นักวิจัยจาก MIT ประสบความสำเร็จในการสร้างสติ๊กเกอร์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติจากเซลล์สิ่งมีชีวิต

เทคโนโลยีการพิมพ์ภาพ 3 มิติ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างโมเดล 3 มิติ โดยอาศัยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการออกแบบและใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติในการพิมพ์โมเดลดังกล่าวออกมา ซึ่งเป็นที่แพร่หลายอย่างมากในปัจจุบันเพราะสามารถประยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวางทั้งในด้านอุตสาหกรรม การแพทย์ รวมถึงในด้านการวิจัย โดยมีหลักการทำงานเบื้องต้นคือเครื่องพิมพ์ 3 มิติ จะรับข้อมูลแบบแปลนที่ได้มาจากคอมพิวเตอร์แล้วทำการสร้างโมเดลขึ้น โดยอาศัยการหลอมเส้นโพลิเมอร์ เช่นพลาสติก ให้กลายเป็นของเหลวแล้วฉีดออกมาเป็นเส้นผ่านหัวฉีดตามรูปร่างที่กำหนด แล้วรอให้โพลิเมอร์เย็นตัวลง เราก็จะได้โมเดลตามที่ต้องการ นอกจากวัสดุจำพวกโพลิเมอร์แล้วยังได้มีการนำวัสดุอื่นๆเช่นเรซิน ยิปซั่ม หรือกระทั่งโลหะมาทำเป็นวัสดุที่ใช้ในการขึ้นรูปในเครื่องพิมพ์ 3 มิติอีกด้วย ดังนั้นมันคงไม่ใช่เรื่องแปลกหากนักวิทยาศาสตร์สนใจที่จะผลิตวัสดุที่ใช้ในการขึ้นรูปที่ทำมาจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ในการออกแบบวัสดุที่ทำมาจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้เลือกใช้เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมาเลี้ยงในอาหารเลี้ยงที่มีลักษณะเป็นวุ้น (hydrogel) ซึ่งช่วยให้เซลล์ยังคงมีชีวิต ทั้งยังทำให้สามารถทำการฉีดวัสดุดังกล่าวผ่านทางหัวฉีดเพื่อขึ้นรูปได้ แต่การทดลองก็ไม่ได้ดำเนินไปอย่างราบรื่นเพราะปัญหาหลักที่เกิดขึ้นคือ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตจะตายในระหว่างทำการพิมพ์ เนื่องจากเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นมีลักษณะคล้ายกับบอลลูนซึ่งมันแตกออกได้ง่ายมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์จาก MIT หันมาศึกษาเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดที่มีความแข็งแรงและทนทานต่อสภาวะแวดล้อมได้ดีกว่า ยกตัวอย่างเช่นเซลล์ของแบคทีเรียแทน

จากข้อได้เปรียบที่ได้กล่าวไปข้างต้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์จาก MIT ได้เลือกใช้เซลล์ของแบคทีเรียในการทำวัสดุสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติแทน เพราะนอกจากจะมีความทนทานมากกว่าแล้ว เซลล์ของแบคทีเรียยังสามารถเข้ากันได้ดีกับ hydrogel มากกว่าเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โดยใน hydrogel จะประกอบไปด้วยน้ำ แร่ธาตุที่จำเป็นสำหรับเซลล์ และโพลิเมอร์ที่ช่วยในการแข็งตัวเพื่อให้วัสดุชนิดนี้แข็งตัวหลังทำการชึ้นรูป ด้วยเทคนิคนี้ทำให้นักวิจัยสามารถออกแบบเซนเซอร์จากเซลล์สิ่งมีชีวิตในรูปของสติ๊กเกอร์ได้ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เพื่อทำการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการพิมพ์แผ่นฟิล์มของ hydrogel ที่มีเซลล์ของแบคทีเรียที่ยังมีชีวิตอยู่ภายในขึ้นมา และใช้ความรู้ทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ในการดัดแปลงเซลล์เหล่านั้นให้สามารถรับส่งสัญญาณกันได้ โดยแผ่นฟิล์มที่พิมพ์ขึ้นมาจะมีลักษณะคล้ายกับสติ๊กเกอร์ที่มีลวดลายเป็นเซลล์ของแบคทีเรียที่ยังมีชีวิตและสามารถนำมาติดบนผิวหนังได้คล้ายกับ tattoo ซึ่งในการพิมพ์แผ่นฟิล์มนั้นนักวิทยาศาสตร์จะทำการพิมพ์ฟิล์ม 2 แผ่นด้วยกัน โดยในฟิล์มแผ่นแรกจะทำการดัดแปลงให้แบคทีเรียประพฤติตัวเป็นตัวส่งสัญญาณทางเคมี และฟิล์มอีกแผ่นจะทำการดัดแปลงให้แบคทีเรียประพฤติตัวเป็นตัวรับสัญญาณทางเคมี จากนั้นจะนำฟิล์มทั้งสองแผ่นมาซ้อนทับกัน โดยสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พบคือเมื่อชั้นของแบคทีเรียที่เป็นตัวรับซ้อนทับกับชั้นที่เป็นตัวส่ง จะทำให้แบคทีเรียเกิดการเรืองแสงขึ้นมา หรือก็คือเกิดการตอบสนองซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซลล์ของแบคทีเรียยังมีชีวิตและสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าอย่างสัญญาณทางเคมีได้ ซึ่งในอนาคตเทคโนโลยีนี้อาจนำไปสู่การออกแบบอุปกรณ์รับส่งสัญญาณโดยอาศัยแบคทีเรียที่มีการทำงานคล้ายกับทรานซิสเตอร์บนไมโครชิฟก็เป็นได้

ที่มา http://www.sci-news.com/technologies/living-tattoo-05505.html
เรียบเรียงโดย @MrVop