فراوری الیاف نوری زیستی برای یاری به درمان اختلالات مغزی - اخبار ورزشی

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، شیشه یکی از قدیمی ترین مصالحی است که بشر از آن استفاده می نماید و ساخت شیشه حداقل 6000 سال پیش، مدت ها قبل از آنکه بشر چگونگی استخراج آهن را کشف نموده باشد، اجرا شده است.

شیشه ها بر اساس ترکیب شیمیایی سیلیس یعنی دی اکسید سیلیکون یا کوارتز، ساخته شده اند. از دهه 1950، از شیشه در فراوری کابل های فیبر نوری استفاده شده است، فناوری که صنعت ارتباطات را متحول نموده و به انقلاب دیجیتال یاری شایانی نموده است.

کابل های فیبر نوری یک سیگنال را به عنوان یک پالس نور در امتداد یک محیط شفاف، معمولاً شیشه، راهنمایی می نمایند. این کابل ها نه تنها برای انتقال اطلاعات استفاده می گردد، بلکه در بسیاری از کاربرد های مراقبت های بهداشتی و زیست پزشکی، دانشمندان از فیبر های نوری استفاده می نمایند.

پیشرفت اخیر محققان در این زمینه اپتوژنتیک است، روشی که در آن از فعال یا غیرفعال کردن سلول های مغزی با نور و با رنگ های مختلف نور به منظور درمان اختلالات مغزی استفاده می نماید.

از آنجا که الیاف سیلیس دارای سازگاری زیستی محدودی هستند، تجزیه پذیر نیستند؛ بنابراین برای زمینه هایی مانند اپتوژنتیک بسیار مناسب نیستند، محققان به جای آن از هیدروژل برای ساخت فیبر های نوری استفاده نموده اند. هیدروژل ها به طور عمده از آب تشکیل شده اند که رسانای نور خوبی در هوا هستند. این هیدروژل های راهنمایی نماینده نور قادر به ادغام بافت ها، تحریک سلول ها و تشخیص پدیده های مختلف بودند.

کارلوس گیمارس از محققان این پروژه می گوید: مشکل فیبر های نوری هیدروژلی این است که پس از ساخت، نمی توان آن ها را تغییر داد، زیرا این مواد با استفاده از اشعه ماوراء بنفش برای ایجاد پیوند دائمی با مواد پخته می شوند. ما این موضوع را با رویکردی بین رشته ای و با ترکیب فناوری اپتیک، مهندسی زیستی و فناوری نانو حل کردیم و از این همگرایی برای فراوری فیبر نوری با قابلیت کار در حوزه هایی از جمله مدل های سرطان، تشخیص نیروی فیزیکی و تشخیص کووید استفاده کردیم.

این تیم تحقیقاتی که شامل دانشمندان گروه تحقیقاتی 3 B (مواد زیستی، زیست تخریب پذیر و زیست تقارن) در دانشگاه مینهو در پرتغال و محققان دانشگاه استنفورد، یافته های خود را در قالب مقاله ای با عنوان Construction Polysaccharide-based Hydrogel Photonic Constructures: From Multiscale Detection to Biofabrication of Living Fibers Optical در نشریه Advanced Materials منتشر کرد.

این کار رویکردی ساده و کم هزینه برای ساخت فیبر های نوری با یاری مواد زیستی است. این الیاف را می توان به راحتی برای کاربرد های خاص تغییر داد و برای فراوری آن احتیاج به تجهیزات پیچیده نیست.

با توجه به اینکه بیشتر تجزیه و تحلیل سلول ها و بافت ها با استفاده از روش های وقت گیر و پرهزینه مانند روش های تخرب نمونه و رنگ آمیزی و بعلاوه میکروسکوپ های پیچیده، انجام می گردد، این رویکرد تازه زیست شناسی را دیجیتالی می نماید و به شما امکان می دهد پدیده های پیچیده سلول را با استفاده از یک نور ساده کاوش کنید.

علاوه بر این، استفاده از سازه های فوتونی هیدروژلی برای درک پدیده های پیچیده و در مقیاس بزرگ در طول زمان ایده آل است، زیرا موجودات زنده می توانند در محیط مهندسی شده تکثیر شده و ساختار های زنده بزرگی را تشکیل دهند و تجزیه و تحلیل آن ها می تواند بسیار سریع و بدون تخریب نمونه صورت گیرد.