科学者は生きた細胞に金を「入れ墨」する方法を発見：サイエンスアラート

完璧な解決策のように思えるかもしれないが、生体組織に金をタトゥーするという新しい技術は、人間の細胞と電子機器を統合するための一歩となる。

科学者たちは、ナノリソグラフィーと呼ばれる製造技術を利用して、生きたマウスの胚を印刷しました。 線維芽細胞 ゴールドのドットとナノワイヤーのパターン付き。 彼らは、これがより複雑な回路を追加するための重要な第一歩であると述べています。

それはサイボーグがかっこいいからだけではありません。 そして、ジョンズ・ホプキンス大学のエンジニア、デビッド・グラシアスが率いるこの技術を開発した科学者らによると、この技術は驚くべき健康用途に応用できる可能性があるという。

「これらすべてが将来どうなるかを想像してみると、個々の細胞とその周囲の環境の状態をリアルタイムで遠隔監視および制御するセンサーが欲しいと考えています。」 グラシアスは言う。

「単離された細胞の健康状態を追跡する技術があれば、臓器全体が損傷するのを待たずに、病気をもっと早期に診断して治療できるかもしれません。」

エンジニアたちはしばらくの間、エレクトロニクスと人間の生物学を統合する方法を模索してきましたが、その過程には大きな障害があります。 最大のハードルの 1 つは、生体組織がエレクトロニクスで使用される製造技術と互換性がないことです。

物を小さく柔軟にする方法はありますが、多くの場合、生体組織や柔らかい水性材料を破壊する強力な化学物質、高温、または掃除機が使用されます。

グラシアスと彼のチームは自らの技術に基づいて構築されました ナノリソグラフィー これはまさにその通りです。スタンプを使用して材料上にナノスケールのパターンを印刷します。 ここでは素材は金ですが、それはプロセスの最初のステップにすぎません。 モデルが作成されたら、それを転写して生体組織に取り付ける必要があります。

研究者らはまず、コーティングされたシリコンウェーハ上にナノスケールの金を印刷した。 ポリマー。 次に、パターンをガラスの薄膜に転写できるようにポリマーを溶かし、そこでポリマーと呼ばれる生物学的化合物で処理しました。 シスタミンハイドロゲルコーティングされています。

その後、モデルをガラスから取り外して加工しました ゼラチン線維芽細胞に移される前に。 最後に、ヒドロゲルが溶解した。 シスタミンとゼラチンは金を細胞に結合するのに役立ち、金はそこに留まり、その後16時間細胞とともに移動しました。

彼らは同じ技術を使用して、金ナノワイヤのアレイをそれに取り付けました エクスビボ ネズミの脳。 しかし、線維芽細胞が最も興味深い発見であると彼らは言います。

「私たちは、細胞が死滅しないようにしながら、複雑なナノパターンを生きた細胞に付着させることができることを示しました。」 グラシアスは言う。

「生きた細胞と技術者が電子機器を製造するために使用する方法との間には大きな不適合性があることが多いため、細胞がタトゥーを入れたまま生きて動き回ることができるということは非常に重要な発見です。」

ナノリソグラフィーは比較的単純で低コストであるため、この研究は、電極、アンテナ、回路など、生体組織だけでなく生体組織と統合される、より複雑なエレクトロニクスの開発における前進となる。 ヒドロゲル 過酷な製造方法に適合しないその他の柔らかい素材。

「私たちは、さまざまな種類の材料や、フォトリソグラフィーや電子ビームリソグラフィーなどの標準的な微細加工技術とともに、このナノパターニングプロセスを期待しています。」 研究者に書いてください「新しい細胞培養基質、ハイブリッド生体材料、電子デバイス、バイオセンサーの開発の機会を開くこと。」

この研究は、 ナノレター。