А в чем тренд?
Согласно Fortune Business Insights Analysis, объем мирового рынка 3D-печати превысит $100 млрд к 2030 году. 3D-печать широко применяется в автомобильной промышленности, аэрокосмической сфере, здравоохранении и не только. Эти отрасли постоянно внедряют развивающиеся технологии для удовлетворения меняющихся требований своих пользователей.
Группе исследователей из Словении удалось совершить прорыв в технологии 3D-печати, успешно создав миниатюрную модель слона внутри живой клетки, не внося изменений в ее ДНК. По словам ученых, это достижение открывает новые перспективы в области биомедицинских исследований и доставки лекарств.
3D-фигуры внутри клетки
Чтобы напечатать микроскопические структуры, нужно ввести в клетку жидкий полимерный материал — фоторезист. Он затвердевает под воздействием лазерного луча, что делает его ценным элементом для создания миниатюрных 3D-фигур. Однако большинство фоторезистов токсичны для клеток, а сам процесс инъекции приводит к разрыву клеточной мембраны, так как затвердевание происходит везде, куда попадает излучение.
Для преодоления этих препятствий исследователи использовали метод двухфотонной полимеризации. Он предполагает, что материал затвердевает только при одновременном поглощении двух лазерных фотонов. Ученые ввели каплю жидкого фоторезиста в цитоплазму клетки, а затем при помощи лазерного луча придали ему форму. Материал затвердевает только в точке фокусировки лазера, что позволило ученым создавать детальные трехмерные структуры слой за слоем, не повреждая остальную часть клетки.
После завершения печати оставшийся фоторезист растворяется, оставляя внутри клетки только напечатанный объект. Для дальнейшего повышения выживаемости клеток исследователи выбрали биосовместимый материал, менее токсичный, чем стандартные варианты. Поэтому при введении фоторезиста выжили около половины клеток. В них исследователям удалось напечатать фигуру слона длиной 10 микрометров, а также узоры, похожие на штрихкод. Некоторые клетки продолжали делиться и передавали 3D-печатную структуру одной из своих дочерних клеток.
Перспективы открытия
Ученые подчеркивают, что это только начало пути и в будущем технология может быть усовершенствована для более сложного применения в медицине и биологии.
Потенциальное применение включает:
- разработку новых методов доставки лекарств;
- создание внутриклеточных маркеров для медицинских исследований;
- изучение взаимодействия клеток с искусственными структурами;
- развитие методов клеточной терапии.
Однако сам процесс печати пока несовершенен. Чтобы снизить количество погибших клеток после инъекции, команда предлагает в будущем использовать водорастворимый фоторезист на основе гидрогеля. Он способен распространяться по всей клетке, что позволит печатать более крупные и сложные структуры в любом месте внутри нее.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.