Американські інженери створили штучну шкіру для вивчення харчової поведінки комарів-переносників захворювань. Це платформа, яка складається з гідрогелю, каналами якого протікає справжня кров, та системи з камер і комп'ютеру для аналізу відеозаписів. Винахід описаний у журналі Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Платформа зі штучною шкірою з кров'ю, на якій живляться комарі. Прямокутники відбивають розрізнення комп'ютером комарів, які вже поживилися та ні. Kevin D. Janson et al. / Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2023
👋 Підпишіться на наш телеграм-канал! А ще у нас є ютуб 🎬
Навіщо нам вивчати, як живляться комарі?
Комарі є переносниками деяких небезпечних для життя захворювань людини і тварин, як-от малярії, які передаються при укусах комах. Вивчення того, що впливає на харчування комарів, може допомогти зрозуміти поширення інфекцій, що вони їх переносять, та розробити стратегії боротьби з ними, наприклад, нові репеленти. Часто вчені спостерігають за харчовою поведінкою комарів, піддаючи укусам живих лабораторних тварин або руки людей-добровольців. Але з достатньо реалістичною моделлю шкіри таких жертв можна буде уникнути. І вчені Університету Райса та Університету Тулейн створили таку модель.
Наскільки реалістична нова шкіра?
Дослідники надрукували на 3D-принтері штучну шкіру з гідрогелю, яка мала у собі канали, що імітують кровоносні капіляри. До цих каналів можна підключити машину, що перекачуватиме крізь них теплу кров людини або тварин, приваблюючи комарів. Для попереднього випробування шість таких зразків штучної шкіри з кров'ю курчат, овець або корів помістили у камеру, куди запустили комарів. Платформа для дослідження також включала відеокамери, окремо спрямовані на кожний зразок, щоб спостерігати за активністю комах, та комп'ютер, що аналізує дані з камер.
Демонстрація роботи платформи зі штучною шкірою. Rice University
Як показав себе винахід?
Результати показали, що комарі успішно сприймають штучну шкіру за справжню і їм вдається з неї поживитися кров'ю. З іншого боку, комп'ютерна модель успішно розпізнавала модель з точністю 98 відсотків і відрізняла комарів, які справді поживилися кров'ю і які ще голодні, у 92,5 відсотка випадків.
Тож далі вчені подивилися, чи згодиться їхня платформа для вивчення репелентів. Вони покрили частину гідрогелевих моделей одним із двох поширених репелентів, а інших, для порівняння, легким сольовим розчином. Зрештою, жоден комар не став живитися на покритих репелентами зразках, але 13,8 відсотка комах випили кров з непокритих. Отже, схоже, що штучна шкіра з кров'ю таки може замінити руки добровольців при вивченні ефективності речовин проти комах.