과학자들이 금으로 살아있는 세포에 ‘문신’하는 방법을 발견했습니다.

완벽한 해결책처럼 보일 수도 있지만, 살아있는 조직에 금을 문신하는 새로운 기술은 인간 세포를 전자 장치와 통합하기 위한 한 단계입니다.

과학자들은 나노리소그래피(nanolithography)라는 제조 기술을 사용하여 살아있는 쥐 배아를 인쇄했습니다. 섬유아세포 골드 도트와 나노와이어 패턴이 특징입니다. 그들은 이것이 더 복잡한 회로를 추가하기 위한 중요한 첫 번째 단계라고 말합니다.

사이보그가 멋지기 때문만은 아닙니다. 그리고 존스 홉킨스 대학의 엔지니어 David Gracias가 이끄는 이를 개발한 과학자들에 따르면, 이 기술은 놀라운 건강 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.

“미래에 이 모든 것이 어디로 갈지 상상한다면, 우리는 개별 셀의 상태와 해당 셀 주변 환경을 실시간으로 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있는 센서를 갖고 싶습니다.” 그라시아스는 말한다.

“분리된 세포의 건강을 추적하는 기술이 있다면 아마도 질병을 훨씬 더 일찍 진단하고 치료할 수 있으며 전체 기관이 손상될 때까지 기다리지 않을 수 있을 것입니다.”

엔지니어들은 한동안 전자공학과 인간 생물학을 통합하는 방법을 모색해 왔지만 그 과정에는 상당한 장애물이 있습니다. 가장 큰 장애물 중 하나는 전자제품에 사용되는 제조 기술과 생체 조직이 호환되지 않는다는 것입니다.

물건을 작고 유연하게 만드는 방법은 있지만, 생체 조직이나 부드러운 수성 물질을 파괴하는 독한 화학 물질, 고온, 진공 청소기를 사용하는 경우가 많습니다.

Gracias와 그의 팀은 그들의 기술을 기반으로 구축되었습니다. 나노리소그래피 이는 마치 스탬프를 사용하여 나노 크기의 패턴을 재료에 인쇄하는 것과 같습니다. 여기서는 재료가 금이지만 이는 공정의 첫 번째 단계에 불과합니다. 모형이 제작되면 이를 생체 조직에 옮겨 부착해야 합니다.

연구진은 먼저 코팅된 실리콘 웨이퍼에 나노 규모의 금을 인쇄했습니다. 고분자. 다음으로, 패턴이 유리박막으로 전사될 수 있도록 폴리머를 녹인 다음, 폴리머라는 생물학적 화합물로 처리했습니다. 시스타민그리고 하이드로겔 코팅이 되어있습니다.

그런 다음 모델을 유리에서 꺼내어 가공했습니다. 젤라틴섬유아세포로 옮겨지기 전. 마지막으로 하이드로겔을 용해시켰다. 시스타민과 젤라틴은 금을 세포에 결합시키는 데 도움을 주었고, 금은 다음 16시간 동안 세포에 남아서 이동했습니다.

그들은 동일한 기술을 사용하여 금 나노와이어 배열을 부착했습니다. 생체 외 쥐 두뇌. 그러나 그들은 섬유아세포가 가장 흥미로운 발견이라고 말합니다.

“우리는 세포가 죽지 않도록 하면서 복잡한 나노패턴을 살아있는 세포에 부착할 수 있다는 것을 보여주었습니다.” 그라시아스는 말한다.

“살아있는 세포와 엔지니어가 전자 제품을 제조하는 데 사용하는 방법 사이에는 엄청난 비호환성이 있기 때문에 세포가 문신을 통해 살고 이동할 수 있다는 것은 매우 중요한 발견입니다.”

나노리소그래피는 상대적으로 간단하고 비용이 저렴하기 때문에 이 연구는 전극, 안테나, 회로와 같은 보다 복잡한 전자 장치를 생체 조직뿐만 아니라 하이드로겔 그리고 가혹한 제조 방법과 호환되지 않는 기타 부드러운 소재.

“우리는 다양한 종류의 재료와 포토리소그래피 및 전자 빔 리소그래피와 같은 표준 미세 가공 기술과 함께 이 나노패터닝 프로세스를 기대합니다.” 연구원을 쓰다“새로운 세포 배양 기판, 하이브리드 생체 재료, 전자 장치 및 바이오 센서 개발의 기회를 열어줍니다.”

이 연구는 다음에서 출판되었습니다. 나노문자.