Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο αποκάλυψαν μια νέα εξέλιξη στη σφαίρα της βιοηλεκτρονικής: ένα πρωτότυπο για αυτό που αποκαλούν «ζωντανή βιοηλεκτρονική», το οποίο ενσωματώνει απρόσκοπτα ζωντανά κύτταρα, γέλη και ηλεκτρονικά για να συνυπάρχουν αρμονικά με τον ζωντανό ιστό. Με επικεφαλής τον καθηγητή Bozhi Tian, η ομάδα έχει αφοσιωθεί εδώ και καιρό στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ του άκαμπτου, μεταλλικού κόσμου των ηλεκτρονικών και του μαλακού, ευέλικτου βασίλειου του ανθρώπινου σώματος. Η τελευταία τους καινοτομία αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός σε αυτή την προσπάθεια.
Ζωντανή Βιοηλεκτρονική
Τα επιθέματα που αναπτύχθηκαν από τους ερευνητές αποτελούνται από αισθητήρες, βακτηριακά κύτταρα και ένα τζελ που αποτελείται από άμυλο και ζελατίνη. Μέσω δοκιμών που διεξήχθησαν σε ποντίκια, η ομάδα απέδειξε ότι αυτές οι συσκευές έχουν την ικανότητα να παρακολουθούν συνεχώς και να ανακουφίζουν τα συμπτώματα που μοιάζουν με ψωρίαση χωρίς να προκαλούν ερεθισμό στο δέρμα. Ο Jiuyun Shi, πρώην διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο του Tian και ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας, περιέγραψε την ανάπτυξη ως μια γέφυρα από την παραδοσιακή βιοηλεκτρονική, όπου τα ζωντανά κύτταρα ενσωματώνονται στη θεραπεία.
Η ερευνητική ομάδα σημείωσε ότι η ενοποίηση των ηλεκτρονικών με το ανθρώπινο σώμα έχει θέσει ιστορικά σημαντικές προκλήσεις. Ενώ συσκευές όπως οι βηματοδότες έχουν χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσουν τη ζωή πολλών, η ογκώδης και άκαμπτη φύση τους συχνά οδηγεί σε ερεθισμό. Το εργαστήριο του Tian, ωστόσο, έχει αφιερωθεί στην αποκάλυψη των θεμελιωδών αρχών που διέπουν την αλληλεπίδραση μεταξύ ζωντανών κυττάρων και συνθετικών υλικών.
Στην τελευταία τους μελέτη, οι ερευνητές υιοθέτησαν μια νέα προσέγγιση ενσωματώνοντας ζωντανά κύτταρα απευθείας στις ηλεκτρονικές συσκευές. Αυτό το σύστημα τριών συστατικών αποτελείται από ένα εύκαμπτο ηλεκτρονικό κύκλωμα με αισθητήρες, ένα στρώμα μαλακής γέλης που μιμείται ιστό και μικρόβια S. epidermidis γνωστά για τις αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες τους.
Όταν τοποθετούνται στο δέρμα, η ομάδα ισχυρίζεται ότι τα βακτήρια μπορούν να εκκρίνουν ενώσεις που μειώνουν τη φλεγμονή, ενώ οι αισθητήρες παρακολουθούν διάφορες παραμέτρους του δέρματος. Δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε ποντίκια με παθήσεις που μοιάζουν με ψωρίαση έδειξαν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, με σημαντική μείωση των συμπτωμάτων που παρατηρήθηκε.
Οι ερευνητές οραματίζονται ότι η πλατφόρμα Active Biointegrated Living Electronics (ABLE), όπως την ονομάζουν, θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για εκτεταμένες περιόδους, έως και έξι μήνες ή περισσότερο. Επιπλέον, η συσκευή μπορεί να λυοφιλοποιηθεί για αποθήκευση και να ενυδατωθεί εύκολα όταν χρειάζεται, ενισχύοντας την ευκολία της ως επιλογή θεραπείας. Ο Saehyun Kim, ένας άλλος συν-πρώτος συγγραφέας της εργασίας και ένας τρέχων διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο του Tian, παρομοίασε τα θεραπευτικά αποτελέσματα της συσκευής με ένα «ζωντανό φάρμακο» που εξαλείφει την ανάγκη για συχνές ανανεώσεις.
Πέρα από τη θεραπεία δερματικών παθήσεων όπως η ψωρίαση, οι ερευνητές προβλέπουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των επιθεμάτων για την επιτάχυνση της επούλωσης τραυμάτων σε ασθενείς με διαβήτη. Στοχεύουν επίσης να διερευνήσουν την επέκταση της προσέγγισής τους σε άλλους τύπους ιστών και κυττάρων, οραματιζόμενοι συσκευές που θα μπορούσαν να παράγουν ινσουλίνη ή να διασυνδέσουν τους νευρώνες.
«Από τότε, μάθαμε τόσα πολλά για τα θεμελιώδη ερωτήματα, όπως το πώς τα κύτταρα αλληλεπιδρούν με τα υλικά και τη χημεία και τη φυσική των υδρογελών, κάτι που μας επιτρέπει να κάνουμε αυτό το άλμα», δήλωσε ο Tian σε δήλωση τύπου. «Το να το δεις να γίνεται πραγματικότητα ήταν υπέροχο».
