През последните години принципите на традиционното японско изкуство киригами често се използват в носимите технологии, оптиката и други области, за да придадат нови свойства на плоските твърди материали. Инженери от САЩ се обърнаха към киригами за създаването на сложни формы, имитиращи тъканите на човешкото тяло. Разработката може да намери приложение при създаването на имплантируеми тъкани и органи, както и при бързото зарастване на рани.
Прецизен контрол чрез японското изкуство киригамиЧовешките тъкани имат сложни триизмерни формы, които са тясно свързани с техните функции. Традиционните подходи в тъканното инженерство трудно възпроизвеждат някои от тези структури, особено такива със сложна кривина и други специфични особености. Ето защо екип от Илинойския университет в Чикаго използва принципите на изкуството киригами, съобщава Phys.
Целта на учените беше да създадат структури с твърд външен скелетон, който да запазва формата си и да не се разширява в хранителната среда. Същевременно вътрешните зони трябваше да поглъщат средата и да се разширяват, оставайки цитосъвместими за дългосрочното оцеляване, растежа и диференциацията на клетките. За тази цел екипът разработи платформа на основата на хидрогел, използваща производни на желатин и алгинат — природен полимер от морски водорасли. С помощта на фотолитография те оформиха светлинни модели, които създават в материалите зони с различна плътност на омрежване, което осигури прецизен контрол върху начина, по който различните части на конструкциите се разширяват и деформират с течение на времето.
Още по темата:
Иновацията в медицината: Как новият хидрогел спира кървенето за секунди?
Разширяване на възможностите в медицинатаИзследователите демонстрираха способността на платформата да създава материали със сложна геометрия едновременно с образуването на нова тъкан. Следващата стъпка ще бъде оценката на нейната работа върху животински модели, с дългосрочна цел технологията да бъде внедрена в клиничната практика.
„Нашето изследване показва, че от цитосъвместими хидрогели с шарки в техниката киригами могат да се създават структури, способни самостоятелно да се огъват, сгъват и преобразуват в сложни триизмерни форми.“
Този подход разкрива нови възможности за създаване на тъкани, които възпроизвеждат по-точно сложната архитектура на биологичните структури, като помага за решаването на дългогодишен проблем в областта на тъканното инженерство.
Приложение на киригами в компютърните наукиОще по темата:
Невъзможното стана реалност: Компютър, който работи без нито един електрон
Изследователи от САЩ дори разработиха механичен компютър, базиран на принципите на японското изкуство киригами. Този уникален компютър съхранява, извлича и изтрива данни с помощта на сложна структура от твърди полимерни кубове, свързани помежду си.
Интегрирането на древни геометрични техники с модерното биоинженерство показва, че бъдещето на медицината не зависи единствено от новите химични съединения, но и от интелигентното управление на формата на ниво микроструктура