Profesoriaus Bozhi Tiano laboratorijoje jau daugelį metų mokomasi integruoti elektronikos pasaulį su kūniškuoju pasauliu. Naujausias čia dirbančių mokslininkų kūrinys – „gyvąja bioelektronika“ vadinamas prototipas: gyvų ląstelių, gelio ir elektronikos derinys, galintis integruotis į gyvą audinį ir mažinti uždegimą, skelbia Čikagos universitetas.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Prietaisas pagamintas iš jutiklių, bakterijų ląstelių ir gelio, susidedančio iš krakmolo ir želatinos. Atlikus bandymus su pelėmis nustatyta, kad toks įrenginys gali nuolat stebėti ir palengvinti žvynelinės simptomus, nedirgindamas odos.
Sujungti elektroniką su žmogaus kūnu – sudėtinga užduotis. Net ir tokie prietaisai, kaip daugybės žmonių gyvenimą pagerinę širdies stimuliatoriai, turi trūkumų – elektronika paprastai būna nepatogi ir kieta, todėl gali erzinti.
Tačiau B. Tiano laboratorija specializuojasi atskleisdama pagrindinius gyvų ląstelių ir audinių sąveikos su sintetinėmis medžiagomis principus. Tarp jų ankstesnių darbų paminėtini mažytis širdies stimuliatorius, kurį galima valdyti šviesa, ir stiprios, bet lanksčios medžiagos, kurios galėtų tapti kaulų implantų pagrindu.
Naujame tyrime mokslininkai pritaikė naują metodą. Paprastai bioelektroniką sudaro pati elektronika ir minkštas sluoksnis, užtikrinantis mažesnį organizmo dirginimą.Tačiau B. Tiano laboratorijos tyrėjai panūdo išsiaiškinti, ar galėtų suteikti naujų galimybių, integruodami trečią komponentą – pačias gyvąsias ląsteles. Mokslininkus sudomino tam tikrų bakterijų, pavyzdžiui, S. epidermidis – mikrobų, natūraliai gyvenančių ant žmogaus odos ir mažinančių uždegimą, – gydomosios savybės.
Tad jie sukūrė iš trijų komponentų sudarytą prietaisą. Pagrindas yra plona, lanksti elektroninė grandinė su jutikliais. Ji padengta iš krakmolo ir želatinos sudarytu geliu, kuris yra itin minkštas ir imituoja paties audinio sudėtį. O į gelį įterpti S. epidermidis mikrobai. Uždėjus prietaisą ant odos, bakterijos išskiria uždegimą mažinančius junginius, o jutiklis stebi odos temperatūrą ir drėgmę. Atliekant bandymus su pelėmis, linkusiomis sirgti į žvynelinę panašiomis odos ligomis, buvo pastebėta, kad simptomai akivaizdžiai sušvelnėja.
Pradiniai bandymai truko savaitę, tačiau tyrėjai tikisi, kad sistema, kurią jie vadina ABLE platforma (angl. Active Biointegrated Living Electronics), galėtų būti naudojama pusę metų ar ilgiau.
Kadangi gydomąjį poveikį suteikia mikrobai, „tai tarsi gyvas vaistas – jo nereikia papildyti“, – sakė vienas pagrindinių tyrimo autorių, B. Tiano laboratorijos doktorantas Saehyunas Kimas.
Mokslininkų teigimu, šie prietaisai gali būti naudojami ne tik žvynelinės gydymui, bet ir, pavyzdžiui, dedami ant žaizdų cukriniu diabetu sergantiems pacientams.
Tyrimas: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl1102
