Επανάσταση στο εργαστήριο: Οι ερευνητές του CAU αναπτύσσουν έξυπνο ύφασμα!

Οι ερευνητές δημιούργησαν στοιχειώδεις κυτταρικές ομάδες που μοιάζουν με βιολογικούς ιστούς που ζουν από την άποψη πολλών χαρακτηριστικών. Τα συνθετικά κύτταρα, τα οποία φθάνουν σε μέγεθος περίπου 30 χιλιοστών χιλιοστών, παρουσιάζουν μηχανικές ιδιότητες που διαμορφώνονται σε ζωντανά κύτταρα. Οι μοριακοί κινητήρες ασκούν τις δυνάμεις ασκούν τη μεμβράνη που διαμορφώνονται πειραματικά χρησιμοποιώντας τις κινήσεις του μαστιγίου των φλόγας βακτηρίων. Αυτά τα βακτηρίδια είναι επίσης σε θέση να μετακινούν κύτταρα μέσα στο σύνθετο σε άλλες θέσεις.

Ερευνητικό δυναμικό και μελλοντικές εφαρμογές

Ο νέος συνθετικός ιστός θα μπορούσε να έχει εφαρμογές παραβίασης. Πρόκειται για ένα μοντέλο για την εξέταση των φυσικών κυττάρων και θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην ενσωμάτωση των πρωτεϊνών στις μεμβράνες για τη δημιουργία ηλεκτρικού δυναμικού. Οι μελλοντικές εφαρμογές είναι εφικτές στον τομέα των ιατρικών εμφυτευμάτων που καλύπτονται από τέτοιους τεχνητούς ιστούς προκειμένου να καταστεί δυνατή η βελτίωση της επούλωσης. Μια άλλη συναρπαστική προοπτική είναι τα νευρικά εμφυτεύματα που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τον ελαττωματικό νευρικό ιστό.

Η φύση και η δομή των βιομεμβρανών αποτελεί από καιρό αντικείμενο εντατικής έρευνας. Ιστορικές μελέτες, όπως αυτές του William Hewson, ο οποίος εξέτασε το ανθρώπινο αίμα και τα ερυθροκύτταρα μεταξύ 1760 και 1770, έθεσε τα θεμέλια για την κατανόηση του διπλού στρώματος των λιπιδίων. Ο Evert Gorter και ο βοηθός του F. Grendel δημοσίευσαν το μοντέλο λιπιδίων διπλής στιβάδας το 1925, το οποίο περιγράφει τις βασικές ιδιότητες των βιομοριακών δομών. Επομένως, τα βιομεμβράνα είναι πολύπλοκα και δυναμικά συστήματα, ενώ τα συνθετικά διπλά στρώματα λιπιδίων περιέχουν μια καθορισμένη επιλογή λιπιδίων που αναπτύχθηκαν ειδικά για ειδικές εφαρμογές.

Σύγκριση βιομοριακών δομών

Ενώ οι βιομεμβράνες εκτελούν ενεργά ενεργές λειτουργίες όπως η μεταφορά, η μετάδοση σήματος και η κυτταρική επικοινωνία, τα συνθετικά διπλά στρώματα είναι πιο σχεδιασμένα για ειδικές εφαρμογές όπως η παράδοση φαρμάκων. Η σταθερότητά τους και η περιορισμένη προσαρμοστικότητα τους καθιστούν λιγότερο δυναμική από τους φυσικούς ομολόγους τους. Τα βιομεμβράνα που προκύπτουν από τη φυσική αυτο -οργάνωση σε υδατικό περιβάλλον αλληλεπιδρούν ενεργά με το περιβάλλον τους. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των διαδικασιών ζωής και δείχνουν γιατί οι βιολογικές δομές θεωρούνται πολύ περίπλοκα συστήματα.