Suurin ongelma elektroniikan ja biologisten systeemien liittämisessä yhteen on se, että sähköjohdinta ja solua on vaikea yhdistää sähköisesti toisiinsa.
Sähköjohtoa ei voi kiinnittää hermosoluihin yhtä helposti kuin toisiin sähköjohtoihin, mutta menetelmät, joilla elektrodit voitaisiin yhdistää kätevästi ja luotettavasti toimiviin soluihin olisivat avain aivan uudenlaisiin bionisiin laitteisiin – kenties myös siihen, miten aivot ja tietokone saataisiin kiinni toisiinsa.
Vielä ei olla näin pitkällä, vaan ympäri maailmaa koetetaan ratkaista ongelmaa perustasolla. Yksi näistä tutkimuspaikoista on Tampere. Siellä muun muassa diplomi-insinööri Jani Pelto on tutkinut eilen tarkastetussa väitöstyössään solujen sähköä johtavaa pintaa.
Tarkalleen ottaen tutkimus koskee laajemmin johdepolymeerejä, jotka kaiken muun kivan ohella myös mahdollistavat biologisen ja elektronisen maailman sähköisen kytkennän.
Tutkimuksesta kertoo Tampereen teknillinen yliopisto tiedotteessaan.
Sähköllä piristettyjä kantasoluja
Kantasoluja, joilla on kyky kehittyä hyvin erilaisiksi soluiksi, voidaan ohjata sähkövirran avulla erilaistumaan ja lisääntymään esimerkiksi luukudokseksi tai sydänlihassoluiksi. Otsikkokuvassa on petrilaseja, joissa kasvatetaan kantasoluja.
Siinä missä usein kantasoluja kehitetään halutunlaisiksi pitkällä ja hankalalla prosessilla (kuten otsikkokuvassa), voidaan nyt siis sähköllä stimuloimalla ohjata niitä erikoistumaan tietyllä tavalla. Tämä tehostaa solutuotantoa kantasolulaboratoriossa ja alentaa sen kustannuksia.
”Tehostetun soluviljelyvaiheen uskotaan lähitulevaisuudessa tuovan monia kudosteknologisia tuotteita lähemmäksi kliinisiä sovelluksia”, kertoo Pelto.
”Tällaisia ovat esimerkiksi potilaan omista soluista ja biomateriaaleista laboratoriossa tuotetut kudokset ja kudosrakenteet, kuten luu, nivelrusto, jänteet, tai tulevaisuudessa jopa kokonaiset toiminnalliset elimet.”
Tehostetussa soluviljelyssä stimuloidaan esimerkiksi elimistöön liukeneviin kuituverkkoihin istutettuja kantasoluja sähkövirralla. Näitä kuituverkkoja käytetään esimerkiksi siihen, että laboratoriossa voidaan tuottaa ihmisen kudoksia muistuttavia varaosia, joista verkon tukirakenteen avulla muodostuu ihmisen elimistössä toiminnallista uutta kudosta.
Huimassa tulevaisuudenkuvassa ihmiselle voidaan kasvattaa tukiverkon ja kantasolujen avulla esimerkiksi uusi maksa, joka ei hylji elimistöä siirtoelinten tapaan.
