インペリアル カレッジ ロンドンの研究者は、損傷に反応して自己修復できる 3D ブロックを作成しました。 これらの特別に設計された「生きている煉瓦」は、材料を修復して再構成する生物学の能力を利用しています。
作品、 NatureCommunicationsに掲載されました、自身の損傷を検出して修復する材料の作成につながる可能性があります。 フロントガラスのひび割れ、飛行機の胴体の裂け目、道路の穴を修復できる材料。
自分で修理する生きたレンガ
ビルディング ブロックを自己修復する建築材料に統合することで、科学者は必要なメンテナンスの量を減らし、材料の寿命と有用性を延ばすことができます。
過去に私たちは作成しました 生体材料 信号や環境の変化を検出できるセンサーを内蔵しています。 損傷を検出して対応できる生きた「レンガ」を作成しました。 自分自身を癒し、修復します。
トムエリス、インペリアル カレッジの生物工学科、研究の筆頭著者
自己修復材料はどのように機能しますか？
建築がさまざまな建物構造に組み立てることができるモジュラーレンガを使用するのと同じように、この研究は同じ原理がバクテリアセルロースベースの材料の設計と建設に適用できることを示しています.
これらの材料を作成するために、研究者は コマガタエイバクター・レティカス スフェロイドと呼ばれる蛍光3D球形細胞培養を生成し、損傷を検出するセンサーを提供します。 次に、スフェロイドをさまざまな形状とパターンに編成し、「モジュラービルディングブロック」としてのスフェロイドの可能性を示しました。
結果
チームは穿孔器を使用して、特定のバクテリアによって生成される足場のような材料であるバクテリア セルロースの厚い層に損傷を与えました。 次に、新しく成長したスフェロイドを穴に挿入し、XNUMX 日間インキュベートした後、構造的に安定した優れた修復が見られ、材料のテクスチャと外観が復元されました。
スフェロイドを損傷した領域に置き、作物を培養することで、生きたレンガは損傷を感知し、材料を再成長させて修復することができました.
トムエリス
この発見は、栽培された材料が建設的なものに追加の機能を備えたモジュールとして使用できる新しいアプローチを開きます。
可能な用途：あらゆる用途に使用できるリビングレンガ
これから発生する可能性のある生きているレンガはたくさんあります： たとえば、医学的に関連するタンパク質を分泌する酵母細胞では、必要なホルモンと酵素を独自に生成することで皮膚修復フィルムを作ることができます。
課題は、生物学が提供しなければならないさまざまな特性を模倣して組み合わせることにあります。 これらのシステムをエミュレートするだけでなく、生物学をエンジニアリングして追加の機能を提供することも重要です。
このグループの研究者にとっての次のステップは、さまざまな特性を持つ新しい生きたレンガ、回転楕円体を開発することです。 また、より複雑なプロジェクトを作成するには、それらを綿、グラファイト、ゼリーなどの素材と組み合わせる必要があります。
研究は、新しい埋め込み型電子デバイス、または医療用バイオセンサーパッチにつながる可能性があります。
