Revolution i laboratoriet: Forskare av CAU utvecklar intelligent tyg!

Revolution i laboratoriet: Forskare av CAU utvecklar intelligent tyg!

Kiel, Deutschland - Ett internationellt forskargrupp har utvecklat en ny syntetisk vävnad som är både stabil och flytande. Studien, som publicerades den 27 februari 2025 i Nature Communications , är under ledning av Christian-AlbrechtsItIrItätsItItLiche-Bübe "> Nature Communications , är under ledarskapet med Christian-AlbrechtsItIrItIrItätsität Det syntetiska tyget består av flera miljoner syntetiska celler, vars grundläggande byggstenar är vattendroppar, som är omgiven av ett dubbelskikt lipider. Denna konstruktion liknar det naturliga cellmembranet, som emellertid är mer komplex och innehåller specifika proteiner som möjliggör transport av vissa molekyler.

Forskarna har skapat rudimentära cellgrupper som liknar biologiska vävnader som lever i termer av många egenskaper. De syntetiska cellerna, som når en storlek på cirka 30 tusendels millimeter, visar mekaniska egenskaper som modelleras på levande celler. Molekylmotorer utövar krafter på membranet som experimentellt modelleras genom att använda rörelserna i flagellum av flagiga bakterier. Dessa bakterier kan också flytta celler inom kompositen till andra positioner.

Forskningspotential och framtida applikationer

Den nya syntetiska vävnaden kan ha långtgående applikationer. Det är en modell för att undersöka naturliga mobilnät och kan spela en viktig roll i integrationen av proteiner i membranen för att skapa elektrisk potential. Framtida tillämpningar är tänkbara inom området medicinska implantat som är täckta med sådana konstgjorda vävnader för att möjliggöra förbättrad läkning. Ett annat spännande perspektiv är neurala implantat som skulle kunna ersätta defekt nervvävnad.

Naturen och strukturen hos biomembran har länge varit föremål för intensiv forskning. Historiska studier, såsom William Hewson, som undersökte mänskligt blod och erytrocyter mellan 1760 och 1770, lägger grunden för att förstå lipid dubbelskiktet. Evert Gorter och hans assistent F. Grendel publicerade Lipid -tvåskiktsmodellen 1925, som beskriver de väsentliga egenskaperna hos de biomolekylära strukturerna. Biomembran är därför komplexa och dynamiska system, medan syntetiska lipid -dubbelskikt innehåller ett definierat urval av lipider som specifikt utvecklades för speciella tillämpningar.

Jämförelse av biomolekylära strukturer

Medan biomembran aktivt utför aktiva funktioner som transport, signalöverföring och cellkommunikation, är syntetiska dubbelskikt mer utformade för speciella applikationer som läkemedelsleverans. Deras stabilitet och begränsade anpassningsförmåga gör dem mindre dynamiska än deras naturliga motsvarigheter. Biomembran som uppstår från naturlig självorganisation i vattenhaltig miljö interagerar aktivt med sin miljö. Dessa interaktioner är avgörande för att upprätthålla livsprocesser och visar varför biomembranstrukturer betraktas som mycket komplexa system.