Oamenii de stiinta de la Universitatea Harvard au reusit sa fabrice un astfel de tesut „cyborg” ingloband o retea de nanofilamente biocompatibile in tesut uman cultivat in laborator.
Echipa de cercetatori condusa de Charles M. Lieber si Daniel Kohane a realizat o “armatura” la scara nanometrica, pe care a “insamantat-o” cu celule care, proliferand, au format tesuturi.
Inspirandu-se din arhitectura sistemului nervos autonom, cercetatorii au construit intai, pe un substrat bidimensional, retele de nanofilamente de siliciu, in jurul carora a fost depusa apoi o retea de molecule de polimeri organici. In interiorul “impletiturii” astfel obtinute, au fost introdusi nano-electrozi care permit tranzistorilor reprezentati de nanofilamente sa masoare activitatea electrica din celule fara a le leza. Apoi, substratul a fost dizolvat, lasand in urma impletitura de structuri nanometrice, care poate fi modelata ulterior in diferite forme tridimensionale.
“Insamantand ” aceasta structura poroasa cu celule umane, carora li s-au creat conditii pentru a se dezvolta, s-a obtinut un tesut bio-electronic.
Ar putea fi solutia unei probleme mult timp asociata cu bioingineria la nivel de tesuturi: cum pot fi create sisteme capabile sa inregistreze schimbarile de ordin chimic sau electric dintr-un tesut, odata ce acesta a fost cultivat si implantat la locul dorit? De asemenea, modelul ar putea duce la crearea unei metode de a stimula in mod direct tesutul si de a masura reactiile celulare.
In acest sens, modelul este un fel de replica artificiala a sistemului nervos autonom, care, la nivel tisular si celular, controleaza permanent parametri precum pH, ul, concentratia de oxigen si alti factori si declanseaza raspunsuri adecvate, pentru a mentine respectivii parametri in limitele normale.
Folosind celule miocardice si nervoase, cercetatorii au reusit sa creeze tesuturi care contin retele nanometrice incorporate, fara a afecta viabilitatea sau activitatea celulelor. Folosind apoi dispozitivele nanometrice incorporate, au putut sa detecteze semnalele electrice emise de celule in profunzimea tesuturilor si sa masoare caracteristicile modificarilor acestor semnale ca raspuns la medicamentele cardio- si neurostimulatoare.
De asemenea, specialistii au construit vase sanguine echipate cu nanostructuri artificiale si au folosit aceste nanostructuri pentru a masura schimbarile de pH – precum cele care apar in caz de inflamatie sau ischemie – atat in afara, cat si in interiorul vaselor de sange.
Se intrevad deja diverse aplicatii pentru noua tehnologie, dar cele mai promitatoare, spun autorii, sunt asociate cu industria farmaceutica. Cercetatorii din acest domeniu pot folosi tehnologia pentru a afla exact cum se comporta noile medicamente in tesuturi tridimensionale, nu numai in structuri practic bidimensionale, cum sunt straturile subtiri de celule cultivate in laborator.
Sursa: NewScientist