New Yorgi Ülikooli füüsikud arendasid välja meetodi, mis modelleerib rakkudevahelist nakkumist ning võimaldab parandada müügilolevate bioloogiliste süsteemide omadusi.
Sibula rakud mikroskoobi all, autor Kurt Friehauf.
Bioloogiliste rakkude pinnaomadustega sarnane süsteem valmistati Jasna Brujići laboris, kes on New Yorgi Ülikooli füüsikaosakonna ning Orgaaniliste Materjalide Keskuse dotsent. Õli ja vee lahusesse valmistatud süsteemis matkis kompresseeritud õlitilkade vaheline nakkumine kudede mehaanilisi omadusi. Uus teadmine võimaldab arendada mitmeid praktilisi rakendusi, alates bioühilduvast kosmeetikast lõpetades kunstliku koevalmistamisega. Meetodi kirjeldus avaldati teadusajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
Enne bioloogilisi süsteeme uuriti Brujići laboris sfääriliste esemete optimaalset pakkimist ning pakkimisprotsessi hõlbustamise meetodeid. Käesolevas töös aga prooviti täpsemalt uurida koesiseste rakkude pakkemustri mõju rakuseinte vahelistele valgulistele ühendustele ja nende mehnaailistele omadustele.
Bioloogias on rakkude omavahelisel kinnitusel tähtis roll, vastasel juhul laguneksid organismid koost. Ent bioloogiliste süsteemide keerukus ei ole seni võimaldanud üldistel füüsikaliste teaduste teoreetilistel printsiipidel rakkude pakkumist uurida. Sel põhjusel valmistas teadusrühm omalaadse biomimeetilise emulsiooni, mis matkib rakkudevahelise ühenduse põhilisi füüsikalisi omadusi lihtsamal viisil.
Emulsioonid on aluseks paljudele tarbijatoodetele. Poestsaadavad emulsioonid on näiteks või, jäätis ja piim. New Yorgi Ülikooli teadusrühma valmistatud emulsioon jäljendab aga ühtlasi rakkudevahelist tõmbe- ja tõukejõudu. Eksperimentidest selgus muuhulgas, millistel vähimatel optimaalsetel jõududel tekkis rakkude, katses õlitilkade, vahel vajalik nakketugevus. Jõu suurust määrati tsentrifugaalselt ning lahuse soolsuse abil. Lahuse elektrostaatiliste laengute ekraniseerimine nende kokkusurimse ja soolsuse kontrollimise abil soodustas tilkade pinnavalkude vahelist nakkumist. Tulemuseks saadi kõikide tilkade omavaheline sidusus, mis on sarnane bioloogilise koe sisestruktuurile.
Teadusrühma teooriamudelitega klappinud tulemused võimaldavad meetodi emulsiooniosakeste nakkumise kontrollimiseks jõu ja rõhu abil. Meetod on aluseks paljude tarbijatoodete parendamiseks nende molekulaarse struktuuri ümbertegemise teel, näiteks on võimalik paremini modelleerida ravimite vereringesse imbumist.
Allikas: PhysOrg