Американские исследователи из Университета Карнеги-Мелона создали управляемых биороботов с использованием клеток человеческих легких. Фантастическая сага о Франкенштейне становится реальностью?
Крошечные биороботы, известные как AggreBots, когда-то смогут перемещаться по человеческому телу и осуществлять терапевтическое или хирургическое вмешательство, как только их алгоритмы движения станут полностью контролируемыми. Традиционно для создания подобных роботов использовали мышечные волокна для предоставления устройствам силы, позволяя сокращаться и расслабляться, подобно реальным мышцам.
Однако перспективной альтернативой являются «реснички» — наноразмерные, похожие на волоски пропеллеры, которые перемещают жидкости в организме или помогают некоторым микроорганизмам, например, парамециям или гребенщикам. Контроль точной формы и структуры таких биороботов остается проблемой.
В лаборатории Рен в Университете Карнеги-Мелона разработали новую модульную стратегию сборки биороботов на основе «ресничек». Пространственное агрегирование тканевых сфероидов, полученных из стволовых клеток легких, позволяет создавать AggreBots с настраиваемой подвижностью. Этот подход включает сфероиды, которые несут генетические мутации, делающие определенные области этих «ресничек» неподвижными.
AggreBots/Science Advances
«Благодаря процессу слияния различных сфероидов в различные формы, а также включению не функциональных сфероидов, мы впервые можем точно контролировать расположение и количество ресничек-пропеллеров на поверхности ткани, управляя поведением CiliaBot. Это основной шаг вперед, в который мы и другие специалисты можем инвестировать время для достижения продуктивных результатов», — объясняет первый автор исследования Дхрув Бхаттарам.
Как отмечает ученая с кафедры машиностроения Виктория Вебстер-Вуд, подход AggreBots открывает новые пути в создании биоботов и биогибридных роботов. Поскольку AggreBots полностью изготовлены из биологических материалов, они обладают естественной биоразлагаемостью и биосовместимостью, что может позволить в будущем использовать их непосредственно в медицине.
Разработка должна быть интересной для биоробототехников, врачей и медиков-исследователей, изучающих такие заболевания, как первичная цилиарная дискинезия или густая слизь при муковисцидозе CiliaBots можно изготавливать из клеток пациента, что открывает возможность создания персонализированных терапевтических средств доставки без иммунного отторжения.
«Подвижность важна, поскольку организм сложная среда. Клеточная доставка терапевтических препаратов имеет большой потенциал, но без надлежащего механизма движения клетки могут легко застрять. Мы проложили путь, который люди могут использовать для управления подвижностью CiliaBot. CiliaBot имеют широкий спектр потенциальных возможностей применения: от понимания влияния экологических рисков на здоровье до облегчения доставки терапевтических препаратов in vivo, и очень интересно участвовать в их развитии», — отмечает один из авторов исследования из кафедры биомедицинской инженерии Си Жэнь.
Результаты исследования представлены в журнале Science Advances
Источник: Interesting Engineering
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: