خودچینشی مواد جدید برپایه­ی گرافن به ساختار عروقی

تیمی از پژوهشگران بین المللی به سرپرستی آلوارو ماتا در دانشگاه ناتینگهام و کوئین مری لندن در انگلستان، ماده جدیدی را که می­تواند چاپ سه بعدی شود و ساختارهای عروقی مانند بافت را ایجاد کند، کشف کرده­اند. در مقاله­ای در مجله­یNature Communications، پژوهشگران از توسعه­ی روشی برای چاپ سه بعدی اکسید گرافن با پروتئین که می­تواند به ساختارهای لوله‌ای تشکیل شود و بعضی از ویژگی­های بافت عروقی را تکثیر کند، گزارش داده­اند.
ماتا گفت: "این پژوهش با ایجاد توانایی همزمان چاپ زیستی سه بعدی از بالا به پایین و خودچینشی اجزای سنتزی و زیستی به صورت منظم از مقیاس نانو از پایین به بالا، فرصت­هایی را در تولید زیستی ایجاد می­کند." وی ادامه داد: "در اینجا، ما در حال ساخت ساختارهای سیال مویرگی مانند در مقیاس میکرو هستیم که با سلول­ها سازگار هستند، از نظر فیزیولوژیکی ویژگی­های مناسبی را نمایش می­دهند و توانایی تحمل جریان را دارند. این می­تواند باعث احیای عروق در آزمایشگاه شود و پیامدهایی در توسعه­ی داروهای ایمن­تر و کارآمدتر داشته باشد، به این معنی که درمان ­ها به طور بالقوه می­توانند خیلی سریع­تر به بیماران برسند. "
خودچینشی فرآیندی است که در آن چندین جزء خودبخود در ساختارهای بزرگتر و کاملاً تعریف شده سازماندهی می­شوند. سیستم ­های زیستی به طور قابل ملاحظه­ ای برای  قرار دادن بلوک­ های ساختمانی مولکولی در مواد پیچیده و کاربردی که دارای خواص قابل توجهی از قبیل ظرفیت رشد، تکثیر و انجام عملکردهای قوی هستند، به این فرآیند متکی ­اند.
ماده زیستی جدید با خودچینشی یک پروتئین با اکسید گرافن تولید می­شود. این فرآیند خودچینشی به نواحی انعطاف پذیر (بی نظم) پروتئین اجازه می­دهد تا مطابق اکسید گرافن نظم یابند و اثر متقابل قوی بین آنها ایجاد کند. با کنترل نحوه­ ی ترکیب این دو جزء، می­توان چینش آن­ها را در مقیاس­ های مختلف در حضور سلول­ها هدایت کرد تا ساختارهای پیچیده­ ی نیرومندی تولید شود.

از این ماده می­توان به عنوان جوهر زیستی چاپ سه بعدی برای چاپ ساختارها با هندسه­ های پیچیده و وضوح تصویر تا 10 میلی متر استفاده کرد. تیم پژوهشی توانایی ساخت سازه­ های عروقی مانند را در حضور سلول­هایی که ویژگی­ های شیمیایی و مکانیکی مطابق از نظر زیستی دارند را نشان داده ­است.

یوانهاو وو عضو تیم، که همچنین در دانشگاه ناتینگهام و دانشگاه کوئین مری لندن است، گفت: "علاقه زیادی برای ایجاد مواد و فرآیندهای ساختی وجود دارد که تقلید کننده از طبیعت هستند. با این حال، توانایی ساخت مواد عملکردی قوی و دستگاه ­ها از طریق خودچینشی اجزاء مولکولی تا امروز محدود شده­ است." "این پژوهش روشی جدید برای ادغام پروتئین­ ها با اکسید گرافن به وسیله خودچینشی را به طریقی ارائه می­ دهد که می­تواند به راحتی با ساخت افزایشی ادغام شود تا به راحتی دستگاه­ های سیال زیستی تولید شوند که به ما امکان می­دهند بخش­های اصلی بافت­ ها و اندام­ های انسانی را در آزمایشگاه تکثیر کنیم."

منبع: https://www.materialstoday.com/materials-chemistry/news/new-graphenebased-material-selfassembles/

 گردآورندگان:دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی