Человеческие ткани имеют замысловатые трехмерные формы, тесно связанные с их функциями. Традиционные подходы тканевой инженерии с трудом воспроизводят некоторые из этих структур, особенно с комплексной кривизной и другими замысловатыми особенностями. Поэтому команда из Иллинойсского университета в Чикаго воспользовалась принципами искусства киригами, пишет Phys.

Целью ученых были структуры с жестким внешним каркасом, который сохранял бы форму и не расширялся в культуральной среде. При этом внутренние области должны были впитывать среду и расширяться, оставаясь цитосовместимыми для долгосрочного выживания, роста и дифференцировки клеток. Для этого команда разработала платформу на основе гидрогеля с использованием производных желатина и альгината — природного полимера из морских водорослей. С помощью фотолитографии они сформировали световые узоры, создающие в материалах области с разной плотностью сшивки, что дало точный контроль над тем, как разные части конструкций расширяются и деформируются со временем.

Исследователи продемонстрировали способность платформы создавать материалы сложной геометрии одновременно с образованием новой ткани. Следующим шагом станет оценка ее работы на животных моделях с долгосрочной целью вывести технологию к клиническому применению.

«Наше исследование показывает, что из цитосовместимых гидрогелей с узорами в технике киригами можно создавать структуры, способные самостоятельно изгибаться, складываться и преобразовываться в сложные трехмерные формы», — сказала Кейлин Гасвода, соавтор работы.

Такой подход открывает новые возможности для создания тканей, которые более точно воспроизводят сложную архитектуру биологических, помогая решить давнюю проблему в области тканевой инженерии.

Исследователи из США разработали даже механический компьютер, основанный на принципах японского искусства киригами. Этот уникальный компьютер хранит, извлекает и стирает данные с помощью сложной структуры из жестких полимерных кубов, соединенных между собой.