Deze nano-objecten zijn geprint van DNA
Macroscopische prints die de 3D modellen van DNA in de vorm van konijntjes en ballen weergeven. Afbeelding: Erik Benson and Björn Högberg
In de toekomst zullen kleine medische apparaatjes los kunnen worden gelaten in ons lichaam om ziektes te bestrijden. In het licht van die toekomstdroom hebben wetenschappers nu een techniek ontworpen om DNA 3D te printen op nanoschaal, zodat het kan helpen met de aflevering van medicijnen.
In een onderzoek dat gisteren in Nature werd gepubliceerd, beschrijven wetenschappers hoe ze 3D computertechnieken hebben toegepast om DNA-structuren op te bouwen en te printen op nanoschaal (een nanometer is een miljardste van een meter). In tegenstelling tot conventionele methoden die meer werken als origami, waarbij DNA-strengen in kleine twee- en driedimensionale vormen worden gevouwd, kan deze methode veel rondere en flexibele vormen produceren: van menselijke figuurtjes tot minikonijnen, flessen en balletjes.
“We hebben een techniek ontwikkeld waarmee mensen heel simpel achter een computer kunnen gaan zitten om een 3D-model te maken, waarna het meteen geprint kan worden," legt Björn Högberg, een van de auteurs en tevens professor bij het Karolinksa Instituut in Sweden, uit aan de telefoon.
"De methode is nieuw omdat het ons toestaat structuren te maken die veel complexer zijn dan voor heen mogelijk was. Je kan nu veelhoekige vlakken nabootsen die essentieel zijn voor 3D-ontwerpen," zegt Högberg.
Het renderen van een konijn in DNA—van veelhoekige vlakken tot het ontwerp en de moleculaire render in het DNA. Afbeelding: Erik Benson and Björn Högberg
De wetenschappers gebruiken eerst hun software om een vorm te ontwerpen en veranderen deze met behulp van algoritmes vervolgens in veelhoekige vormen die verwerkt kunnen worden tot DNA. “Het maakt de leercurve voor bijvoorbeeld dokters en wetenschappers een stuk minder steil," zegt Högberg.
Door de rondere en flexibelere vormen ontstaan er nieuwe toepassingen voor de aflevering van medicijnen in het lichaam en voor lichtdetectors.
“Het blijkt dat als we de structuren op deze manier maken, ze makkelijker te vouwen zijn in de standaard zoutconcentratie die we in ons lichaam hebben," legt Högberg uit
Volgens Högberg hebben de traditionele origamimodellen meer magnesium nodig en daar hebben we niet veel van in ons lichaam. Het toevoegen van te veel zout kan de DNA-structuren echter weer op laten lossen.
“Het is mogelijk dat deze structuren een biologische omgeving zoals dat van ons lichaam kunnen weerstaan. En dan kunnen we echt gaan kijken naar de toepassingen voor medicijnen," voegde hij toe.
Hoewel de vormen die het team kan produceren vrij grenzeloos lijken, voegt Högberg toe dat je nog steeds door een elektronenmicroscoop moet kijken om je ontwerp fysiek te kunnen zien. Op dit moment kan je de miniscule creaties dus nog het best digitaal bekijken.
--Thema's: DNA, 3D printen, wetenschap, computer, ontwerp, nano, veelhoeken
Comments
Source: motherboard.vice.com
