Исследователи из Университета Райса и Университета Тулейна разработали из гидрогеля искусственную кожу. Она заполнена каналами, имитирующими кровеносные сосуды, в которые можно вводить различные жидкости, в том числе кровь человека и других видов. Технология пригодится для медицинских исследований заболеваний, которые распространяются кровососущими насекомыми.
Комплексная система наблюдения за питанием комаров, разработанная учеными, объединяет напечатанную из гидрогеля на 3D-принтере синтетическую кожу и систему видеоаналитики. Последняя отслеживает поведение комаров и фиксирует моменты, когда они сосут кровь.
Схема экспериментальной установки: синтетическая кожа, заполненная кровью (слева) и камера с комарами и видеоконтролем (справа). Изображение: K. Janson/Rice University
Чтобы протестировать систему, исследователи вводили в гидрогели теплую человеческую кровь и помещали шесть имитирующих кожу пластырей в пластиковую коробку, наполненную комарами. Коробка оснащена камерами, направленными на каждый участок синтетической кожи. Затем ученые использовали модель машинного обучения для анализа видеозаписей и определения того, питались ли определенные комары кровью внутри гидрогелей или нет.
В качестве дополнительного теста ученые показали, что с помощью системы можно отслеживать эффективность репеллентов. Они покрыли некоторые из образцов популярными средствами, отталкивающими комаров, и проанализировали поведение насекомых. Результаты показали, что ни один из комаров не приближался к покрытой защитой коже, в то время как в контрольной группе за то же время кровью питались 13,8% насекомых.
Комары и другие кровососущие насекомые связаны с распространением разных смертельных заболеваний: в их числе, лихорадка денге, малярия, вирус Зика и желтая лихорадка. Традиционно исследования питания комаров проводятся на добровольцах, которые помещают руку в закрытый аквариум и ждут, пока их покусают. Использование синтетической кожи ускорит научные исследования, полагают ученые: для проведения исследований не нужно привлекать добровольцев и доставлять животных.
