الثورة في المختبر: يطور باحثو CAU النسيج الذكي!

الثورة في المختبر: يطور باحثو CAU النسيج الذكي!

Kiel, Deutschland - قام فريق الأبحاث الدولية بتطوير أنسجة اصطناعية جديدة مستقرة وسائلة. الدراسة ، التي نُشرت في 27 فبراير 2025 في Nature Communications ، تحت قيادة Christian-albrechts-universatatat zu). يتكون النسيج الاصطناعي من عدة ملايين خلايا اصطناعية ، وهي لبنة البناء الأساسية هي قطرات مائية ، محاطة بطبقة مزدوجة من الدهون. يشبه هذا البناء غشاء الخلايا الطبيعية ، والذي يعد أكثر تعقيدًا ويحتوي على بروتينات محددة تمكن من نقل جزيئات معينة.

خلق الباحثون مجموعات خلايا بدائية تشبه الأنسجة البيولوجية التي تعيش من حيث العديد من الخصائص. تُظهر الخلايا الاصطناعية ، التي تصل إلى حوالي 30 ألف ملليمتر ، خصائص ميكانيكية مصممة على الخلايا الحية. تمارس المحركات الجزيئية قوى على الغشاء الذي يتم تصميمه تجريبياً باستخدام حركات سوط البكتيريا المفلسة. هذه البكتيريا قادرة أيضًا على نقل الخلايا داخل المركب إلى مواقع أخرى.

إجراءات البحث والتطبيقات المستقبلية

يمكن أن يكون للأنسجة الاصطناعية الجديدة تطبيقات بعيدة. إنه نموذج لفحص شبكات الخلايا الطبيعية ويمكن أن يلعب دورًا مهمًا في دمج البروتينات في الأغشية لإنشاء إمكانات كهربائية. يمكن تصور التطبيقات المستقبلية في مجال عمليات الزرع الطبية المغطاة بمثل هذه الأنسجة الاصطناعية من أجل تمكين الشفاء المحسن. منظور مثير آخر هو زراعة عصبية يمكن أن تكون قادرة على استبدال الأنسجة العصبية المعيبة.

كانت طبيعة وهيكل الأغشية الحيوية موضوعًا للبحث المكثف. الدراسات التاريخية ، مثل وليام هيوسون ، الذي فحص الدم البشري والكريات الحمراء بين عامي 1760 و 1770 ، وضعت الأساس لفهم الطبقة المزدوجة الدهون. نشر Evert Gorter ومساعده F. Grendel نموذج طبقة الدهون في عام 1925 ، والذي يصف الخصائص الأساسية للهياكل الجزيئية الحيوية. وبالتالي فإن الأغشية الحيوية هي أنظمة معقدة وديناميكية ، في حين أن الطبقات المزدوجة الدهنية الاصطناعية تحتوي على مجموعة محددة من الدهون التي تم تطويرها خصيصًا للتطبيقات الخاصة.

مقارنة الهياكل الجزيئية الحيوية

في حين أن الأغشية الحيوية تؤدي بنشاط وظائف نشطة مثل النقل ونقل الإشارة والتواصل الخلوي ، فإن الطبقات المزدوجة الاصطناعية مصممة أكثر للتطبيقات الخاصة مثل توصيل الدواء. إن استقرارهم وقدرة محدودة على التكيف يجعلهم أقل ديناميكية من نظرائهم الطبيعيين. تتفاعل الأغشية الحيوية التي تنشأ عن التنظيم الذاتي الطبيعي في البيئة المائية بنشاط مع بيئتها. تعد هذه التفاعلات ضرورية للحفاظ على عمليات الحياة وإظهار سبب اعتبار الهياكل الغذائية الحيوية أنظمة معقدة للغاية.