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科学家开可操纵和机械刺激生物组织的微观水凝胶肌肉

发布时间:2019-10-17 18:15:43 阅读: 来源:教练车厂家

人体组织经历各种机械刺激,这些机械刺激可以影响它们执行其生理功能的能力,例如保护器官免受伤害。现在已证明在体内和体外对活组织的这种刺激的受控应用有助于研究导致疾病的病症。

在epfl,selman sakar的研究团队开发了能够机械刺激细胞和微组织的微机械。这些工具由细胞大小的人造肌肉提供动力,可以在微观尺度上在生理条件下执行复杂的操作任务。

这些工具包括微致动器和由激光束无线激活的软机器人装置。它们还可以结合微流体芯片,这意味着它们可以用于执行组合测试,其涉及对各种生物样品的高通量化学和机械刺激。该研究已发表在芯片实验室。

像乐高积木一样

在观察了运动系统后,科学家提出了这个想法。“我们希望创建一个模块化系统,该系统由分布式执行器的收缩和顺应机构的变形提供动力,”sakar说。

他们的系统包括组装各种水凝胶组件 - 好像它们是乐高积木 - 形成柔顺的骨架,然后在骨架和微致动器之间形成类似肌腱的聚合物连接。通过以不同方式组合砖块和执行器,科学家们可以创建一系列复杂的微机械。

“我们的软致动器在被近红外光激活时迅速而有效地收缩。当整个纳米级执行器网络收缩时,它会拉动周围的设备组件并为机器提供动力,”该研究的主要作者berna ozkale说。

通过这种方法,科学家们能够在指定的位置远程激活多个微致动器 - 灵巧的方法可以产生出色的结果。微致动器以毫秒为单位完成每个收缩 - 松弛循环,具有较大的应变。

除了在基础研究中的实用性外,该技术还提供实际应用。例如,医生可以使用这些装置作为微小的医疗植入物来机械地刺激组织或致动用于按需递送生物制剂的机制。

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