Това съобщи петчленен екип, ръководен от Райън Хейуърд от Университета на Масачузетс в Амхерст (САЩ). Първият автор на статията беше неговият колега Jungwook Kim. По-специално, методът се отнася до полутонова гел литография за фотовипиране на полимерни гел филми.

духащи

Според учените това може да помогне за насочване на лабораторно отгледаните клетки към правилната форма, така че те да могат да прераснат в кръвоносни съдове или дори цели органи.

„Искахме да разработим стратегия, която да ни позволи да моделираме растеж с подобна гъвкавост като природата“, обясни Райън Хейуърд. Той напомни, че много растения създават извивки, тръби и други форми, като променят интензивността на растеж в съседните области на тялото си. Някои листа или листенца се разширяват, но няма други клетки наблизо. Този контраст води до разнообразна гама от форми, включително фунии и вълнообразни или извити ръбове. Пример е листенцето на лилията.

На тази основа Райън Хейуърд и колеги излагат тънкослойни полимерни филми, чувствителни към ултравиолетова светлина, на специфичен модел на осветление чрез фотомаска. Количеството светлина, погълнато от едно или друго място на филма, „програмира“ степента на неговото разширяване след контакт с вода. Те имитират способността на природата да насочва някои клетки към растеж, като същевременно потискат растежа на други. Преди осветяването те са покрили работния субстрат в основата с изключително тънък слой полимер. Дебелината му беше само 10 микрометра (милионни части от метър), което е около една пета от дебелината на човешки косъм.

Осветените гел повърхности придобиват омрежен модел, което ограничава способността им да се разширяват. Но съседните неосветени зони се подуха като гъба, напоена с вода. Полученият модел на растеж позволява - след второто излагане на ултравиолетова светлина - да образува форми от гела според заданието. Действа по подобен начин в природата. Новият метод обаче надхвърля природата. Това е така, защото съответните материали могат да бъдат многократно изравнени и преоформени. Достатъчно е първо да изсушите фолиото и след това да го излеете отново с вода. Например учените са направили топки, седла и конуси.

А също и по-сложни форми, като т.нар. минимални повърхности, т.е. с нулева средна кривина. Пример е мембраната, която се създава чрез потапяне на телената рамка в сапунен разтвор - границата на повърхността се формира от жиците на рамката. Моделираният процес на растеж на гел филми наподобява фотография и полутонов печат.

„Чрез директен пренос на изображението върху мекия гел с полутонове светлина, ние насочваме неговия растеж. Не сме сигурни какви различни форми можем да направим по този начин. Засега обаче е вълнуващо да изследвате това, като се фокусирате върху по-доброто разбиране на същността на процеса. Моделна система като тази ни помага да проследим нейния напредък. Един от нерешените проблеми на биомедицината или биоинженерството е как да се създадат тъкани, които биха могли да помогнат за растежа на нов съд или орган. Сега знаем малко повече за това как да преминем от клетки с плоско фолио към сложен организъм ", обясни членът на екипа Кристиан Сантангело, също от университета в Масачузетс в Амхърст.

Екипът на Рей Хейуърд публикува констатациите в списание Science.