Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel

femszovet 2.jpgA nanodrótokból és szilíciumból álló mesterséges szövet pontosan úgy viselkedik, mint az igazi. A kutatók ezen akarják megfigyelni a szervezet elváltozásait, és kockázatmentessé tennék vele a gyógyszerkísérletek is. A következő cél az elektronikus vezérlésű mesterséges hús létrehozása.

A Harvard Egyetem kutatói mesterséges szívizomszövetet vizsgáltak és manipuláltak. A szívizomsejtek látszólag úgy viselkednek, mint az igaziak, de a sejtek elektromos impulzusait kábelekkel összekötött tranzisztorok ellenőrzik.

Elképzelhető, hogy a jövőben már a viselkedésüket is hasonló technológiával befolyásolhatják. A kutatást vezető Charles Lieber szerint a mesterséges szövet használatával elmosódhat a határ az elektromos, mesterséges rendszerek és az organikus, élő szervezet között.

A kiborgszövetet neuronok, izmok és vérerek alkotják. A mesterséges szövetek gyógyszerkísérletekhez, vagy jelenleg is használt implantátumok, például pacemakerek teszteléséhez is felhasználhatók. Ha az elektromos impulzusokat nem csupán fogadni, hanem küldeni is lehetne, a kiborgszövetet protézisek létrehozására, vagy apró robotok fejlesztésére is felhasználhatnák.

Cyborg justice

Mesterséges szövetet már korábban is tenyésztettek, olyan biológiai anyagokból, amelyek nem mutattak elektromos aktivitást. Ha az elektronikus összetevőket hozzáadják a tenyésztett szövethez, de nem ágyazzák bele a szerkezetébe, csupán a szövet felszínéből lehet információt gyűjteni.

Lieber és társai számára mindenesetre ez volt a kiindulópont az elektromos aktivitást mutató szövet létrehozásához. Háromdimenziós rendszert hoztak létre, amelybek a nanovastagságú drótokat szilícium érzékelőkkel kapcsolták össze. Fontos szempont volt, hogy a vezetékek rugalmasak és rendkívül vékonyak legyenek, hogy ne gátolják a szövet fejlődését. A szerkezet hagyományos biológiai anyagokat, például kollagént is tartalmazott. A kutatók ennek segítségével növeszthettek patkány-idegsejteket, valamint szív- és izomszövetet. A szívsejtek hamarosan ugyanúgy megkötöttek, mint a hagyományos szövet, a kutatók pedig hamarosan a szívverés sebességét is megállapíthatták.

A mesterséges szövet természetes viselkedését kísérlettel is igazolták. A kutatók a szívverést serkentő gyógyszert juttattak a szövetbe, az eredmény elemzésekor pedig megállapíthatták, hogy a szívizomsejtek összehúzódásának mértéke megnövekedett. Ez arra utal, hogy a mesterséges szövet a természeteshez hasonlóan viselkedik, az elektronikus rendszer pedig ezeket a változásokat is észlelte.

A cél a neuronok stimulálása

Lieber és csapata egy másfél centiméter hosszú, emberi sejtekből álló véreret is behálózott a nanodrótokkal. Ennek segítségével a szövet belsejéből és külsejéből származó elektromos impulzusok mérésére is képesek voltak, holott ez korábban lehetetlen volt. A csoport ezután megvizsgálta a szövetből származó elektromos mintákat, amelyekből arra is következtetni tudtak, hogy kialakult-e gyulladás a szövetben, vagy történtek-e a szerkezetében olyan változások, amelyek tumor jelenlétére, vagy egy kockázatos szívbetegség kialakulására utalhatnak.

Lieber munkatársa, Daniel Kohane szerint a kiborgszövetettel a gyógyszerek szervezetre gyakorolt hatása közvetlenül megállapítható lenne, emberkísérletek elvégzése nélkül. Kohane azt is elképzelhetőnek tartja, hogy a szívbe ágyazott mesterséges szövettel a szívproblémák ellenőrzése is lehetséges lesz. A kutatás következő fázisa a nanodrót-struktúra továbbfejlesztése: a jelenlegi összetevőkhöz olyan elemeket adnának hozzá, amelyek nemcsak fogadni tudják az elektromos jeleket, hanem stimulálják is az idegsejteket.

Forrás: http://index.hu/tech/2012/08/29/elo_szovet_a_femvazon_a_mesterseges_hus/

Kép forrása: http://www.newscientist.com/article/dn22217-cyborg-tissue-is-half-living-cells-half-electronics.html?DCMP=OTC-rss&