Per ora, i cyborg esistono solo nella finzione, ma il concetto sta diventando più plausibile man mano che la scienza progredisce. E ora, i ricercatori stanno riportando in ACS’ Lettere Nano che hanno sviluppato una tecnica di prova per “tatuare” cellule e tessuti viventi con matrici flessibili di nanopunti e nanofili d’oro. Con ulteriore perfezionamento, questo metodo potrebbe eventualmente essere utilizzato per integrare dispositivi intelligenti con tessuti viventi per applicazioni biomediche, come bionica e biosensing.
I progressi nell’elettronica hanno consentito ai produttori di realizzare circuiti integrati e sensori con risoluzione su scala nanometrica. Più recentemente, la stampa laser e altre tecniche hanno reso possibile assemblare dispositivi flessibili che possono modellarsi su superfici curve. Ma questi processi spesso utilizzano sostanze chimiche aggressive, temperature elevate o pressioni estreme che sono incompatibili con le cellule viventi. Altri metodi sono troppo lenti o hanno una scarsa risoluzione spaziale. Per evitare questi inconvenienti, David Gracias, Luo Gu e colleghi hanno voluto sviluppare un metodo litografico non tossico, ad alta risoluzione, per attaccare nanomateriali a tessuti e cellule viventi.
Il team ha utilizzato la litografia a nanoimpronta per stampare un motivo di linee o punti dorati su scala nanometrica su un wafer di silicio rivestito di polimero. Il polimero è stato quindi sciolto per liberare il nanoarray d’oro in modo che potesse essere trasferito su un sottile pezzo di vetro. Successivamente, l’oro è stato funzionalizzato con cisteamina e ricoperto con uno strato di idrogel che, una volta staccato, ha rimosso l’array dal vetro. Il lato modellato di questo strato flessibile di matrice/idrogel è stato rivestito con gelatina e attaccato a singole cellule di fibroblasti vivi. Nella fase finale, l’idrogel è stato degradato per esporre il modello d’oro sulla superficie delle cellule. I ricercatori hanno utilizzato tecniche simili per applicare nanoarray d’oro a fogli di fibroblasti o al cervello di ratto. Gli esperimenti hanno mostrato che gli array erano biocompatibili e potevano guidare l’orientamento e la migrazione delle cellule.
I ricercatori affermano che il loro approccio economico potrebbe essere utilizzato per collegare altri componenti su scala nanometrica, come elettrodi, antenne e circuiti, a idrogel o organismi viventi, aprendo così opportunità per lo sviluppo di materiali bioibridi, dispositivi bionici e biosensori.
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