχνολογίας.
«Αν είχαμε τεχνολογίες για την παρακολούθηση της υγείας απομονωμένων κυττάρων, θα μπορούσαμε ίσως να διαγνώσουμε και να θεραπεύσουμε ασθένειες πολύ νωρίτερα και να μην περιμένουμε μέχρι να καταστραφεί ολόκληρο το όργανο», σημείωσε.
Ο ερευνητής παρομοίασε αυτά τα κυτταρικά τατουάζ με barcodes ή QR codes, που λειτουργούν ως σύνδεσμος μεταξύ ζωντανών ιστών και παραδοσιακών αισθητήρων ή ηλεκτρονικών υλικών.
«Είναι το πρώτο βήμα για τη σύνδεση αισθητήρων και ηλεκτρονικών κυκλωμάτων σε ζωντανά κύτταρα», πρόσθεσε.
Η ομάδα πειραματίστηκε με ινοβλάστες- τα κύτταρα που παράγουν το κολλαγόνο του δέρματος. Για να διασφαλιστεί ότι τα τατουάζ θα παραμείνουν συνδεδεμένα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν χρυσό, ένα μέταλλο γνωστό για τις αγώγιμες ιδιότητές του που αποτρέπουν την παραμόρφωση του σήματος. Τοποθέτησαν στη συνέχεια τα τατουάζ πάνω σε μια βιοδιασπώμενή μεμβράνη και τα κάλυψαν με μοριακές κόλλες.
Ενώ προηγούμενες μελέτες εφάρμοσαν με επιτυχία υδρογέλες για την επικόλληση νανοτεχνολογίας σε ανθρώπινο δέρμα και ζωικά όργανα, το επίτευγμα της ομάδας έγκειται στη στερέωση νανοσυρμάτων και νανοδομών σε μεμονωμένα κύτταρα. Αυτό αντιμετωπίζει την δυσκολία της ενσωμάτωσης οπτικών αισθητήρων και ηλεκτρονικών με τη βιολογική ύλη σε τόσο μικροσκοπικό επίπεδο.
«Δείξαμε ότι μπορούμε να προσαρτήσουμε πολύπλοκα νανοσχέδια σε ζωντανά κύτταρα, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι το κύτταρο δεν θα πεθάνει», δήλωσε ο Γκράσιας. «Είναι ένα πολύ σημαντικό το ότι τα κύτταρα μπορούν να ζουν και να κινούνται μαζί με τα τατουάζ, επειδή συχνά υπάρχει σημαντική ασυμβατότητα μεταξύ των ζωντανών κυττάρων και των μεθόδων που χρησιμοποιούν οι μηχανικοί για την κατασκευή ηλεκτρονικών», σημείωσε.
Η στρατηγική διάταξη αυτών των κουκκίδων και των καλωδίων είναι καθοριστικής σημασίας. Για να μπορεί η τεχνολογία να παρακολουθεί αποτελεσματικά βιολογικά δεδομένα, οι αισθητήρες και τα καλώδια πρέπει να τοποθετούνται μεθοδικά, όπως οι διαμορφώσεις των ηλεκτρονικών τσιπ.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nano Letters».
ΠΗΓΗ: Studyfinds
