هیدروژلی با قابلیت بازیابی شکل اولیه

محققان دانشگاه کرنل موفق به ساخت ماده جدیدی شدند که همانند یک سیال بوده و قادر است شکل اولیه خود را بازیابی کند. این ماده یک هیدروژل است، ماده‌ای متشکل از مواد آلی که دارای حفره‌های بسیار کوچک می‌باشد. هیدروژل‌ها موادی هستند که در طبیعت به‌صورت طبیعی وجود ندارند این مواد دارای خواص مکانیکی ویژه‌ای هستند. در حال حاضر از هیدروژل‌ها به‌عنوان ابزاری برای رهاسازی دارویی استفاده می‌شود به‌طوری که دارو را می‌توان در میان فضاهای خالی آن قرار داد. همچنین از آنها می‌توان به‌عنوان بستری برای رشد بافت‌ها استفاده کرد. وجود قابلیت شکل‌گیری در قالبی از پیش تعیین شده، حوزه کاربرد آن را افزایش می‌دهد. برای مثال دارویی که به یک ژل متصل است می‌تواند دقیقا حفره درون یک زخم را پر کند. 

دان لو استاد رشت مهندسی زیست‌شناسی و محیط زیست نتایج تحقیقات خود را در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسانده است. هیدروژلی که این گروه تحقیقاتی ساخته از رشته‌های دی‌ان‌ای تشکیل شده است. این دی‌ان‌ای‌ها علاوه براین که حامل ژن هستند، می‌توانند به‌صورت واحدهای سازنده برای خودآرایی مورد استفاده قرار گیرد. رشته‌های دی‌ان‌ای قادرند به رشته‌های مکمل خود متصل شوند این اتصال به‌صورت کد شده همانند بازی لـِـگو انجام می‌شود. این تیم تحقیقاتی پیش از این با استفاده از رشته‌های کوتاه دی‌ان‌ای موفق به ایجاد ساختاری صلیبی شده بودند، آنها در این پژوهش جدید با استفاده از رشته‌های بلندتر موفق‌ به ساخت هیدروژلی شدند. آنها از یک راهبرد کاملا جدید برای ساخت این هیدروژل استفاده کردند، در این راهبرد دی‌ان‌ای سنتز شده با آنزیم‌هایی ترکیب شده تا در نهایت موجب تکثیر آن شده و در ادامه به‌صورت زنجیره‌ای به یکدیگر متصل می‌شوند این زنجیره منجر به پدیدار شدن هیدروژل می‌شود.

لو می‌گوید در طول این فرآیند رشته‌های دی‌ان‌ای با هم ترکیب شده و شبکه سه بعدی ایجاد می‌کنند. اما ساختاری که ایجاد شد چیزی نبود که آنها انتظار داشتند. این هیدروژل ساختاری شبیه سیالات داشت و زمانی که آب به‌درون آن وارد می‌شد شکلی ظرف را به خود می‌گرفت. این چیزی نبود که محققان از قبل برای آن برنامه‌یزی کرده باشند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که این ساختار از واحدهای سازنده کروی، شبیه آشیانه پرنده، ساخته شده است.