Ny mönsterteknik som kan öppna möjligheter att återskapa komplexa biologiska miljöer har utvecklats av forskare vid Queen Mary University of London (QMUL).

'3DEAL' är en enkel och billig tillverkningsteknik som kan generera komplexa molekylära mönster inom mjuk materia, såsom hydrogeler, med mikroskalig upplösning och upp till centimeters djup.

Denna kapacitet möjliggör möjligheten att konstruera 3-D hydrogelmiljöer med rumslig kontroll av den kemiska sammansättningen, öppnar möjligheten att återskapa biologiska scenarier som 3D-molekylära gradienter eller mönster. Detta kan användas för att designa nya plattformar för läkemedelsscreening eller bygga komplexa vävnadskonstruerade konstruktioner.

Forskningen publicerades i Avancerade funktionella material .

Ledande forskare professor Alvaro Mata, från Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, sa:"Människroppen består till stor del av anisotropa, hierarkisk, och mestadels tredimensionella strukturer. Nya sätt att tillverka miljöer som kan återskapa fysiska och kemiska egenskaper hos sådana strukturer skulle ha viktiga konsekvenser för hur effektivare läkemedel utvecklas eller mer funktionella vävnads- och organkonstruktioner kan konstrueras. "

Den viktigaste designfunktionen hos 3DEAL är användningen av ett elektriskt fält och en porös mask, som kan användas för att flytta och specifikt lokalisera flera typer av molekyler inom hydrogeler med mikroskalaupplösning och inom stora volymer.

Gastón Primo, Ph.D. student vid Queen Mary och medförfattare till tidningen, sa:"En stor fördel med tekniken är dess robusthet och kostnadseffektivitet. Den är enkel och kan användas med olika typer av lättillgängliga hydrogeler och mönstras med olika typer av molekyler."

Forskarna hoppas kunna skapa varianter av tekniken för att möjliggöra ännu mer komplex mönstring samt fokusera på specifika tillämpningar inom vävnadsteknik och relevanta in vitro-modeller för biologiska studier.

Dietmar Hutmacher, en expert på regenerativ medicinsk vetenskap och teknik från Queensland University of Technology, sade om forskningen:"Tillverkning av biomimetiska och anisotropa hydrogeler som uppvisar riktningsberoende struktur och egenskaper har väckt stort intresse för det vetenskapliga samfundet. Mata-labbet har utökat verktygslådan med denna innovativa 3DEAL-teknik."

Arbetet finansierades av ERC Starting Grant Strofunscaff (Strong, funktionell, inställbar, självmonterande hydrogelställningar för regenerativ medicin).