MIT’deki araştırmacılar, genetik olarak programlanmış canlı hücrelerden yapılmış geçici bir “dövme” tasarladı. Prototip, ağaç şeklinde bir desene sahip ve dışarıdan bakılınca yapışkan bir yamayı andırıyor.
Belirli bileşiklerle temasa girdiklerinde flüoresan canlı organizmaları içeren katman dövmenin ilgili bölümü aktif hale gelerek ışıma yapar.
Akıllı malzemeler haline gelebilecek, uyarılmaya duyarlı materyalleri araştırma ve geliştirme çalışmaları on yıllardır sürüyor. Isıya tepki veren bir malzeme, kendiliğinden bir araya gelen robotlar veya hareket eden robotlar yaratmak için kullanılabilir; kimyasallara tepki veren bir malzeme bir kimyasal algılayıcı olarak kullanılabilir.
Bu malzemeleri geliştirme aşamasında 3D baskı, düşük maliyetle özel nesneler oluşturmak için erişilebilir bir yoldur. Çünkü, uyarıcıya tepki veren malzemeler de dahil olmak üzere laboratuar ortamında deney nesneleri oluşturmak için iyi bir yöntem haline gelmiştir.
MIT profesörü Xuanhe Zhao liderliğindeki mühendislerden oluşan bir ekip, 3B basılı bir reaktif materyalde canlı hücreleri kolayca elde edilebilen ve kolayca programlanabilen bir şekilde kullanmanın bir yolunu buldular.
Bu alanda yapılan önceki araştırmalar, en azından memeli hücrelerinde sistemin çalışmayacağını öngörmüştü. Bunun nedeni ise ekstrüzyon sırasında kesme kuvveti ve 3D baskılı malzemeleri kürlemek için yaygın bir yöntem olan çapraz bağlama esnasında UV maruziyeti gibi 3D baskıdaki zor koşullara hücrelerin dayanamayarak bozulması idi.
Yazar Hyunwoo Yuk, “Bu hücrelerin baskı sürecinde öleceği ortaya çıktı, çünkü memeli hücreleri temelde lipid iki katmanlı balonlar gibi” dedi. “Çok zayıflar ve kolayca kopuyorlar.”
Koruyucu hücre duvarına sahip bakteri hücreleri ise daha serttir. Ve bu hücrelerin çoğu hidrojene uyumlu, sudan, polimerden yapılmış malzemeler, çeşitli laboratuvar ve tıbbi uygulamalar için kullanılmaktadır.
Ekip, çeşitli kimyasallara tepki olarak genetik olarak flüoresan olarak programlanabilen bakteri hücrelerini kullanarak, hidrojelden yapılmış bir mürekkep geliştirdi. Hücreleri canlı tutmak için ise besin maddelerini içeren bir karışım geliştirdi.
Geliştirilen bu mürekkep, 30 mikrometre veya 0.03 milimetre yüksek çözünürlükte basıkı uygulanmas için yeterince ince. Ekip test örneğini elastomer üzerine bastırdıktan sonra cild üzerine entegre oldu.
Bakteriler, kimyasal uyaranlarla temasa girdikçe, ağacın desen parçaları birkaç saat boyunca aydınlandı.
Araştırmacılar ayrıca birbirleriyle iletişim kurabilen, başka bir hücreden belirli bir sinyal aldıklarında floresan etki gösteren bakteri hücreleri tasarladılar.
Daha sonra bunu 3 boyutlu bir yapıda test ettiler; hidrojel filamentlerle basılmış iki ince tabaka üzerine bindirdiler. Sadece birbirleriyle temasa geçtikleri bölgeyi aktif hale getirdiler ve geri yanıt olarak bir iletişim sinyali aldılar.
Yuk “Bu gelecek vaat eden bir çalışmadır, ilerde giyilebilir yaşayan materyalleri geliştirmeyi umuyoruz,” dedi.
Ekip kısa vadede, zamanla ilaçlara veya glikozu vücuda salacak şekilde programlanabilen kimyasal sensörler ve ilaç dağıtım sistemleri üretmek istiyor.
Araştırma, Deniz Araştırmaları Ofisi, Ulusal Bilim Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Askeri Nanoteknolojiler için MIT Enstitüsü tarafından finanse edildi ve Advanced Materials dergisinde yayınlandı.
Kaynak : Tıkla
Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
