Исследователи из Массачусетского технологического института вместе с коллегами из университетов Карнеги Мелон и штата Пенсильвания создали уникальный инструмент, который позволит бесконтактно использовать живые клетки для создания трехмерных конструкций. Разработка получила оригинальное название – «акустический пинцет». Доклад о своем изобретении ученые опубликовали в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые из США создали акустический пинцет для трехмерной биопечати

Схема «акустического пинцета»: две пары взаимно перпендикулярных преобразователей и пьезоэлектрическая подложка
Фото: www.pnas.org

Принцип работы акустического пинцета заключается в следующем: пьезоэлектрическая подложка и две взаимно перпендикулярные пары встречно-гребенчатых преобразователей генерируют стоячие поверхностные акустические волны (СПАВ), которые отвечают за захват и перемещение живой клетки. Изменять положение клетки можно, меняя амплитуду звука (движение по вертикали) и фазу пар преобразователей (движение по горизонтали).

Для экспериментальной проверки своей наработки американские ученые использовали фибробласты мыши. Они разместили эти клетки с точностью до 1 микрометра по горизонтали и 2 микрометров по вертикали. Акустический пинцет позволил перемещать частицу в 10 микрометров со средней скоростью 2,5 микрометра в секунду.

Ученые из США создали акустический пинцет для трехмерной биопечати

Акустическая волна, которая формирует узел захвата клетки
Фото: www.pnas.org

Ценность такого изобретения переоценить сложно. Принцип действия акустического пинцета позволяет избежать разрушения живых клеток от резкого перепада давления, как это происходит при печати тканей с помощью трехмерных принтеров. Прибор американских ученых может стать новым решением сложностей в нейробиологии, инженерии тканей, исследовании рака и регенеративной медицине.