Технология 4D-печати может ускорить разработку новых терапевтических средств: исследование

Исследователи из американского Центра перспективных научных исследований CUNY (CUNY ASRC) и Северо-Западного университета создали 4D-принтер, способный создавать узорные поверхности, которые воссоздают сложную поверхности клеток. Технология, подробно описанная в недавно опубликованной статье в Nature Communications, позволяет ученым объединить органическую химию, науку о поверхности и нанолитографию для создания точно спроектированных поверхностей, которые украшены тонкими органическими или биологическими молекулами. Эта технология принесет много пользы, в том числе в исследованиях лекарственных препаратов, развитии биосенсоров и передовой оптике. Важно отметить, что эта технология объемной печати позволяет создавать поверхности из различных материалов, и эти материалы могут быть нанесены на поверхность без использования дорогостоящих фотошаблонов или утомительных процессов очистки помещений.

Детали нового метода

Метод печати, называемый полимерной кистевой гиперповерхностной фотолитографией, сочетает в себе микрофлюидику, органическую фотохимию и передовую нанолитографию для создания безмаскового принтера, способного готовить мультиплексированные массивы тонких органических и биологических веществ. Новая система преодолевает ряд ограничений, присущих другим методам печати биоматериалов, позволяя исследователям создавать 4D-объекты с точно структурированным веществом и индивидуальным химическим составом на каждом вокселе — возможность, которую авторы называют «гиперповерхностной литографией».

В чем польза?

«Исследователи работали над использованием литографических методов для нанесения рисунка на поверхности биомолекул, но на сегодняшний день мы не разработали достаточно сложную систему, чтобы построить что-то настолько сложное, как поверхность клетки, — сказал Даниэль Валлес, аспирант Центра CUNY в лаборатории Брауншвейга. — Мы предполагаем использовать эту систему для сборки синтетических клеток, которые позволят исследователям воспроизводить и понимать взаимодействия, происходящие на живых клетках, что приведет к быстрому развитию лекарств от холестерина и других биоинспирированных технологий».

Химия + пиксели

В качестве доказательства концепции исследователи напечатали образцы полимерных кистей, используя точные дозы света, чтобы контролировать высоту полимера в каждом пикселе. Как показывают образцы, координация между микрофлюидикой и источником света управляет химическим составом в каждом пикселе.

«Химия полимеров предоставляет такой мощный набор инструментов, и инновации в химии полимеров были основными движущими силами технологии на протяжении всего прошлого столетия»,- сказал соавтор статьи Натан Джаннески, который является профессором химии, материаловедения и биомедицинской инженерии в Северо-Западном университете Джейкоба и Розалин Кон. Он также сказал, что эта работа распространяет эту инновацию на интерфейсы, где произвольные структуры могут быть сделаны высоко контролируемым способом и эта технология позволяет обобщить то, что они сделали, и распространить ее на другие полимеры».

Работа будет продолжена

«Проведенная работа — наглядная демонстрация того, что можно сделать с помощью массивно-параллельных инструментов литографии» , — сказал Джордж Б. Ратманн, профессор химии и директор Международного Института нанотехнологий в колледже искусств и наук Вайнберга Северо-Западного университета.

Исследователи планируют продолжить разработку этой новой печатной платформы, чтобы увеличить скорость работы системы, уменьшить размеры в пикселях и разработать новые химические технологии для увеличения объема материалов, которые могут быть узорчатыми. В настоящее время они используют паттерны, созданные этой платформой, чтобы понять тонкие взаимодействия, которые диктуют распознавание в биологических системах.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

Источник

1 - 1
Posted by /Posted ago