La microfabrication est – simple à dire – la construction de petites choses, y compris des objets et motifs microscopiques et nanoscopiques. La microfabrication a un potentiel majeur en médecine et en génie biomédical, en plus de domaines tels que l’électronique et la photonique, mais les chercheurs doivent d’abord développer des techniques biologiquement compatibles. Une équipe de chercheurs pense qu’une étape cruciale vers cet objectif consiste à tatouer des tardigrades.
Afin de tester les techniques nécessaires pour construire des dispositifs biocompatibles microscopiques, les chercheurs en Chine ont trouvé un moyen de donner des tatouages Tardigrades. Si vous pensez que c’est farfelu, attendez. Leur approche, détaillée dans une étude publiée fin mars dans la revue Nano Letters, pourrait avoir des implications importantes pour le développement de microrobotiques vivants, tels que les cyborgs microbiens.
En réalité, Tardigrades, également connues sous le nom de Water Bears, ne sont pas seulement des créatures «robustes». Ce sont des animaux à huit pattes d’environ 0,02 pouce (0,5 millimètre) de long et sont pratiquement indestructibles. Leur résistance étonnante à la famine, à la congélation des températures, aux rayonnements, à la pression et au vide de l’espace a, sans surprise, inspiré les scientifiques à étudier si les humains pouvaient en apprendre une ou deux choses.
Dans la récente étude, les chercheurs ont déshydraté Tardigrades pour induire un état cryptobiotique – une sorte d’hibernation à moitié morte. Ils ont mis les tardigrades sur des surfaces refroidies à moins de -226 degrés Fahrenheit (-143 degrés Celsius) et ont couvert les minuscules créatures d’anisole, un composé organique parfumé à l’anis.
À l’aide d’un faisceau d’électrons ciblé, les chercheurs ont dessiné des micropatterns sur les tardigrades tels que les carrés, les lignes, les points et même un logo universitaire. La couche d’anisole congelée exposée directement au faisceau a formé un nouveau composé chimique qui adhérait au Tardigrade. L’équipe a ensuite réchauffé la tardigrade à température ambiante sous vide, et l’anisole congelé qui n’avait pas réagi avec le faisceau d’électrons sublimé (transformé en gaz), ne laissant que le modèle créé par le nouveau produit chimique – le tatouage. Ensuite, ils ont réhydraté les Tardigrades.
La bonne nouvelle est que les tatouages n’ont pas semblé avoir un impact sur les Tardigrades relancés. La mauvaise nouvelle est que seulement environ 40% des Tardigrades ont survécu, mais les chercheurs disent que cela pourrait s’améliorer avec un raffinement supplémentaire. Néanmoins, l’étude suggère que les chercheurs pourraient utiliser cette méthode pour imprimer la microélectronique ou les capteurs sur les tissus vivants.
“Cette approche fournit de nouvelles informations sur la résilience des Tardigrades et présente des applications potentielles dans la cryoponservation, la biomédecine et l’astrobiologie”, ont écrit les chercheurs dans l’étude. La cryoconservation est la pratique de la conservation des matières biologiques à des températures très basses. «En outre, l’intégration des techniques de micro / nanofabrication aux organismes vivants pourrait catalyser les progrès de la biodétection, de la biomimétique et des microrobotiques vivants.» La biomimétique implique d’imiter les processus de la nature dans les créations humaines.
Les microrobots sont de minuscules robots qui peuvent effectuer des tâches à l’intérieur du corps d’un organisme, comme fournir des médicaments et surveiller et traiter les maladies. En tant que tels, nous pouvons présumer que les microrobots vivants, tels que les cyborgs microbiens, sont des robots hybrides qui rejoignent la technologie synthétique et les cellules vivantes pour obtenir des caractéristiques plus utiles.
“Grâce à cette technologie, nous ne créons pas seulement des micro-tattoos sur Tardigrades – nous étendons cette capacité à divers organismes vivants, y compris les bactéries”, a déclaré Ding Zhao, co-auteur de l’article et chercheur de la Westlake Institute for Optoelectronics, dans une déclaration de la Société chimique américaine.
«Il est difficile de schémas sur la matière vivante», a déclaré Gavin King, chercheur au Département de physique et d’astronomie de l’Université du Missouri qui n’a pas été impliqué dans l’étude. La déclaration attribue à King d’avoir inventé la technique utilisée dans l’étude, appelée lithographie ICE. «Cette avancée présiette une nouvelle génération de dispositifs de biomatériaux et de capteurs biophysiques qui n’étaient auparavant présents que dans la science-fiction», a-t-il conclu.
