Про це повідомила команда з п'яти членів на чолі з Райаном Хейвордом з Університету Массачусетсу в Амхерсті (США). Першим автором статті був його колега Чонгук Кім. Зокрема, спосіб відноситься до напівтонової гель-літографії для фотовіптування полімерних гелевих плівок.

світі

На думку вчених, це може допомогти направити вирощені в лабораторії клітини до правильної форми, щоб вони могли вирощувати судини або навіть цілі органи.

"Ми хотіли розробити стратегію, яка дозволила б нам моделювати зростання з такою ж гнучкістю, як і природа", - пояснив Райан Хейворд. Він нагадав, що багато рослин створюють вигини, труби та інші форми, змінюючи інтенсивність росту в сусідніх областях їх тіла. Деякі листя або пелюстки розширюються, але інших клітин поблизу немає. Цей контраст призводить до різноманітності форм, включаючи лійки та хвилясті або криволінійні краї. Прикладом може служити пелюстка лілії.

Виходячи з цього, Райан Хейворд та його колеги виставляли тонкоплівкові полімерні плівки, чутливі до ультрафіолету, до специфічного освітлювального малюнка через фотомаску. Кількість світла, поглиненого тим чи іншим місцем плівки, «запрограмувала» ступінь її розширення після контакту з водою. Вони імітували здатність природи направляти одні клітини на ріст, пригнічуючи ріст інших. До освітлення вони покривали робочу підкладку в підкладці надзвичайно тонким шаром полімеру. Товщина була всього 10 мікрометрів (мільйонні частки метра), що становить приблизно п’яту товщину людського волосся.

Освітлені гелеві поверхні набули зшитого малюнка, що обмежувало їх здатність до розширення. Але сусідні неосвітлені ділянки набрякали, мов губка, змочена у воді. Отриманий візерунковий зріст дозволив - після другого впливу ультрафіолетового світла - формувати форми з гелю відповідно до призначення. Подібно працює в природі. Однак новий метод виходить за межі природи. Це пов’язано з тим, що відповідні матеріали можна багаторазово вирівнювати та переформувати. Досить спочатку висушити фольгу, а потім знову залити її водою. Наприклад, вчені виготовили кульки, сідла та конуси.

А також більш складні форми, такі як т. Зв. мінімальні поверхні, тобто з нульовою середньою кривизною. Прикладом може служити мембрана, яка створюється зануренням дротяного каркасу в мильний розчин - межа поверхні утворена дротами каркаса. Візерунковий процес росту гелевих плівок нагадує фотографію та напівтоновий друк.

"Прямим перенесенням зображення на м’який гель з напівтонами світла ми спрямовуємо його зростання. Ми не впевнені, які різні форми ми можемо зробити таким чином. На сьогодні, однак, цікаво дослідити це, зосередившись на кращому розумінні природи процесу. Така модельна система допомагає нам відстежувати її прогрес. Однією з невирішених проблем біомедицини або біоінженерії є те, як створити тканини, які могли б сприяти зростанню нової судини чи органу. Тепер ми знаємо трохи більше про те, як перейти від клітин плоскої фольги до складного організму ", - пояснив член команди Крістіан Сантангело, також з Університету Массачусетсу в Амхерсті.

Команда Рей Хейворд опублікувала висновки в журналі Science.