Pesquisadores norte-americanos revelam minúsculo robô que anda usando uma faixa de células musculares cultivadas em laboratório

 

Pesquisadores revelou o primeiro robô que anda alimentado por músculo vivo. O músculo foi capaz de flexionar para que o robô pudesse se movimentasse pelo laboratório - e os pesquisadores dizem que isso poderia levar a uma nova geração de 'biobots "flexíveis.

Universidade de Illinois pesquisadores desenvolveram minúsculos 'bio-bots', movido a pequenas máquinas  musculares que podem ser controlados com uma corrente elétrica. Os pedestres 'bio-bots "são alimentados por células musculares cultivadas em uma tira e controlados com pulsos elétricos, dando pesquisadores comando sem precedentes sobre a sua função.
O grupo publicou o seu trabalho na edição em linha adiantada das continuações da National Academy of Science.

" O Acionamento Biológico impulsionado por células é uma necessidade fundamental para qualquer tipo de máquina biológica que você quer construir", disse o líder do estudo Rashid Bashir, Abel Bliss Professor e chefe de bioengenharia da U. de I.
"Nós estamos tentando integrar esses princípios de engenharia com a biologia de uma forma que pode ser usada para projetar e desenvolver máquinas e sistemas biológicos para aplicações ambientais e médicas.
"A biologia é tremendamente poderosa, e se podemos de alguma forma aprender a aproveitar suas vantagens para aplicações úteis, poderia trazer um monte de coisas grandes."
O grupo de Bashir tem sido pioneira na concepção e construção de bio-bots, pelo menos de um centímetro de tamanho, feito de 3-D hidrogéis impressos flexíveis e as células vivas.
Anteriormente, o grupo demonstrou bio-robôs que "andam" por conta própria, alimentado por células do coração a bater de ratos.

 

No entanto, as células do coração contraem constantemente, impedindo o controle dos pesquisadores sobre o movimento do robô.
Isto torna mais difícil de usar células do coração para projetar um bio-robô que pode ser ligado e desligado, acelerado ou retardado.
Os novos bio-robôs são alimentados por uma faixa de células do músculo esquelético que podem ser acionados por um pulso elétrico.
Isto dá aos pesquisadores uma forma simples de controlar os bio-robôs e abre as possibilidades de outros princípios de design para a frente, de modo que os engenheiros podem personalizar os bio-robôs para aplicações específicas.
'Células músculos esqueléticos são muito atraentes porque você pode passeá-los usando sinais externos", disse Bashir.
"Por exemplo, você poderia usar o músculo esquelético ao projetar um dispositivo que você queria começar a funcionar quando se detecta uma substância química ou quando receber um certo sinal.
Para nós, é parte de uma caixa de ferramentas de design. Nós queremos ter opções diferentes que podem ser usados ​​por engenheiros para projetar essas coisas."
O design é inspirado no complexo músculo-tendão-osso encontrado na natureza.
Há um backbone de hidrogel 3-D impressa, forte o suficiente para dar a estrutura bio-bot, mas flexível o suficiente para dobrar como uma articulação.
Duas mensagens servem para ancorar uma faixa de músculo para a espinha dorsal, como tendões anexar os músculos aos ossos, mas os postos também funcionam como pés para o bio-bot.
A velocidade do bot pode ser controlada ajustando a frequência dos impulsos eléctricos.
"Este trabalho representa um primeiro passo importante no desenvolvimento e controle de máquinas biológicas que podem ser estimulados, treinados ou programado para fazer o trabalho", disse o estudante Caroline Cvetkovic, co primeiro-autor do papel.
"É emocionante pensar que este sistema poderia, eventualmente, evoluir para uma geração de máquinas biológicas que poderiam ajudar na entrega da droga, robótica cirúrgica," inteligentes "implantes, ou analisadores ambientais móveis, entre inúmeras outras aplicações.
Em seguida, os pesquisadores vão trabalhar para ganhar um controle ainda maior sobre o movimento "os bio-robôs, como integrar os neurônios para que os bio-robôs pode ser dirigido em diferentes direções com luz ou gradientes químicos.

 

 
Como funciona: Existe uma espinha dorsal de hidrogel 3-D impressa, forte o suficiente para dar a estrutura bio-bot, mas flexível o suficiente para dobrar como uma articulação. Duas mensagens servem para ancorar uma faixa de músculo para a espinha dorsal, como tendões anexar os músculos aos ossos, mas os postos também funcionam como pés para o bio-bot.

Do lado da engenharia, eles esperam criar um backbone de hidrogel que permite que o bio-bot para se mover em direções diferentes com base em diferentes sinais.
"A ideia de fazer frente engenharia com estas estruturas à base de células é muito emocionante", disse Bashir. "Nosso objetivo é que esses dispositivos sejam usados ​​como sensores autônomos. Queremos que ele sentir uma química específica e mover em direção a ela, em seguida, solte agentes para neutralizar a toxina, por exemplo. Estar no controle da atuação é um grande passo em direção a esse objetivo. "