Odliatky z koreňov rastlín môžu nájsť využitie pre kultivované orgány
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 11. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Aj keď zrejme neviete, čo sú 3D mikrofluidné siete, nič to nemení na fakte, že majú veľmi cenné možné využitie. Vedci teraz vymysleli oveľa jednoduchší spôsob výroby vecí, a to odliatím koreňov rastlín.
Zjednodušene povedané, 3D mikrofluidná sieť je séria rozvetvených mikrokanálov, ktoré tunelujú cez kúsok trojrozmerného materiálu. Kanály sú dostatočne úzke na to, aby boli schopné rozptýliť rôzne kvapaliny v celom materiáli prostredníctvom kapilárneho pôsobenia. Nie je potrebné žiadne čerpanie.
Okrem iných potenciálnych aplikácií by takéto siete mohli nájsť využitie v laboratórnych náhradách kože alebo orgánov, samoliečivých materiáloch a mäkkých robotických zariadeniach. Vzhľadom na skutočnosť, že mikrovýroba malých kanálikov je taká náročná úloha, táto technológia sa ešte nedočkala širokého používania.
S ohľadom na toto obmedzenie profesor Fujio Tsumori a jeho kolegovia z japonskej Univerzity Kyushu hľadali niečo, čo už má požadovanú štruktúru, a to sú korene rastlín. Koniec koncov, keď na to príde, korene sú v podstate len zložité štruktúry transportujúce vodu, ktoré sa rozvetvujú cez trojrozmernú pôdnu matricu.
Vedci začali vytvorením pôdneho náhradného rastového média zloženého z nanočastíc oxidu kremičitého, hydroxypropylmetylcelulózovej živice a vody. Semená rastlín, ako je reďkovka, biela ďatelina a raž sa potom umiestnili do tohto média a nechali sa klíčiť. Keď rastliny vytvorili dobrú koreňovú sieť, umiestnili sa spolu s rastovým médiom do pece a zahriali sa na viac ako 1 000 ºC. To spôsobilo, že sa rastlinná hmota úplne rozložila a navyše to spôsobilo, že častice oxidu kremičitého sa roztopili, spojili sa a vytvorili sklo.
Konečným výsledkom bola priehľadná sklenená doska plná koreňových mikrofluidných kanálov. Šírka týchto kanálikov sa pohybovala od 150 mikrometrov pre hlavné korienky, až po približne 8 mikrometrov pre korienkové „vlasy“, ktoré sa z týchto korienkov rozvetvovali.
Vedci posunuli koncept o krok ďalej a experimentovali s pestovaním húb v médiách namiesto rastlín. Zistilo sa, že extrémne jemná koreňová štruktúra organizmov, známa ako hýfy, vytvorila v skle kanáliky úzke ako 1 mikrometer.
Spolu s ďalšími potenciálnymi aplikáciami technológie, v ktorých sa môžu použiť iné matrice ako sklo, by tiež mohla jednoducho slúžiť ako jednoduchší prostriedok na štúdium funkcie koreňov rastlín. To by zase mohlo viesť k zlepšeniu metód pestovania plodín.
„Zameranie nášho laboratória je biomimetika, kde sa snažíme riešiť inžinierske problémy pohľadom na prírodu a umelou replikáciou takýchto štruktúr,“ hovorí Tsumori. „A aký je lepší príklad mikrofluidiky v prírode ako korene rastlín a hubové hýfy?“.
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Scientific Reports.
