Araştırmacılar Su Ayılarına Dövme Yaptı: İşe Yarayacaklarına Söz Veriyorlar!

Mikroimalat, basitçe söylemek gerekirse, mikroskopik ve nanoskobik nesneler ve desenler dâhil olmak üzere minik şeylerin inşasıdır. Mikroimalat, tıp ve biyomedikal mühendisliğinde ve ayrıca elektronik ve fotonik gibi alanlarda büyük potansiyele sahiptir—ama önce, araştırmacıların biyolojik uyumlu teknikler geliştirmesi gerekiyor. Bir araştırmacı ekibine göre, bu hedefe yönelik kritik adımlardan biri tardigradları dövme yapmayı içeriyor.

Mikroskobik biyouyumlu cihazlar geliştirmek için gereken teknikleri test etmek amacıyla, Çin’deki araştırmacılar tardigradlara dövme yapmanın bir yolunu buldular. Size bu çılgınca geliyorsa, bekleyin. Bu yaklaşım, Mart sonunda Nano Letters dergisinde yayımlanan bir çalışmada detaylandırıldı ve mikrobiyal cyborg’lar gibi yaşayan mikrorobotların geliştirilmesi için önemli etkilere sahip olabilir.

Gerçekte, tardigradlar, su ayıları olarak da bilinir, sadece “dayanıklı” canlılar değildir. Onlar, yaklaşık 0.02 inç (0.5 milimetre) uzunluğunda sekiz bacaklı hayvanlardır ve neredeyse yok edilemezler. Açlığa, dondurucu sıcaklıklara, radyasyona, basınca ve uzayın vakumuna olağanüstü dirençleri, şaşırtıcı olmayacak şekilde, bilim insanlarını insanlığın onlardan bir şeyler öğrenip öğrenemeyeceğini araştırmaya sevk etmiştir.

Söz konusu çalışmada araştırmacılar, tardigradları, yarı ölü bir kış uykusu durumu olan kriptobiyotik duruma sokmak için susuz bıraktılar. Tardigradları -226 derece Fahrenheit (-143 derece Celsius) altına soğutulmuş yüzeylere yerleştirdiler ve bu minik canlıları anason kokulu organik bir bileşik olan anisolla kapladılar.

Odaklanmış bir elektron ışını kullanarak, araştırmacılar tardigradlar üzerinde karolar, çizgiler, noktalar ve hatta bir üniversite logosu gibi mikro desenler çizdiler. Işına doğrudan maruz kalan donmuş anisole tabakası, tardigrad üzerine yapışan yeni bir kimyasal bileşik oluşturdu. Ekip daha sonra tardigradı oda sıcaklığına kadar vakum altında ısıttı ve elektron ışını ile reaksiyon vermeyen donmuş anisole süblime oldu (gaza dönüştü), yalnızca yeni kimyasal tarafından oluşturulmuş dövme desenini bıraktı. Sonra tardigradları tekrar sulandırdılar.

İyi haber şu ki, dövmeler canlanmış tardigradları etkilemiş gibi görünmüyor. Kötü haber ise sadece tardigradların yaklaşık %40’ının sağ kaldığı, ancak araştırmacılar bunun daha fazla ince ayarla iyileşebileceğini söylüyor. Yine de, çalışma araştırmacıların bu yöntemi canlı doku üzerinde mikroelektronikler veya sensörler basmak için kullanabileceğini öne sürüyor.

Araştırmacılar çalışmada, “Bu yaklaşım, tardigradların dayanıklılığına yeni bir bakış açısı sunuyor ve kriyoprezervasyon, biyomedikal ve astrobiyoloji alanlarında potansiyel uygulamaları bulunuyor” diye yazdı. Kriyoprezervasyon, biyolojik maddeleri çok düşük sıcaklıklarda koruma uygulamasıdır. “Dahası, mikro/nana fabrikasyon tekniklerini yaşayan organizmalarla entegre etmek, biyoalgılama, biyomimetik ve yaşayan mikrorobotikte ilerlemelere katalizör olabilir.” Biyomimetik, doğanın süreçlerini insani yaratımlarda taklit etmeyi içerir.

Mikrorobotlar, organizmanın vücudunda ilaç sağlamak ve hastalıkları izlemek ve tedavi etmek gibi görevleri gerçekleştirebilecek küçük robotlardır. Böylece, yaşayan mikrorobotların, mikrobiyal cyborg’lar gibi, daha kullanışlı özelliklere ulaşmak için sentetik teknoloji ve yaşayan hücreleri birleştiren hibrit robotlar olduğunu varsayabiliriz.

“Bu teknoloji aracılığıyla, sadece tardigradlara mikro dövmeler yapmıyoruz—bu kabiliyeti, bakteriler de dahil olmak üzere çeşitli canlı organizmalara genişletiyoruz,” dedi Westlake Optoelektronik Enstitüsü’nde araştırmacı ve makale ortak yazarı Ding Zhao, Amerikan Kimya Derneği açıklamasında.

“Yaşayan materyallere desen yapmak zorlu bir iştir,” dedi bu çalışmada yer almayan, Missouri Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nden araştırmacı Gavin King. King’s, çalışmada kullanılan teknik olan buz litografisini icat etmesiyle tanınıyor. “Bu ilerleme, daha önce sadece bilim kurguda bulunan yeni bir biyomalzeme cihazları ve biyofiziksel sensörler neslinin habercisi,” diye ekledi.