Ezt egy öttagú csapat jelentette be Ryan Hayward vezetésével a Massachusettsi Egyetemen, Amherstben (USA). A cikk első szerzője kollégája, Jungwook Kim volt. Közelebbről, az eljárás félárnyékú gél litográfiára vonatkozik a polimer gél filmek fotovipeléséhez.

fújó

A tudósok szerint ez segíthet a laboratóriumban növesztett sejtek megfelelő alakba irányításában, hogy azok ereket, vagy akár teljes szerveket képesek kinőni.

"Olyan stratégiát akartunk kidolgozni, amely lehetővé teszi számunkra, hogy a növekedést a természethez hasonló rugalmassággal modellezzük" - magyarázta Ryan Hayward. Emlékeztetett arra, hogy sok növény görbéket, csöveket és más alakokat hoz létre a test szomszédos területein a növekedés intenzitásának megváltoztatásával. Néhány levél vagy szirom kitágul, de a közelben nincs más sejt. Ez az ellentét sokféle formához vezet, beleértve a tölcséreket és a hullámos vagy ívelt széleket. Ilyen például a liliomszirom.

Ennek alapján Ryan Hayward és munkatársai egy ultraibolya fényre érzékeny vékonyfilm-polimer filmeket adott fénymintának tettek ki egy fotomaszkon keresztül. A film egyik vagy másik helyén elnyelt fény mennyisége vízzel érintkezve "programozta" a tágulás mértékét. Utánozták a természet azon képességét, hogy egyes sejteket növekedésre irányítsa, miközben elnyomja mások növekedését. A megvilágítás előtt a hordozóban lévő munkabevonatot rendkívül vékony polimer réteggel vonják be. Mindössze 10 mikrométer (méter milliomod része) vastag volt, ami az emberi haj vastagságának körülbelül ötöde.

A megvilágított gélfelületek térhálós mintázatot nyertek, ami korlátozta tágulási képességüket. De a szomszédos megvilágítatlan területek úgy duzzadtak, mint a vízben áztatott szivacs. A kapott mintás növekedés lehetővé tette - a második ultraibolya fénynek való kitettség után - formákat a gélből a megadott módon. Hasonlóan működik a természetben is. Az új módszer azonban meghaladja a természetet. A releváns anyagok ugyanis többször ellapíthatók és átalakíthatók. Elég, ha először megszárítja a fóliát, majd újra felönti vízzel. Például a tudósok golyókat, nyergeket és kúpokat készítettek.

És olyan bonyolultabb alakzatok is, mint az ún. minimális felületek, azaz nulla átlagos görbület. Ilyen például a membrán, amely a drótkeret szappanos oldatba merítésével jön létre - a felület határát a keret huzalai alkotják. A gélfóliák mintás növekedési folyamata hasonlít a fényképezésre és a félárnyéknyomtatásra.

"A kép közvetlen áthelyezésével a lágy gélre félárnyalatos fény mellett irányítjuk annak növekedését. Nem vagyunk biztosak abban, hogy milyen különböző alakzatokat tudunk így kialakítani. Egyelőre azonban izgalmas ezt feltárni, a folyamat természetének jobb megértésére összpontosítva. Egy ilyen modellrendszer segít nyomon követni a haladást. A biomedicina vagy a biotechnika egyik megoldatlan problémája az, hogy miként lehet olyan szöveteket létrehozni, amelyek elősegíthetik egy új ér vagy szerv növekedését. Most egy kicsit többet tudunk arról, hogyan lehet a lapos fóliasejtekből átmenni egy összetett organizmusba "- magyarázta a csapattag Christian Santangelo, szintén az amhersti Massachusettsi Egyetemről.

Ray Hayward csapata a Science folyóiratban tette közzé az eredményeket.