Nüüd saate 3D-printida oma kõndivaid 'bioboteid', mis töötavad elusate lihasrakkudega

Nüüd saate 3D-printida oma pisikesi kõndivaid 'bioboteid', mis töötavad elusate lihasrakkudega ning mida juhitakse elektri- ja valgusimpulssidega,

Bioboti skeem: konstrueeritud skeletilihaskoe on ühendatud 3D-prinditud painduva skeletiga. (Allikas: Illinoisi Ülikool)

Tänu teadlaste, sealhulgas India päritolu, teadlaste väljatöötatud uuele gen-next roboti 'retseptile' saate nüüd 3D-printida oma pisikesi kõndivaid bioboteid, mis töötavad elusate lihasrakkudega ja mida juhitakse elektri- ja valgusimpulssidega.

Teadlased ütlesid, et see võib kaasa tuua põnevaid võimalusi, kus need süsteemid võivad ühel päeval demonstreerida keerulisi käitumisviise, sealhulgas iseseisev kokkupanek, iseorganiseerumine, enesetervendamine ning koostise ja funktsionaalsuse kohandamine nende keskkonnaga kõige paremini sobivaks.

Vaadake kõiki meie Express Technology videoid

Protokoll õpetab bioboti loomise igat sammu, alates skeleti 3D-printimisest kuni skeletilihaste ajamite koetehnoloogiani, sealhulgas tootjad ja osade numbrid iga asja jaoks, mida laboris kasutame, ütles ülikooli järeldoktor Ritu Raman. Illinoisi linnas Urbana-Champaignis USA-s.

Raman ütles, et see protokoll on sisuliselt mõeldud ühekordseks võrdlusaluseks igale teadlasele üle maailma, kes soovib tulemusi korrata ja anda neile raamistiku oma biobottide loomiseks mitmesuguste rakenduste jaoks. Meeskond on olnud teerajaja vähem kui sentimeetri suuruste, painduvatest 3D-prinditud hüdrogeelidest ja elusrakkudest valmistatud biobotide kavandamisel ja ehitamisel.

2012. aastal demonstreeris rühm bioboteid, mis suudavad iseseisvalt kõndida ja mida toidavad rottide südamerakud. Kuid südamerakud tõmbuvad pidevalt kokku, keelates teadlastel kontrolli roboti liikumise üle.

Töö eesmärk oli pakkuda üksikasjalikke retsepte ja protokolle, et teised saaksid tööd hõlpsasti dubleerida ja aidata kaasa bioloogiaga ehitamise ideele, et teistel teadlastel ja koolitajatel oleks ehitamiseks vajalikud tööriistad ja teadmised. Need biohübriidsüsteemid ja püüavad tegeleda tervise, meditsiini ja keskkonna väljakutsetega, millega ühiskonnana silmitsi seisame, ütles Illinoisi biotehnoloogia osakonna juhataja Rashid Bashir.

Raman ütles, et 3D-printimise revolutsioon on andnud meile tööriistad, mis on vajalikud sellisel viisil 'bioloogiaga ehitamiseks'. Ta ütles, et kujundasime ümber 3D-prinditud süstimisvormi, et toota skeletilihaste 'rõngaid', mida saab käsitsi üle kanda mis tahes suurele hulgale bioboti skeletile. Näidati, et need rõngad tekitavad passiivseid ja aktiivseid pingejõude, mis on sarnased lihaste ribade tekitatud jõuga.

Tegime koostööd Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) kaastöötajatega, et geneetiliselt muundada valgustundlikku skeletilihaste rakuliini, mida saaks stimuleerida kokkutõmbuma 470 nm sinise valguse impulssidega, lisas Raman. Saadud optogeneetilised lihasrõngad ühendati sümmeetrilise geomeetrilise kujundusega mitme jalaga bioboti skelettidega, ütles ta.

Raman ütles, et suunalise liikumise ja 2D-pöörlemise juhtimiseks kasutati kontraktsiooni lokaliseeritud stimuleerimist, mille sai võimalikuks valgusstiimulite suurem ajaruumiline kontroll elektriliste stiimulite üle.

Uuring ilmub ajakirjas Nature Protocols.