.jpg)
.jpg)
.jpg)
Малые биоинтегрируемые устройства, способные взаимодействовать с клетками и стимулировать их, обладают огромным терапевтическим потенциалом – от новых возможностей в таргетной терапии до стимуляции регенерации ран.
Значительного успеха в разработке подобных устройств удалось достичь ученым из Оксфордского университета. Результаты их работы опубликованы в журнале Nature.
Одной из основных проблем в создании малых биоинтегрируемых устройств является разработка источника энергии. Разработанная в рамках представленного исследования технология позволяет использовать активность культивированных клеток нервной системы с помощью ионных градиентов.
Источник энергии представляет собой цепь из 5 частиц в масштабе нанолитров из электропроводного гидрогеля (полимерные цепи, содержащие большое количество абсорбированной воды). Каждая частица имеет разный состав, что обуславливает градиент концентрации; между частицами – билипидный слой, обеспечивающий механическую поддержку и предотвращающий хаотичное движение ионов.
Источник энергии активируется путем охлаждения до 4 С и изменения среды: билипидный слой разрушается, частицы формируют постоянный гидрогель и это приводит к движению ионов из частиц с высокой концентрацией солей (по краям) к частицам с низкой концентрацией солей (в середине). Соединение крайних частиц с электродами позволяет высвобождать энергию с ионного градиента и трансформировать ее в электричество.
В работе авторы исследования демонстрируют, как живые клетки могут быть подсоединены к одному из концов устройства и как их активность напрямую регулируется ионной силой тока. В частности, эксперимент проводился на нейральных клетках-предшественниках.
Подобные миниатюрные источники энергии представляют собой важное открытие в области разработки биоинтегрируемых устройств, обладающих широким потенциалом в биологии и медицине, например при использовании в биогибридных интерфейсах, имплантатах и для микророботов.
Материал подготовлен в рамках проекта «Медицина в точке бифуркации». Проект поддержан грантом Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий»
