اتصال نانوذرات طلا به سلول‌های زنده با استفاده از خالکوبی

به گزارش روز شنبه گروه علم و آموزش ایرنا از تارنمای نانوتک (nanotech)، در حال حاضر، سایبورگ‌ها (یک موجود با هر دو اجزای ارگانیک و مکانیکی) فقط در داستان‌های تخیلی وجود دارند، اما این مفهوم با پیشرفت علم قابل قبول‌تر می‌شود.

پژوهشگران آمریکایی مقاله‌ای در نشریه Nano Letters منتشر کردند که در آن یک روش اثبات مفهوم برای «خالکوبی» سلول‌ها و بافت‌های زنده با استفاده از آرایه‌های انعطاف‌پذیر از نانو نقطه‌های طلا و نانوسیم‌ها ارائه کرده اند. با اصلاح بیشتر، این روش در نهایت می‌تواند برای ادغام دستگاه‌های هوشمند با بافت زنده برای کاربردهای زیست پزشکی، مانند بیونیک و حس زیستی مورد استفاده قرار گیرد.

پیشرفت‌های الکترونیکی، سازندگان را قادر ساخته تا مدارهای مجتمع و حسگرهایی با وضوح نانو بسازند. چاپ لیزری و سایر روش‌ها به تازگی امکان مونتاژ دستگاه‌های انعطاف‌پذیری را فراهم کرده‌اند که می‌توانند روی سطوح منحنی قالب‌گیری شوند اما این فرآیندها اغلب از مواد شیمیایی خطرناک و خورنده، دمای بالا یا فشار شدید استفاده می‌کنند که با سلول‌های زنده ناسازگار است.

روش‌های دیگر خیلی کُند هستند یا وضوح فضایی ضعیفی دارند. برای اجتناب از این اشکالات، دیوید گراسیاس، لوگو و همکارانش می‌خواستند روشی غیرسمی، با وضوح بالا و لیتوگرافی برای اتصال نانومواد به بافت و سلول‌های زنده بسازند.

اعضای این تیم تحقیقاتی از لیتوگرافی نانوایمپرنت برای چاپ الگوی خطوط یا نقاط طلا در مقیاس نانو روی ویفر سیلیکونی با پوشش پلیمری استفاده کردند، سپس پلیمر حل شد تا نانوآرایه طلا آزاد شود که بتوان آن را به یک تکه شیشه نازک منتقل کرد. بعدازآن، طلا با سیستامین عامل‌دار شد و با یک لایه هیدروژل پوشانده شد که وقتی از سطح جدا می‌شود، آرایه از شیشه قابل جدا شدن باشد.

سمت طرح‌دار این لایه انعطاف‌پذیر آرایه/هیدروژل با ژلاتین پوشانده می‌شود و به سلول‌های فیبروبلاست زنده متصل می‌شود. در مرحله آخر، هیدروژل تجزیه شده تا الگوی طلایی روی سطح سلول‌ها نمایان شود. محققان از روش‌های مشابهی برای اعمال نانوآرایه‌های طلا بر روی صفحات فیبروبلاست یا مغز موش استفاده کردند. آزمایش‌ها نشان داد که آرایه‌ها زیست سازگار هستند و می‌توانند جهت‌گیری و مهاجرت سلول را هدایت کنند.

محققان می‌گویند رویکرد مقرون به صرفه آنها می‌تواند برای اتصال سایر اجزای نانومقیاس مانند الکترودها، آنتن‌ها و مدارها به هیدروژل یا موجودات زنده مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه فرصت‌هایی را برای توسعه مواد بیوهیبرید، دستگاه‌های بیونیک و حسگرهای زیستی باز می‌کند.