Біоінженери розробили синтетичну шкіру, наповнену кров’ю. Вона підійде для медичних досліджень.
Дослідники з Університету Райса та Університету Тулейн розробили штучну шкіру з гідрогелю. Вона заповнена каналами, що імітують кровоносні судини, в які можна вводити різні рідини, в тому числі кров людини та інших видів. Технологія стане в нагоді для медичних досліджень захворювань, які поширюються кровоссальними комахами.
Комплексна система спостереження за харчуванням комарів, розроблена вченими, об’єднує надруковану з гідрогелю на 3D-принтері синтетичну шкіру і систему відеоаналітики. Остання відстежує поведінку комарів і фіксує моменти, коли вони смокчуть кров.
Схема експериментальної установки: синтетична шкіра, заповнена кров’ю (зліва) і камера з комарами і відеоконтролем (праворуч). Зображення: K. Janson/Rice University
Щоб протестувати систему, дослідники вводили в гідрогелі теплу людську кров і поміщали шість імітуючих шкіру пластирів в пластикову коробку, наповнену комарами. Коробка оснащена камерами, спрямованими на кожну ділянку синтетичної шкіри. Потім вчені використовували модель машинного навчання для аналізу відеозаписів і визначення того, чи певні комарі харчувалися кров’ю всередині гідрогелів чи ні.
В якості додаткового тесту вчені показали, що за допомогою системи можна відстежувати ефективність репелентів. Вони покрили деякі зразки популярними засобами, що відштовхують комарів, і проаналізували поведінку комах. Результати показали, що жоден з комарів не наближався до покритої захистом шкірі, в той час як в контрольній групі за той же час кров’ю харчувалися 13,8% комах.
Комарі та інші кровоссальні комахи пов’язані з поширенням різних смертельних захворювань: в їх числі, лихоманка денге, малярія, вірус Зіка і жовта лихоманка. Традиційно дослідження харчування комарів проводяться на добровольцях, які поміщають руку в закритий акваріум і чекають, поки їх покусають. Використання синтетичної шкіри прискорить наукові дослідження, вважають вчені: для проведення досліджень не потрібно залучати добровольців і доставляти тварин.