科学家们找到了一种用黄金“纹身”活细胞的方法
这似乎是金光闪闪的终极,但一种将黄金纹身到活组织上的新技术是将人体细胞与电子设备整合的一步。
通过建立一种称为纳米压印光刻的制造技术,科学家们打印了活的小鼠胚胎。成纤维细胞带有金纳米点和纳米线的图案。他们说,这是朝着添加更复杂的电路迈出的重要的第一步。
这甚至不仅仅是因为半机械人很酷。根据由约翰霍普金斯大学的工程师大卫·格拉西亚斯(David Gracias)领导的开发它的科学家的说法,这项技术可能具有令人难以置信的健康应用。
“如果你想象未来这一切的发展方向,我们希望有传感器来实时远程监测和控制单个细胞的状态以及这些细胞周围的环境。格拉西亚斯 说.
“如果我们有跟踪分离细胞健康状况的技术,我们也许可以更早地诊断和治疗疾病,而不是等到整个器官受损。
一段时间以来,工程师们一直在寻找一种将电子学与人类生物学相结合的方法,但存在重大障碍。最大的障碍之一是活组织与用于构建电子产品的制造技术不兼容。
虽然有一些方法可以使东西变得小巧灵活,但它们经常使用刺激性化学品、高温或真空,破坏活组织或柔软的水基材料。
格拉西亚斯和他的团队基于他们的技术纳米压印光刻这听起来就像:使用印章将纳米级图案印入材料中。在这里,材料是黄金,但这只是过程的第一步。一旦图案被制作出来,它必须被转移并粘附到活组织上。
研究人员首先将他们的纳米级金打印到涂有硅晶片的硅晶片上。聚合体.然后,将聚合物溶解,以便将图案转移到玻璃薄膜上,在那里用称为半 胱 胺,并涂有水凝胶。
然后将图案从玻璃上取下并用明胶,在转移到成纤维细胞之前。最后,将水凝胶溶解。半胱胺和明胶帮助金与细胞结合,在那里它保持并在接下来的16小时内与细胞一起移动。
他们使用相同的技术将金纳米线阵列连接到离体老鼠的大脑。但他们说,成纤维细胞代表了最令人兴奋的结果。
“我们已经证明我们可以将复杂的纳米图案附着在活细胞上,同时确保细胞不会死亡。格拉西亚斯 说.
“这是一个非常重要的结果,细胞可以随着纹身而存活和移动,因为活细胞与工程师用来制造电子产品的方法之间通常存在显着的不相容性。
由于纳米级光刻相对简单且成本低,这项工作代表了开发更复杂的电子设备(如电极,天线和电路)的前进方向,不仅可以与活组织集成,还可以与活组织集成。水 凝 胶以及其他与更苛刻的制造方法不兼容的软材料。
“我们期待这种纳米图案化工艺,结合各种材料和标准微细加工技术,如光刻和电子束光刻,”研究人员写道,“为开发新的细胞培养基质、生物杂交材料、仿生设备和生物传感器开辟机会。
该研究已发表在纳米字母.