Juan de Pablo教授が率いる研究チームは、ナノメートルからマイクロメートルまでのサイズの粒子であるコロイド粒子の挙動を理解することに焦点を当てていました。これらの粒子が液体に懸濁され、流れにさらされると、しばしば複雑なパターンと構造に自己組織化されます。
理論モデリングと実験的観察の組み合わせを使用して、バイオエンジニアは、自己組織化プロセスが流体力学的力と粒子間相互作用のバランスによって駆動されることを発見しました。これらの力は、粒子を特定の構成に向けて誘導するために連携し、チェーン、クラスター、結晶などのさまざまな構造が形成されます。
この研究の重要な調査結果の1つは、自己組織化プロセスが非常に調整可能であることです。粒子サイズ、形状、表面特性、流れ条件などの要因を制御することにより、研究者は望ましい構造を正確に設計できます。このレベルの制御は、幅広いアプリケーションのエキサイティングな可能性を開きます。
たとえば、マイクロ流体では、粒子を特定のアーキテクチャに自己組織化する能力により、細胞の並べ替え、薬物スクリーニング、化学合成などのタスクのために、より効率的で正確なマイクロ流体デバイスの開発を可能にする可能性があります。
組織工学では、自己組織化を利用して、細胞の成長と組織を導く足場とテンプレートを作成し、機能組織と臓器の発達につながる可能性があります。
薬物送達では、自己組織化された粒子システムは、標的薬物キャリアとして機能し、治療剤を特定の細胞または組織に直接送達し、薬物の有効性を高め、副作用を減らします。
流体の流体で粒子がどのように自己組織化されるかの発見は、バイオエンジニアリングの分野での大きな進歩を表しています。自然の自己組織化の原則を活用することにより、研究者は今では前例のない精度で複雑な構造を設計および作成し、複数の分野で革新のための新しい道を解き放つことができます。
