Mokslo ir technologijų pasaulis

Prinstono universiteto inžinierių grupė sumodeliavo ir 3D spausdintuvu pagamino bioninę, pusiau dirbtinę ausį, galinčią fiksuoti ne tik natūraliai žmogaus girdimą garsą, bet ir radijo bangas, praneša „Chemical and Engineering News“.

Įprastai žmogus gali girdėti nuo 20 Hz iki 20 kHz dažnio virpesius, o mokslininkų sukurta ausis fiksuoja ir megahercų bei gigahercų dažnio bangas. Kitaip nei natūrali ausis, bioninė jos antrininkė girdi ne mechanines, bet elektromagnetines bangas, kurios vėliau kompiuteriu yra konvertuojamos į žmogui girdimą garsą.

Siekdami sukurti visavertiškai funkcionuojantį, pusiau dirbtinį klausos organą, kuris būtų kaip įmanoma panašesnis į žmogaus ausį, mokslininkai turėjo ne tik pasitelkti inžineriją bei 3D spausdinimo technologiją, tačiau ir elektroniką – į pusiau dirbtinį ausies audinį jie integravo specialų prietaisą, galintį užfiksuotus signalus persiųsti į klausos nervą. 

Elektroninių prietaisų integracija į dirbtinius ausų modelius ar lanksčios elektronikos uždėjimas ant bioinžineriniu būdu sukurto audinio nėra jokia naujiena. Tačiau mechanikos ir aeronautikos inžinieriaus, docento Michaelo McAlpine vadovaujami mokslininkai yra pirmieji, kurie elektroniką į pusiau dirbtinį audinį sugebėjo integruoti paties spausdinimo metu, o ne po jo.

Gaminant audinius pagal šiuo metu įsivyravusį bioinžinerijos metodą, tam tikros ląstelės yra auginamos ant kalogeninio karkaso. Augdamos jos suformuoja natūralų audinio ar organo pagrindą, o dirbtinis karkasas išyra.

M.McAlpine su kolegomis pasielgė kitaip. Jie pirmiausia kompiuteriu sumodeliavo virtualų ausies modelį, o vėliau jį atspausdino su 3D spausdintuvu – vieną ant kitos sluoksniuojant skirtingas medžiagas. Ausies gamyba užtruko tris valandas.

Kodėl aptariama bioninė ausis vadintina pusiau dirbtine? Taip yra dėl spausdinimo metu naudoto rašalo įvairovės, o jei tiksliau, trijų skirtingų medžiagų – kremzlei suformuoti reikalingų ląstelių, elektronikos veikimui užtikrinti būtinų sidabro nanodalelių bei viso audinio struktūros pagrindui suformuoti panaudoto silikono. Būtent dėl organo sudėtyje esančių gyvų ląstelių jo negalima traktuoti kaip visiškai dirbtinio.

Tokia technologija pagaminta ausis negali būti naudojama kaip natūraliosios pakaitalas, tačiau šis laboratorinis išradimas žymi pirmąjį žingsnį implantacijai galimų organų bei audinių bioinžinerijoje.

Žemiau pateikiame „Chemical and Engineering News“ parengtą reportažą apie šį išradimą: