Pode parecer a solução perfeita, mas a nova técnica de tatuar ouro em tecidos vivos é um passo em direção à integração de células humanas com dispositivos eletrônicos.
Baseando-se em uma técnica de fabricação chamada nanolitografia, os cientistas imprimiram um embrião vivo de rato Fibroblastos Com padrões de pontos dourados e nanofios. Eles dizem que este é um primeiro passo importante para adicionar circuitos mais complexos.
E não é só porque os ciborgues são legais. E de acordo com os cientistas que a desenvolveram, liderados pelo engenheiro David Gracias, da Universidade Johns Hopkins, esta tecnologia poderá ter aplicações surpreendentes na saúde.
“Se você imaginar onde tudo isso irá no futuro, gostaríamos de ter sensores para monitorar e controlar remotamente o status de células individuais e o ambiente ao redor dessas células em tempo real.” diz Gracias.
“Se tivéssemos técnicas para monitorar a saúde de células isoladas, talvez pudéssemos diagnosticar e tratar doenças muito mais cedo e não esperar que todo o órgão fosse danificado”.
Os engenheiros têm procurado uma maneira de integrar a eletrônica com a biologia humana há algum tempo, mas existem obstáculos significativos ao longo do caminho. Um dos maiores obstáculos é a incompatibilidade do tecido vivo com as técnicas de fabricação utilizadas na eletrônica.
Embora existam maneiras de tornar as coisas pequenas e flexíveis, elas geralmente usam produtos químicos agressivos, altas temperaturas ou aspiradores de pó que destroem tecidos vivos ou materiais macios à base de água.
Gracias e sua equipe aprimoraram sua técnica Nanolitografia O que é exatamente o que parece: usar um carimbo para imprimir padrões em nanoescala no material. Aqui o material é ouro, mas essa é apenas a primeira etapa do processo. Uma vez feito o modelo, ele deve ser transferido e fixado em tecido vivo.
Os pesquisadores primeiro imprimiram o ouro em nanoescala em uma pastilha de silício revestida polímero. Em seguida, o polímero foi derretido para que o padrão pudesse ser transferido para finas películas de vidro, onde foi tratado com um composto biológico denominado cistaminae revestido com hidrogel.
Em seguida, o modelo foi retirado do vidro e processado gelatinaantes de ser transferido para um fibroblasto. Finalmente, o hidrogel foi dissolvido. A cistamina e a gelatina ajudaram a ligar o ouro à célula, onde permaneceu e se moveu com a célula pelas 16 horas seguintes.
Eles usaram a mesma técnica para anexar matrizes de nanofios de ouro a ele ex-vivo cérebros de ratos. Mas dizem que os fibroblastos representam a descoberta mais interessante.
“Mostramos que podemos anexar nanopadrões complexos a células vivas, garantindo ao mesmo tempo que a célula não morra.” diz Gracias.
“É uma descoberta muito importante que as células podem viver e se movimentar com tatuagens porque muitas vezes existe uma enorme incompatibilidade entre as células vivas e os métodos que os engenheiros usam para fabricar eletrônicos”.
Como a nanolitografia é relativamente simples e de baixo custo, este trabalho representa um caminho a seguir no desenvolvimento de eletrônicos mais complexos, como eletrodos, antenas e circuitos, para serem integrados não apenas com tecidos vivos, mas também hidrogéis E outros materiais macios que não são compatíveis com métodos de fabricação rigorosos.
“Prevemos esse processo de nanopadronização, juntamente com diferentes classes de materiais e técnicas padrão de microfabricação, como fotolitografia e litografia por feixe de elétrons.” escrevem os pesquisadores“Abrir oportunidades para o desenvolvimento de novos substratos de cultura celular, biomateriais híbridos, dispositivos eletrônicos e biossensores.”
A pesquisa foi publicada em Nano-letras.
