В рубрике «Интересные технологии» – материал для 3D-печати, имитирующий живые ткани

⬜Вызов:

Живые ткани умеют избирательно пропускать и задерживать молекулы и ионы. По такому принципу работают, например, почки и кишечник. Воспроизвести подобное поведение в искусственном материале сложно: структуры из отдельных микроскопических элементов долго собираются и могут терять стабильность при увеличении объема.

Для регенеративной медицины и мягкой робототехники нужен материал, который сочетает гибкость, устойчивость и способность управлять переносом веществ.

⬜Решение:

Исследователи Техасского университета разработали материал JIBE — jammed interconnected bilayer emulsions. Его структура состоит из миллиардов микроскопических капель воды, разделенных тонкими мембранами и соединенных между собой в единую сеть.

Такую систему получают за несколько минут с помощью смешивания и центрифугирования, а затем используют для 3D-печати. Мембраны позволяют управлять переносом веществ – одни молекулы и ионы проходят сквозь них, другие задерживаются.

Характеристики JIBE можно менять, добавляя определенные белки. В одном эксперименте ученые добились проведения ионных токов и получили аналог некоторых функций нервной ткани. В другом разработка смогла отличать аммоний от других ионов в сточной воде.

Гибкость и биосовместимость открывают еще два направления применения – каркасы для выращивания тканей и мягкую робототехнику. Один и тот же принцип можно адаптировать под разные задачи – от фильтрации веществ до передачи электрических сигналов.

В рамках рубрики «Интересные технологии» мы рассказываем о новых подходах, не оценивая их эффективность.