Исследователи из Германии создали новую технологию трехмерной сборки материи. Они используют несколько акустических голограмм для создания полей давления, с помощью которых можно печатать твердые частицы, гелевые шарики и даже биологические клетки, сообщает Институт медицинских исследований Макса Планка. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Звуковые волны, как известно, воздействуют на материю. С помощью высокочастотного ультразвука, который не слышен человеческому уху, длины волн могут быть уменьшены до миллиметра в микроскопическом диапазоне – и ими можно манипулировать очень маленькими строительными блоками, такими как биологические клетки.
В своих предыдущих исследованиях ученые из Института медицинских исследований Макса Планка и Гейдельбергского университета показали, как формировать ультразвук с помощью акустических голограмм — пластин, напечатанных на 3D-принтере, которые предназначены для кодирования определенного звукового поля. Они продемонстрировали, что эти звуковые поля можно использовать для сборки материалов в двухмерные узоры.
В своем новом исследовании команда смогла продвинуть свою концепцию на шаг вперед. Теперь ученые улавливают частицы и клетки, свободно плавающие в воде, и собирают их в трехмерные формы. Кроме того, новый метод работает с различными материалами, включая стеклянные или гидрогелевые шарики и биологические клетки.
«Ключевая идея заключалась в том, чтобы использовать несколько акустических голограмм вместе и сформировать комбинированное поле, которое может улавливать частицы», – отмечает ведущий автор работы Кай Мелде (Kai Melde).
Ученые считают, что их технология является перспективной платформой для формирования клеточных культур и тканей в 3D. Преимущество ультразвука в том, что он щадяще воздействует на биологические клетки и может проникать глубоко в ткани. Таким образом, его можно использовать для удаленного управления клетками и безопасного перемещения клеток.
[Фото: MPI FOR MEDICAL RESEARCH, HEIDELBERG UNIVERSITY/ KAI MELDE]
