Araştırmacılar, radyo sinyallerini alan fonksiyonel kulaklar oluşturmak için kıkırdak hücrelerinin ve nanomalzemelerin 3-D baskısını kullandılar. Çalışma bir gün biyonik doku ve organ oluşturmanın mümkün olabileceğini göstermektedir.
Doku mühendisliğinde, hücreler ve diğer materyaller, kemik ve kıkırdak gibi vücudun dokularını geliştirmek veya değiştirmek için kullanılır. Bununla birlikte, şu anda, vücutta, özellikle de kulaklar gibi karmaşık geometrilere sahip organlarda kullanılmak üzere 3-D yapıları oluşturmak zordur.
Bu sorunun üstesinden gelmek için, Princeton Üniversitesi'nden Dr. Michael McAlpine ve Johns Hopkins Üniversitesi'nden Dr. David Gracias liderliğindeki bir araştırma ekibi ek üretime veya 3-D baskısına döndü. Bu işlemde, bir 3-D nesnesi, ardışık malzeme katmanlarını dijital modele dayalı bir desende bırakarak 'yazdırılır'.
Araştırmacılar, baskı için bir plan olarak bir insan sağ kulağının çiziminde bilgisayar destekli bir tasarım (CAD) kullandılar. Yazıcı “mürekkepler” olarak 3 bileşenlerini kullandılar: hidrojel matrisindeki kıkırdak hücreleri, yapısal silikon ve gümüş nanopartiküllerle doldurulmuş silikon. kulak, sıradan bir 3-D yazıcıyla katman katman inşa edildi ve gümüş infüzyonlu “mürekkep” sarmal bir anten oluşturdu.
E-posta ile son alın
Kültür koşullarında 10 haftalık bir süre boyunca, basılı kulağın hidrojel bileşeni yeniden emildi ve hücreler, kulak opak hale getirilerek hücre dışı bir matris geliştirildi.
Araştırmacılar kulağın biyokimyasal, mekanik ve fonksiyonel özelliklerini tanımladılar. “Cyborg kulağının” geniş bir radyo frekansı aralığında sinyal alabildiğini ve endüktif bobinin alıcı anten görevi görmesini sağladığını buldular. e sinyal frekansları, 1 MHz ila 5 GHz arasında değişmektedir.
Yaklaşımın çok yönlülüğünü göstermek için, araştırmacılar CAD tasarımını çevirdi ve tamamlayıcı bir sol kulak oluşturdu. Kulakları sol ve sağ stereofonik sesin anten sinyallerine maruz bıraktılar, kulaklardan gelen sinyalleri topladılar, dijital osiloskopa beslediler ve çıkan ses sinyallerini yüksek sesle konuşanlar aracılığıyla çaldılar. Sistem, Beethoven's Für Elise'in yorumuyla gösterildiği gibi, yüksek kaliteli ses üretti.
Genel olarak, elektronik malzemeleri biyolojik malzemelerle birbirine bağlamakta mekanik ve ısıl zorluklar var ”diyor McAlpine. Çalışmamız yeni bir yaklaşım önermektedir - biyolojiyi elektronikle sinerjistik olarak ve bir 3-D iç içe formatta oluşturmak ve büyütmek için.
Bu ilke kanıtı çalışması, dokuların ve elektroniklerin melez, biyonik organları oluşturmak için birleştirilebileceğini göstermektedir. Ekip şimdi kulağın akustik sesleri kaydetmesine izin vermek için başka malzemeler kullanmayı planlıyor. 3-D baskı, insan yeteneklerini eski haline getirmek ve hatta geliştirmek için yeni nesil implant ve protez oluşturma fırsatlarını genişletebilir.
