Tecno

Robot gommosi che potrebbero aiutare a prevenire le malattie

Gli scienziati dell’EPFL hanno sviluppato muscoli microscopici a base di idrogel in grado di manipolare e stimolare meccanicamente il tessuto biologico. Questi robot morbidi e biocompatibili potrebbero essere utilizzati per una terapia mirata e per aiutare a diagnosticare e prevenire le malattie.

I tessuti umani sperimentano una varietà di stimoli meccanici che possono influenzare la loro capacità di svolgere le proprie funzioni fisiologiche, come la protezione degli organi dalle lesioni. L’applicazione controllata di tali stimoli ai tessuti viventi in vivo e in vitro si è dimostrata strumentale allo studio delle condizioni che portano alla malattia.

All’EPFL, ECOLE POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE, il team di ricerca di Selman Sakar ha sviluppato micromacchine in grado di stimolare meccanicamente cellule e microtessuti. Questi strumenti, che sono alimentati da muscoli artificiali di dimensioni cellulari, possono svolgere compiti di manipolazione complessi in condizioni fisiologiche su scala microscopica.

Pubblicità e progresso

Gli strumenti sono costituiti da microattuatori e dispositivi robotici morbidi attivati ??in modalità wireless mediante raggi laser. Possono anche incorporare chip microfluidici, questo significa che possono essere utilizzati per eseguire test combinatori i quali prevedono la stimolazione chimica e meccanica ad alta velocità di una varietà di campioni biologici. Questa ricerca è stata pubblicata su Lab on a Chip.

Come Lego

Gli scienziati hanno avuto l’idea dopo aver osservato il sistema locomotore in azione. “Volevamo creare un sistema modulare basato sulla contrazione degli attuatori distribuiti e sulla deformazione dei meccanismi conformi”, afferma Sakar.

Il loro sistema comporta l’assemblaggio di vari componenti di idrogel – come se fossero mattoncini Lego – per formare uno scheletro conforme e quindi creare collegamenti polimerici tendinei tra lo scheletro e i microattuatori. Combinando i mattoni e gli attuatori in modi diversi, gli scienziati possono creare una serie di micromacchine complicate.

“I nostri attuatori morbidi si contraggono rapidamente ed efficacemente quando vengono attivati ??dalla luce del vicino infrarosso. Quando l’intera rete di attuatori su scala nanometrica si contrae, rimorchia i componenti del dispositivo circostante e alimenta i macchinari”, afferma Berna Ozkale, l’autore principale dello studio.

Con questo metodo, gli scienziati sono in grado di attivare a distanza più microattuatori in punti specifici, un approccio abile che produce risultati eccezionali. I microattuatori completano ogni ciclo di rilassamento-contrazione in millisecondi con grande sforzo.

Oltre alla sua utilità nella ricerca fondamentale, questa tecnologia offre anche applicazioni pratiche. Ad esempio, i medici potrebbero utilizzare questi dispositivi come minuscoli impianti medici per stimolare meccanicamente il tessuto o per attivare meccanismi per la somministrazione su richiesta di agenti biologici.

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