Информационный портал Калининграда

«Живая татуировка» из бактериальных чернил проследит за здоровьем

Дата публикации: 7 декабря 2017 15:46
Автор: Игнат Пантелеевич

Идея использовать электронные татуировки для наблюдения за здоровьем появилась достаточно давно. Подобные устройства уже могут контролировать, например, активность мозга или уровень глюкозы в крови. Теперь команда из Массачусетского технологического института (MIT) решила проверить, можно ли использовать для этого вида носимых устройств живые клетки.

Предыдущие исследования показали, что клетки млекопитающих плохо подходят для изготовления биологических "чернил", так как их слабые мембраны не выдерживают давления в форсунках принтера. Поэтому команда под руководством Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao) и Тимоти Лу (Timothy Lu) экспериментировала с различными живыми объектами и пришла к выводу, что лучше всего для печати на человеческой коже подходят бактерии. Их прочная клеточная стенка не разрушается при прохождении через сопло форсунки. Кроме того, бактерии оказались полностью совместимы с гидрогелем, необходимым для нанесения рисунка.

С помощью методов генной инженерии учёные создали бактерии, которые начинали светиться при контакте с различными химическими веществами. Затем они изготовили смесь из клеток, вязкого гидрогеля и питательных веществ, которые помогали микроорганизмам оставаться в активном состоянии.

"Мы обнаружили, что эта новая формула чернил работает очень хорошо и с её помощью можно печатать с высоким разрешением около 30 микрометров, – говорит Чжао. – Это означает, что каждая напечатанная строка содержит только несколько бактериальных клеток. Мы также можем печатать относительно крупные структуры, размером в несколько сантиметров".

 

В качестве демонстрации своей технологии исследователи напечатали на эластичной подложке "живую татуировку": прозрачный рисунок в форме дерева, каждая ветвь которого оказалась чувствительна к отдельному химическому соединению. Потом краску подвергли воздействию инфракрасного излучения, чтобы затвердела полимерная основа гидрогеля.

В качестве испытания учёные нанесли на кисть добровольца несколько химических веществ, на которые были настроены бактериальные клетки, и наклеили рисунок на обработанный участок кожи. В течение нескольких часов ветви дерева светились разными цветами, сигнализируя о присутствии целевых соединений.

Кроме того, команда настроила взаимосвязь между бактериями, запрограммировав некоторые из них "загораться" только после получения определённого сигнала от других клеток. Для этого Чжао и его коллеги создали из гидрогеля трёхмерные нити. Нижний слой такой нити состоял из бактерий, выделяющих особые химические вещества, а верхний слой содержал люминесцентные клетки, реагировавшие на эти химические команды. В будущем описанная технология может быть использована для печати настоящих живых компьютеров, которые смогут решать задачи с помощью сложных химических взаимодействий между клетками.

В краткосрочной перспективе учёные рассчитывают создать компактные индивидуальные датчики, для поиска различных молекулярных соединений. Кроме того татуировки и имплантаты на основе живых бактерий могут производить и постепенно выпускать в организм человека лекарственные препараты .

Подробное описание результатов нового исследования было опубликовано в издании Advanced Materials.

Похожие статьи:
Чтение статей на электронных устройствах мешает пониманию научного текста
В Австралии найден неизвестный вид сумчатого льва
Самый совершенный охотник за планетами вступил в строй
Южноамериканская червяга раскрыла учёным секрет лечения цирроза печени
Исследователи провели перепись микробов с МКС
Обнаружен самый древний объект во Вселенной

Комментарии


Имя/Ник:
e-mail:
Комментарий:
Антиспам:
Код с картинки:
Добавить комментарий
Отправка сообщения Отправка сообщения... Сообщение отправлено Комментарий сохранен
и будет опубликован после проверки администратором.
Возникли ошибки! Возникли ошибки!