biohybridejä

Biohybridejä tarkoitetaan järjestelmiä, joissa elävää biologista ainesosaa yhdistetään keinotekoisiin materiaaleihin tai laitteisiin. Tällaiset ratkaisut hyödyntävät biologisen komponentin ominaisuuksia, kuten solujen toimintaa, kudosten rakennetta tai mikro-organismien metaboliikka, yhdessä teknisten materiaalien kanssa. Biohybridejä tarkastellaan usein useista tasoista, yksittäisistä soluista pienempiin kudosrakenteisiin ja erilaisiin laboratori- ja ympäristöolosuhteisiin sopiviin kokonaisuuksiin.

Toteutustapoja on monia: elävien solukokonaisuuksien tai kudosten liittäminen keinotekoisiin tukirakenteisiin tai elektrodiin, sekä mikrofluidisten ja elektronisten komponenttien yhdistäminen. Elävän komponentin toiminta voidaan ohjata ulkoisilla ärsykkeillä, kuten sähköllä, valolla tai kemiallisilla signaaleilla, ja sen vaste voidaan mitata tai hyödyntää signaalin tuottamisessa.

Esimerkkeinä ovat biohybridirobotit, joissa eläviä lihas- tai hermosoluja yhdistetään keinotekoisiin rakenteisiin liikkeen aikaansaamiseksi, sekä biohybridiset sensorit, joissa elävän kudoksen vaste muunnetaan sähköiseksi signaaliksi. Tutkimuksessa kehitellään myös mikrobiperustaisia biohybridejä energiantuotantoon ja ympäristön havainnointiin.

Käyttökohteita ovat lääketiede, proteesit ja soft robotit, joita voidaan ohjata tai tukea biologisella materiaalilla, sekä ympäristön monitorointi ja bioteknologiset sovellukset. Haasteisiin kuuluvat biokomponenttien yhteensopivuus ja kestävyys, turvallisuus ja sääntely, sekä standardien ja eettisten näkökulmien kehittäminen.