Bireysel hücreler için nano ölçekli ‘dövmeler’ sağlık sorunları için erken uyarılar sağlayabilir

Mühendisler, araştırmacıları tek tek hücrelerin sağlığını izlemeye bir adım daha yaklaştıran bir buluşla, canlı hücrelere yapışan noktalar ve teller gibi nano ölçekli dövmeler geliştirdiler.

Yeni teknoloji, hücrelerin ıslak ve akışkan dış yapısına uyarken ve esnerken hücrelere yapışan dövme benzeri dizilere sahip canlı hücreler üzerine ilk kez optik elemanların veya elektroniğin yerleştirilmesine izin veriyor.

Kimyasal ve biyomoleküler bilimler profesörü David Gracias, “Bütün bunların gelecekte nereye gideceğini hayal ederseniz, tek tek hücrelerin durumunu ve bu hücreleri çevreleyen ortamı gerçek zamanlı olarak uzaktan izlemek ve kontrol etmek için sensörlere sahip olmak isteriz” dedi. teknolojinin gelişimine öncülük eden Johns Hopkins Üniversitesi’nde mühendislik. “İzole edilmiş hücrelerin sağlığını takip edecek teknolojilere sahip olsaydık, hastalıkları çok daha erken teşhis edip tedavi edebilir ve tüm organın hasar görmesini beklemeyebilirdik.”

Ayrıntılar şurada yayınlandı: Nano Harfler.

Vücut için toksik olmayan ve istilacı olmayan biyosensör teknolojileri geliştirmek üzerinde çalışan Gracias, dövmelerin canlı hücreler veya dokular ile geleneksel sensörler ve elektronik malzemeler arasındaki boşluğu doldurduğunu söyledi. Esasen barkodlar veya QR kodları gibiler, dedi.

Gracias, “Bir toplu iğne başından on kat daha küçük canlı bir nesneye elektronik dövme gibi bir şey yapmaktan bahsediyoruz” dedi. “Canlı hücrelere sensörler ve elektronik cihazlar takmaya yönelik ilk adım.”

Yapılar, hücreler hareket ederken bile 16 saat boyunca yumuşak hücrelere yapışabildi.

Araştırmacılar dövmeleri, elektronik kablolamada sinyal kaybını veya bozulmayı önleme özelliğiyle bilinen bir malzeme olan altınla diziler şeklinde yaptılar. Dizileri, insan vücudunda fibroblast adı verilen dokuyu oluşturan ve sürdüren hücrelere bağladılar. Diziler daha sonra moleküler yapıştırıcılarla işlendi ve altın hücreye yapıştıktan sonra çözülebilen jel benzeri bir laminat olan aljinat hidrojel filmi kullanılarak hücrelere aktarıldı. Dizideki moleküler yapıştırıcı, hücre dışı matris adı verilen hücreler tarafından salgılanan bir filme bağlanır.

Önceki araştırmalar, nanoteknolojiyi insan derisine ve iç hayvan organlarına yapıştırmak için hidrojellerin nasıl kullanılacağını göstermiştir. Gracias’ın ekibi, nanotellerin ve nanodotların tek hücrelere nasıl yapıştırılacağını göstererek, uzun süredir devam eden, tek hücre düzeyinde biyolojik maddeyle uyumlu optik sensörler ve elektronik cihazlar yapma sorununu ele alıyor.

Gracias, “Hücrenin ölmemesini sağlarken, canlı hücrelere karmaşık nanomodeller ekleyebileceğimizi gösterdik.” Dedi. “Hücrelerin dövmelerle yaşayabilmesi ve hareket edebilmesi çok önemli bir sonuç çünkü canlı hücreler ile mühendislerin elektronik üretmek için kullandıkları yöntemler arasında genellikle önemli bir uyumsuzluk var.”

Ekibin noktaları ve telleri bir dizi biçiminde birleştirme becerisi de çok önemlidir. Biyobilgiyi izlemek için bu teknolojiyi kullanmak için, araştırmacıların sensörleri ve kabloları elektronik çiplerde düzenlenişlerinden farklı olarak belirli modellerde düzenleyebilmeleri gerekir.

Gracias, “Bu, belirli aralıklara sahip bir dizi,” diye açıkladı, “gelişigüzel bir grup nokta değil.”

Ekip, daha uzun süre yerinde kalabilen daha karmaşık nano devreler eklemeyi planlıyor. Ayrıca farklı hücre türleri ile deneyler yapmak istiyorlar.