Eine Roboter-Petrischale: Wie man menschliche Zellen in einer Roboterschulter züchtet. Naturvideo/YouTube
Erweitertmedizinische Roboterkann alles von der Desinfektion von Räumen bis Operation durchführen. Jetzt a Forscherteam der University of Oxford und des Robotikunternehmens Devanthro hat eine Roboterschulter entwickelt, die als Streckmechanismus fungieren kann, um lebensechtes menschliches Sehnengewebe herzustellen, laut einem Bericht von MedicalXpress veröffentlicht am Freitag.
Ein Bioreaktor zum Züchten von menschlichem Gewebe
Die neue Erfindung dient im Wesentlichen als Bioreaktor zur Züchtung menschlichen Gewebes.
Forscher auf der ganzen Welt haben jahrelang darum gekämpft, menschliches Sehnengewebe mit der richtigen Elastizität herzustellen, die für die Verwendung bei einem menschlichen Patienten erforderlich ist. Um dieses Rätsel zu lösen, haben Forscher versucht, die Elastizität zu erhöhen, indem sie Geräte bauen, die das Gewebe dehnen und biegen, während es wächst.
Aber leider haben diese Bemühungen versagt, Gewebe herzustellen, das sich in dem Maße drehen und dehnen kann, wie es echtes Gewebe kann. Deshalb hat sich dieses Team einen neuen Ansatz für diese schwierige Aufgabe ausgedacht.
Sie haben die herkömmliche Methode der Kultivierung von Sehnengewebe in Kisten mit daran ziehenden Geräten abgeschafft. Stattdessen beschlossen die Forscher, es tatsächlich auf eine Weise zu züchten, die den echten menschlichen Ansatz nachahmt.
Zu diesem Zweck konzipierten sie ein fabriziertes Gelenk, das eine menschliche Schulter nachahmt, das aus einem modifizierten Open-Source-Roboter besteht, der von Ingenieuren bei Devanthro entwickelt wurde. Dieses System ermöglichte die Hinzufügung eines Bioreaktors und eines Mittels, um das neue Gewebe daran zu befestigenwächst.
Das Team platzierte den Bioreaktor und haarähnliche Filamente strategisch auf der Schulter des Roboters und flutete dann die entsprechenden Bereiche mit Nährstoffen, um das Wachstum anzuregen. Den Zellen wurde dann eine zweiwöchige Entwicklungszeit gegeben.
Während dieser Zeit wurde die Schulter jeden Tag 30 Minuten lang aktiviert, indem sie auf menschenähnliche Weise gebogen und gedreht wurde. Das Endergebnis war ein Gewebe, das sich dramatisch von dem unterschied, das in einem statischen System gezüchtet wurde.
Eine Verbesserung?
Aber ist diese neue Gewebezüchtungsmethode eine echte Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden? Die Forscher sagen, dass mehr Arbeit geleistet werden muss, um dies festzustellen. Wenn es ihnen jedoch gelingt, menschenähnliches Gewebe herzustellen, wären die Anwendungen grenzenlos.
Der Ansatz ist nicht ganz neu. Tatsächlich geht er auf mehr als zwei Jahre zurück.
Im Jahr 2018, Forscher der Universität Tokio neu eingeführt "Biohybrid"-Roboter das war ein Crossover zwischen lebendem Gewebe und Robotik, bei dem biohybride Robotik mit lebendem Muskelgewebe integriert wurde, das aus den Zellen einer Ratte gezüchtet wurde.
Der Biohybrid-Roboter wurde entwickelt, um eines Tages fehlende Gliedmaßen am Menschen zu ersetzen, sollte die Technologie wiederholt und mit menschlichem Gewebe repliziert werden, und um weitaus fortschrittlichere und lebensechtere Roboter zu bauen. Treten wir in eine neue Ära ein, in der Roboter und Menschen verschmelzenoder zumindest Teile von ihnen tun? Nur die Zeit wird es zeigen.
Die neue Studiewurde veröffentlicht im Tagebuch Nachrichtentechnik.
Zusammenfassung:
Seit mehr als 20 Jahren erleichtern robotergestützte Bioreaktorsysteme das Wachstum von Gewebezüchtungskonstrukten durch mechanische Stimulation. Wir sind jedoch immer noch nicht in der Lage, funktionelle Transplantate herzustellen, die in den klinischen Einsatz überführt werden können. Humanoide Roboter bieten die Aussicht, physiologischrelevante mechanische Stimulation von Transplantaten und Implantaten, die ihren klinischen Einsatz beschleunigen können. Um die Machbarkeit eines humanoiden Bioreaktors zu untersuchen, haben wir eine flexible Bioreaktorkammer entworfen, die an einem modifizierten muskuloskelettalen MSK humanoiden Roboter-Schultergelenk befestigt werden kann. Wir demonstrieren dasFibroblastenzellen können in dieser Kammer gezüchtet werden, während sie sich einer physiologischen Adduktion-Abduktion am Roboterarm unterziehen. Eine vorläufige Auswertung des Transkriptoms der Zellen nach 14 Tagen zeigte einen deutlichen Einfluss des Beladungsregimes auf das Genexpressionsprofil. Diese frühen Ergebnisse werden erleichtertdie Erforschung von MSK humanoiden Robotern als biomechanisch realistischerPlattform für Gewebezüchtungs- und Biomaterialtestanwendungen.