Vědci použili 3D tiskárnu k výrobě umělého orgánu, který spojuje biotechnologii s elektronikou. Zatím umí vnímat jen elektromagnetické záření. Zvuk snad přijde časem.
Lidské tělo se podobá stroji. Kosti a svaly nejsou nic jiného než komplikovaná soustava pák a kladek řízená elektrickými signály. Naše mysl zase připomíná v mnoha pohledech počítač, i když je sporné, jestli zrovna tohle má nějaký význam. Počítač jsme si sestavili jako svéráznou nápodobu vlastních mozků. Propojení elektronických a mechanických strojů s těmi biologickými uvnitř nás by mohlo přinést netušené rozšíření lidských schopností. Elektronika integrovaná do našich těl by mohla i napravit, co se z různých důvodů pokazilo.
Není proto divu, že se četné skupiny badatelů na celém světě o propojení biologie s elektronikou snaží. Jeden z takových výzkumných týmů vedl i Manu Mannoor z Princetonské univerzity. V práci, která vědcům vyšla v časopise Nano Letters, popisují konstrukci (Nebo spíš kultivaci? Těžko říct.) umělého ucha. Vzešlo z kombinace 3D tisku, savčích buněk a elektroniky.
Zatím neregistruje zvuk. Místo něj má zabudovanou rádiovou anténu. V principu ale prý není problém vyrobit podobný orgán, který bude reagovat na změny hustoty vzduchu. Bude slyšet. Výstupem umělého orgánu jsou elektrické signály interpretovatelné lidským mozkem.
Třetí rozměr
Hlavní rozdíl mezi staršími pracemi jiných vědců a Mannoorova týmu by měl spočívat v trojrozměrnosti. Prostorová živá tkáň není v uchu propojena s dvojrozměrnou strukturou elektronických součástek. Obojí se navzájem protkává. Hlavní zásluhu na tom má současný technologický hit, 3D tisk. Trojrozměrné tiskárny řízené počítačem dokáží vytvořit komplikovanou prostorovou strukturu z tenkých řezů naskládaných na sebe.
Tkáňové kultury se v současnosti běžně pěstují na hydrogelu ─ lešení navzájem propojených molekul polymerů (látek složených z velkého množství opakujících se základních jednotek). Hydrogel obsahuje až 99,9 procent vody. Prostorové struktury se ale dosud s jeho využitím vyráběly obtížně. Změnil to až masivní nástup 3D tiskáren.
Vědci připravili podklad pro hydrogelové lešení pomocí jedné z nich. Buňky umělého ucha pocházely z krávy. Po opatrném přidání do připraveného polotovaru vytvořily chrupavku, jakou máme v ušním boltci. Jako základ budoucí antény posloužily patřičně uspořádané částečky stříbra.
Grafenové tetování
Výzkumníci ze stejné laboratoře se na propojování lidského těla s elektronikou specializují. Minulý rok ohlásili objev miniaturního senzoru, schopného zaznamenat přítomnost určitého druhu bakterií v těle. Připomínal nalepovací tetování z dětských časopisů. Mělo tři hlavní vrstvy: rozpustné hedvábí, zázračný materiál grafen a tenkou zlatou anténu. Celá samolepka se vešla na jediný zub. Vědci napřed natiskli vrstvu grafenu na hedvábí, a na něj pak zlatý drát.
Na grafenovou plochu umístili ještě bílkoviny, reagující s molekulami na buňkách bakterií. Výsledek pak už jen stačilo připlácnout na žádané místo. Hedvábí se rozpustilo, ale vlastní sonda zůstala. Zlatý drát rezonoval s rádiovým vysílačem mimo tělo pokusné osoby. Tetování tak nepotřebovalo vlastní baterii. Když grafenová past zachytila hledané molekuly, signál se změnil. Byla to neklamná známka přítomnosti bakterií.
