Novinka ve světě body art: Živé tetování z geneticky naprogramovaných buňek, které dokáže reagovat na změny prostředí

Jestliže se vám líbí body art, ale nejste zcela odhodláni si pořídit tetování, tak toto by pro vás mohlo být elegantní řešení: Inženýři z Massachusetts Institute of Technology (MIT) vyvinuli techniku 3-D tisku, která využívá inkoust s obsahem „geneticky naprogramovaných živých buňek“ k vytvoření dočasných „živých tetování“. Tato tetování  se přichytí na lidskou kůži a přizpůsobují se přirozeným pohybům těla. V reakci na různé podněty dokonce svítí.

[wp_ad_camp_2]

Buňky tvořící tetování jsou nakombinovány s hydrogelem a potřebnými živinami tak, aby mohly být tištěny ve vrstvách. Díky tomu lze vytvořit trojrozměrné interaktivní zařízení.

Pro účely tetování inženýři vytiskli tenkou průhlednou náplast ve tvaru stromu, která obsahuje živé bakterie. Každá z větví tohoto stromu je tvořena jinou chemikálií. Ty jsou navrženy tak, aby při kontaktu s vnějšími chemickými podněty začaly zářit.

[wp_ad_camp_2]

Výzkumníci vysvětlili, že tento proces lze využívat i pro praktičtější účely, jako jsou různé senzory na oblečení či interaktivní displeje. Tato „tetování“ s živými buňkami mohou také sloužit k detekci nebezpečných chemikálií v okolí nebo ke zjištění jakýchkoli změn v pH či teplotě. Rovněž vyvinuli model, který předvídá interakci mezi buňkami ve 3D-tištěných strukturách. To jim v budoucnu pomůže v „navrhování citlivých živých materiálů.

Myšlenka citlivých 3-D tištěných materiálů existuje již dlouho. Zatímco jiné studie k vývoji materiálů využívají speciální polymery, výzkumníci z MIT jsou zatím jediní, kteří uspěli s aplikací konceptu založeném na živých buňkách. Při jiných pokusech se používalo buňek savců, ty však nebyly schopny vydržet proces tisku.

Na druhou stranu, bakterie, které tým z MIT použil, mají velice silnou buněčnou stěnu, která jim umožňuje přežít i v horších podmínkách, jako je právě aplikace inkoustu. Kromě toho jsou bakterie kompatibilní s většinou hydrogelů, jelikož tým zjistil, že materiál založený na vodní bázi jim velice prospívá.

[wp_ad_camp_2]

Buňky bakterií používané pro tetování za přítomnosti určitých chemických stimulů v okolí spustí reakci, která tetování rozzáří. Tým na své 3D tetování vytvořil recept, který zahrnuje mix bakterií, hydrogelu a živin potřebných k udržení funkčnosti buněk. K testu prvního živého tetování byla použita speciální 3D tiskárna, vyrobená na zakázku.

„Zjistili jsme, že nové složení inkoustu funguje velmi dobře. Lze jej tisknout ve vysokém rozlišení asi 30 mikrometrů na jeden prvek,“ tvrdí Xuanhe Zhao z oddělení strojního inženýrství MIT. „To znamená, že každý řádek, který tiskneme, obsahuje pouze několik buněk. Můžeme také tisknout poměrně rozsáhlé konstrukce o rozměrech několika centimetrů.“

[wp_ad_camp_2]

K otestování funkcí tetování použil výzkumný tým hydrogelovou náplast, kterou aplikoval na vrchní stranu dlaně testovacího subjektu.  Každá konkrétní větev obsahující bakterie se poté, co byla vystavena chemickému stimulu, rozsvítila. Dalším úspěchem vědců bylo naprogramování buňek tak, aby se rozsvítily po obdržení určitého signálu z jiné buňky ve stromové větvi. To, díky komunikaci mezi jednotlivými buňkami, umožnilo tvorbu pokročilejších signálů.

Vědci se zabývají různými možnostmi využití této techniky. Předpokládají, že v budoucnu se to může stát součástí toho, co popisují jako živý počítač: „struktury s různými typy buněk, které mezi sebou navzájem komunikují a přenášejí signály sem a tam, podobně jako tranzistory na mikročipu“.

Okamžité aplikace mohou zahrnovat senzory a náplasti, které lze přizpůsobit k detekci různých chemických a molekulárních sloučenin. Studie rovněž zvažuje farmakologické přínosy této techniky, jako jsou náplasti s postupným uvolňováním, které by byly schopné produkovat svoji vlastní sloučeninu.

[wp_ad_camp_2]

Překlad: raja, Zdroj: 1