Menschliche Gewebe erleben eine Vielzahl von mechanischen stimuli beeinflussen können, dass Ihre Fähigkeit zur Durchführung Ihrer physiologischen Funktionen, wie den Schutz der Organe vor Verletzungen. Die kontrollierte Anwendung solcher Reize zu lebendigen Geweben in vivo und in vitro hat jetzt bewiesen, entscheidend für die Untersuchung der Bedingungen, die zu Krankheit führen.
An der EPFL, Selman Sakar Forscherteam entwickelt hat, micromachines können mechanisch stimulieren die Zellen und microtissue. Diese tools, die angetrieben durch die cell-Größe künstlichen Muskeln durchführen können komplizierte manipulation Aufgaben unter physiologischen Bedingungen auf mikroskopischer Skala.
Die Werkzeuge bestehen aus microactuators und weiche Roboter-Geräte, die drahtlos aktiviert durch Laserstrahlen. Sie können auch integrieren mikrofluidische chips, was bedeutet, dass Sie kann verwendet werden, um kombinatorische tests, die Einbeziehung der Hochdurchsatz-Chemische und mechanische stimulation von einer Vielzahl von biologischen Proben. Diese Forschung wurde veröffentlicht in Lab on a Chip.
Wie Legos
Die Wissenschaftler kamen auf die Idee, nach Beobachtung der Bewegungsapparat in Aktion. “Wir wollten ein Modulares system, angetrieben durch die Kontraktion der verteilten Aktoren und die Verformung der nachgiebigen Mechanismen”, sagt Sakar.
Ihr system beinhaltet die Montage verschiedener hydrogel-Komponenten-als ob Sie Lego-Steine — bilden eine konforme Skelett, und dann eine Sehne-wie polymer-verbindungen zwischen dem Skelett und der microactuators. Durch die Kombination der Steine und Aktoren in unterschiedlicher Weise, können die Wissenschaftler erstellen Sie ein array von komplizierten micromachines.
“Unsere soft-Antriebe Vertrag schnell und effizient, wenn aktiviert, durch nah-Infrarot-Licht. Wenn die gesamte nanoskaligen Aktor-Netzwerk-Verträge, es zerrt an den umliegenden Komponenten des Geräts, und die Kräfte der Maschinen,” sagt Berna Ozkale, der Studie führen Autor.
Mit dieser Methode sind die Wissenschaftler in der Lage, aus der Ferne aktivieren mehrere microactuators an bestimmten stellen — eine geschickte Annäherung, produziert hervorragende Ergebnisse. Die microactuators füllen Sie jede Kontraktion-Entspannungs-Zyklus in Millisekunden mit großen Belastungen.
Zusätzlich zu seiner Verwendung in der Grundlagenforschung, die diese Technologie bietet praktische Anwendungen sowie. Zum Beispiel, die ärzte verwenden könnte, die diese Geräte als winzige medizinische Implantate zur mechanisch stimulieren von Gewebe oder zur betätigung von Mechanismen für die on-demand-Lieferung von biologischen Arbeitsstoffen.
