中國(guó)科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月29日(北京時(shí)間)報(bào)道,紐約大學(xué)物理學(xué)家最近開(kāi)發(fā)出一種模仿生物組織內(nèi)細(xì)胞間粘合方式的新系統(tǒng),能用于從生物適應(yīng)性化妝品到人造組織工程等多種工業(yè)生產(chǎn)中。相關(guān)論文發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
這種系統(tǒng)由紐約大學(xué)物理學(xué)院和軟物質(zhì)研究中心分部副教授雅斯那·布魯吉克的實(shí)驗(yàn)室發(fā)明,是一種“水中油”溶液(乳劑),其表面性質(zhì)就像生物細(xì)胞,能模擬生物組織的機(jī)械性質(zhì)。
研究小組設(shè)計(jì)的這種原始仿生乳劑能模擬生物組織中細(xì)胞之間粘合的主要特征。他們此前曾設(shè)計(jì)出一種能操控球狀物打包過(guò)程的方法,而在新研究中,他們通過(guò)模擬機(jī)械壓力如何影響細(xì)胞間蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)的粘合,找到一種能再現(xiàn)生物組織“打包”功能的方法。研究人員解釋說(shuō),在生物體中,細(xì)胞間的粘合對(duì)組織結(jié)構(gòu)的完整性至關(guān)重要,細(xì)胞必須按順序粘合在一起,才能形成特定功能的組織。
他們的這種乳劑還可以調(diào)節(jié),以匹配引力和斥力的相互作用,在生物組織中,引力和斥力控制著細(xì)胞間的粘合。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件顯示,要形成粘合必須施加一定的壓力。他們通過(guò)改變壓力大小來(lái)擠壓油滴,并用一種離心法和改變?nèi)橐褐宣}的含量,篩選出最佳的粘合條件。加入鹽可屏蔽靜電荷,壓力能提高油滴表面蛋白質(zhì)之間的相互作用力,讓油滴之間所有的接觸面都粘合在一起,就像在生物組織中那樣。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果和他們構(gòu)建的理論模型相吻合。研究人員表示,這種操控壓力和擠壓將乳劑結(jié)合在一起的方法,為生產(chǎn)更豐富的消費(fèi)品開(kāi)辟了新途徑。通過(guò)重新組裝分子能制造出更堅(jiān)實(shí)、功能更強(qiáng)的產(chǎn)品,還能用在醫(yī)藥品中改善分子遞送。
生物組織內(nèi)的粘液是人們最熟悉的日常物質(zhì)之一,但細(xì)胞是如何粘合在一起的,人們并不完全清楚。美國(guó)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明,調(diào)節(jié)鹽和壓力,可以制造出較好模仿生物細(xì)胞間液的乳劑。而這一發(fā)現(xiàn),也使人們有可能制造出“有凝聚力”的液體器件?;蛟S這種材料很快會(huì)用來(lái)改善人造器官的特性——仿生學(xué)再次為工業(yè)設(shè)計(jì)提供了靈感。