Ağcaqanad xortumu 3D printerdə: elm fantastikası gerçəyə çevrildi

Alimlər ölü ağcaqanadın xortumundan ultranazik biomürəkkəb xətləri çəkmək üçün istifadə ediblər

Tədqiqatçılar laboratoriyada yetişdirilmiş ölü dişi ağcaqanadın xortumunu bioprinter üçün təbii “3D-nekrobaşlıq” kimi uyğunlaşdırıblar. Alimlərin adlandırdığı bu bioloji alət süni mikroiynələrdən həm daha dəqiq işləyib, həm də bahalı mikroskopik iynələrin hazırlanmasına xərcləri azaldıb.

Yüksək dəqiqlikli üçölçülü çap insan saçından daha nazik detallar hazırlamağı tələb edir. Belə texnologiya tibbdə hüceyrə məhlullarından canlı toxumaların yetişdirilməsi və mikroelektronika kimi sahələrdə vacibdir. Lakin əsas problem - çap başlıqlarının baha və mürəkkəb konstruksiyaya malik olmasıdır. Diametri 50 mikrometr olan metal və ya plastik iynələr həm çox bahalıdır, həm də cüzi tıxanma zamanı yararsız hala düşür.

Təbiətdə isə mayeləri vurmaq və ya sorub çıxarmaq üçün hazır “alətlərə” malik saysız-hesabsız orqanizmlər var: əqrəblərin sancaq orqanı, ilanların zəhər dişləri, müxtəlif həşəratların sorucu strukturları. Biomimikriya yanaşması bu təbii mexanizmlərin texnologiyada istifadəsini təklif edir. Bu yanaşma həm istehsal dəyərini aşağı salır, həm də plastik tullantıların utilizasiyası problemini aradan qaldırır.

Biomühəndislər müxtəlif canlıların quruluşunu təhlil edərək seçimlərini Aedes aegypti ağcaqanadının dişi fərdlərinə yönəldiblər. Tədqiqatın nəticələri Science Advances jurnalında dərc olunub.

Araşdırmanın müəllifləri laboratoriyada yetişdirilən dişi ağcaqanadların xortumunu diqqətlə çıxararaq onu standart şprisin plastik ucluğuna yapışqan vasitəsilə bərkidiblər. Daha sonra bu hibrid qurğunu xüsusi hazırlanmış platformaya yerləşdiriblər və ona “nekroprintr” adı verilib.

Ağcaqanadın xortumu mayeləri ötürmək üçün son dərəcə davamlı təbii strukturdur. Onun daxili kanalı cəmi 20 mikrometr diametrə malikdir - bu, ən incə kommersiya mikroiynələrindən iki dəfə nazik və insan saçından dəfələrlə zərifdir. Bununla belə, təbii “iynə” çap zamanı düz formasını qoruyub saxlayır və altlığa toxunduqda əyilmir.

Mühəndislər şprisi biomürəkkəblə dolduraraq ekstrüziya prosesinə başlayıblar. İlk məqsəd bu bioloji mikroiynələrin dözümlülüyünün sərhədlərini müəyyənləşdirmək idi. Məlum olub ki, xortum təxminən 60 kilopaskal daxili təzyiqə tab gətirir. Təcrübələr mikroiynələrin divarlarını yormadan kəsilməz xətt çəkmək üçün materialın axını ilə printer başlığının hərəkət sürəti arasında optimal balansı müəyyən etməyə imkan verib.

Yeni sistemin imkanlarını nümayiş etdirmək üçün tədqiqatçılar bir neçə mikroskopik obyekt hazırlayıblar: nazik arakəsməli “arı pətəyi” formasında qəfəsvari struktur və ağcaqayın yarpağı konturunu yüksək dəqiqliklə çap ediblər.

Hazır konstruksiyalarda xətt qalınlığı 18–28 mikrometr arasında dəyişib. Üstəlik, xortum vasitəsilə polimerlərlə yanaşı, canlı xərçəngəbənzər hüceyrələri və eritrositlər də təhlükəsiz şəkildə keçirilib - hüceyrə membranları zədələnməyib.

Araşdırma göstərib ki, sadə ağcaqanad xortumu mürəkkəb mühəndis detallarını əvəz edə biləcək səmərəli və ucuz alətdir. Texnologiya mikroskopik strukturların minimal xərc ilə hazırlanmasına imkan verir, çünki laboratoriya şəraitində ağcaqanadların yetişdirilməsi çox ucuz başa gəlir. Gələcəkdə bu tip yenilənə bilən bioiynələrin klinik analizlərdə, mikrotexnologiyada və hüceyrə karkaslarının yaradılmasında geniş tətbiq tapacağı gözlənilir.

Hazırladı:

S.ELAY

XQ