Forskare har skapat nya konstgjorda vävnader som efterliknar några av de komplexa egenskaperna och förmågorna hos levande vävnader, banar väg för oöverträffade framsteg inom medicin, mjuk robotik, och mikroteknik. University of Bristol-ledda genombrott, publiceras i Avancerade material , rapporterar det första sättet att producera centimeterstora konstgjorda vävnader av vilken form som helst och med komplexa inre strukturer.

Ett lag, ledd av Dr. Pierangelo Gobbo från universitetets School of Chemistry, utvecklat den nya tekniken och använde den för att sätta ihop miljontals klibbiga syntetiska celler, kallas "protoceller, " in i konstgjorda vävnader som kan kommunicera med varandra såväl som med sin yttre miljö. Tidigare har man arbetat med protoceller individuellt, men forskarna fann att när cellerna kombinerades i en grupp för att bilda protocellulära material interagerade de med varandra och visade avancerade möjligheter.

Den innovativa metoden, kallad "flytande formteknik, " gjorde det möjligt för teamet att skapa fristående protocellulära material av alla storlekar och former. Det underlättade också monteringen av mönstrade och skiktade protocellulära material genom noggrant arrangemang av olika typer av protoceller.

Teamet programmerade sedan specifikt beteendet hos protocellerna som består av materialet så att när vågor av kemikalier skickades ut i miljön, protocellerna svarade tillsammans och det var möjligt att extrahera viktig fysikalisk och kemisk information från deras samlade reaktion. Det här skulle kunna, till exempel, leda till en ny metod för att studera hur ett läkemedel rör sig och fördelar sig inuti levande vävnader.

Teamet indikerar att det i framtiden skulle kunna vara möjligt att transplantera protocellulärt material på organ för att tillhandahålla riktade terapier, eller att använda dessa konstgjorda vävnader som organoider för att nära replikera in vivo-miljöer för läkemedelsscreening och minska djurförsök. Vävnaderna skulle också kunna användas för att montera nästa generation av mjuka robotar som drivs av kemikalier som finns tillgängliga i miljön.

Huvudförfattaren Dr. Agostino Galanti sa:"Dessa spännande genombrott tar syntetiska celler till nästa nivå, som förebådar en viktig ny potential inom ett brett spektrum av branscher. Våra protocellulära material är robusta, stabila i vatten och är också kapabla att kombinera de speciella egenskaperna hos individuella protoceller med de nya förbättrade funktionerna de tar på sig när de kombineras tillsammans i gruppformationer."

Dr Pierangelo Gobbo, rektors stipendiat vid University of Bristol och huvudutredare av projektet, Lagt till, "Den kontrollerade sammansättningen av protoceller till centimeterstora protocellulära material utrustade med framväxande bioavkänningsförmåga är oöverträffad och representerar en viktig milstolpe mot konstruktionen av helt autonoma och adaptiva artificiella vävnader. Vårt nästa mål är att främja de biokemiska förmågorna och nivåerna av autonomi. av våra protocellulära material för att inrikta sig på viktiga tillämpningar inom vävnadsteknik, personlig terapi, farmakokinetik, mikro-bioreaktorteknologier, och mjuk robotik."