Leicht hergestellt , können Low-Cost- künstliche Zellen mit Mikrodruck hergestellt 1 Tag dienen als Drogen-und Gen-Delivery -Geräte und Biomaterialien , Biotechnologie und Biosensor- Anwendungen , nach einem Team von Penn State biomedizinische Ingenieure . Diese künstlichen Zellen wird auch den Forschern ermöglichen, Aktionen, die an der Zellmembran stattfinden zu erkunden.
" In einer natürlichen Zell , so viel los ist in , dass es äußerst komplex ist ", sagte Sheereen Majd , Assistant Professor für Biomedizinische Technik . "Mit diesen künstlichen Zellen - Liposomen - wir müssen nur die Schale , die uns die Möglichkeit gibt, die Ereignisse, die an der Membran passieren zu sezieren. "
Zu verstehen, wie Drogen und Krankheitserreger zu überqueren die Zellmembran Barriere ist wichtig bei der Verhinderung von Krankheiten und Abgabe von Arzneimitteln , und Forscher haben künstliche Zellen einiger Zeit erstellt. Jedoch wird Majd Team Erstellung großer Arrays von künstlichen Zellen , von Lipiden und Proteinen , von einheitlicher Größe , die entweder noch an dem Substrat, auf dem sie wachsen, befestigt werden , oder getrennt werden und wird als frei bewegenden Gefäßen. Die Forscher berichten über die Ergebnisse ihrer Arbeit in Advanced Materials .
"Der Trend in der Pharmaindustrie heute ist, dass sie einen hohen Durchsatz -Screenings gerne tun ", sagte Majd . "Sie konnten eine große Anzahl von diesen künstlichen Zellen alle die gleiche Größe mit den gleichen Bedingungen in einem Array verwenden und zu überwachen viele Zellen auf einmal. " Die Forscher " Zellen sind auch anders , weil sie Lipide mit Protein-Komponenten die Möglichkeit Zellmembranen in der Natur vorkommen , enthalten. Die verschiedenen Proteine dienen , um bestimmte Materialien zu betreten und verlassen Sie die Zelle , als Regulatoren wirken .
" Diese riesigen Proteo genau imitieren zellulären Membranen ", sagte Majd . " So sind sie ausgezeichnete Modellsysteme zur Untersuchung von Prozessen , die an der Oberfläche der Zellen geschehen , wie die molekularen Ereignisse, die bei der Krankheitserreger und Medikamente in Zellen vorkommen. " Ältere Methoden der künstlichen Zelle Erstellung verwendet getrockneten Lipide , aber , um Zellen mit Proteinen zu schaffen , muss das System feucht bleiben , weil, wenn Proteine austrocknen , sie unbrauchbar werden .
Verwendung Hydrogel Prägung, ein Prozess, der eine Briefmarke aus der feuchten Hydrogel , die Einlagen Punkte der Lipid- und Proteinmischungauf der Oberfläche des Substrats können die Forscher das Layout eine Reihe von potenziellen künstliche Zelle Standorten erstellt . Sie gelten dann eines elektrischen Wechselfeldes an das Substrat. Wo die Lipid- und Proteingemischvorhanden ist, kleine Bläschen bilden , die schließlich in einer künstlichen Zelle zu kombinieren. Das Ergebnis ist eine Anordnung von künstlichen Zellen sorgfältig platziert und auf dem Substrat angeordnet sind.
" Das physikalische Phänomen auf genau, wie das Wechselfeld erzeugt die Blasen noch nicht verstanden ", sagte Majd . "Aber die Quintessenz ist , dass das elektrische Wechselfeld erzeugt Unruhe , die die winzigen Bläschen , die um die Zellen zu bilden zusammenführen erstellt . Dieser Vorgang wird als Elektroformation . " Die Vielfalt von Lipiden und Proteinen verwendet werden, können je nach Endzweck der künstlichen Zellen variieren. Die Zellen, zu bilden, sind zwischen 20 und 50 Mikrometer im Bereich von natürlichen Zellen .
"Das Schöne an dieser Methode ist , dass eine Menge Labore nutzen bereits Liposomen und Elektroformation ", sagte Majd . "Doch traditionell sie keine Proteine gebunden . "
Ein weiteres Problem ist die traditionelle Methode schafft künstliche Zellen in zehn Größen ganz über dem Platz gelegen , fügte sie hinzu . Andere Methoden erfordern komplexe Geräte wie Mikrofluidik , um gleichmäßig große künstliche Zellen erstellen. Mit dem Hydrogel Prägeverfahren ist es einfach, die Größe des künstlichen Zellen zu steuern und um eine große Anzahl dieser Zellen effizient zu erzeugen .
Die Forscher würde nächste gerne mehr übernehmen als nur Lipide und Proteine in die künstliche Zellen . Eine Möglichkeit ist die potentielle Arzneimittel an die Proteine und Lipide zu binden.