Microroboți care vindeca oasele rupte?

Microroboți creați din diferite materiale și celule care se materializează după un anumit timp deschid noi orizonturi în vindecarea fracturilor complexe.

Într-un studiu, cercetătorii de la Linköping (Suedia) și de la Universitatea din Okinawa (Japonia) explică că au creat microroboți capabili să reproducă fenomenul de întărire a oaselor. Ei pot lua o mare varietate de forme înainte de întărire.

Combinând materiale biologice și sintetice, echipa de oameni de știință a creat un material care reproduce fenomenul de întărire a oaselor craniului după naștere. Cercetătorii au realizat astfel un microrobot bio-inspirat care poate lua diferite forme înainte de a se mineraliza și de a se stabiliza în forma sa finală.

Microroboți atât sintetici, cât și biologici

Nașterea acestui material este legată fundamental de oasele care permit nașterea noastră. Într-adevăr, fontanelele, spațiile membranoase dintre oasele craniului care se deformează în zorii vieții noastre și care se întăresc în anii următori, sunt cele care au inspirat crearea sa. De fapt, la fel ca și viețile noastre care au început cu o întâlnire, realizarea acestor microroboți hibrizi a început cu o întâlnire între cercetătorii suedezi în materiale și oameni de știință japonezi care efectuează un studiu privind întărirea oaselor.

Cele două echipe au combinat materiale, care își pot schimba forma prin impulsuri electrice și celule care au proprietatea de a se mineraliza după un anumit timp de incubare. Cercetătorii de la Universitatea Linköping au furnizat o combinație între un polimer (polipirol) și un gel compus din alginat. Datorită lor, atunci când se aplică un curent, microrobotul se îndoaie.

În plus, își pot schimba direcția prin trasarea unor linii în gel. Astfel, dacă cercetătorii desenează o linie perpendiculară, microrobotul va forma un semicerc, în timp ce diagonalele vor avea o formă elicoidală.

Cercetătorii de la Universitatea din Okinawa au adus capacitatea robotului de a se întări prin intermediul PMNF-urilor (nanofragmente ale membranei plasmatice a fontanelelor) care permit celulelor să se mineralizeze.

Citește și: Cușca Rocher, tot ce trebuie să știi

Prin scufundarea microroboților care au integrat PMNF-uri în culturi celulare asemănătoare cu condițiile fiziologice ale corpului uman, cercetătorii au descoperit că microroboții au devenit complet mineralizați după 5 zile de incubație și au putut astfel să capete o formă definitivă.

O aplicație medicală planificată

Acești microroboți ar putea fi utilizați în contextul fracturilor complexe care urmează să fie tratate, permițând oaselor să aibă o bază stabilă pe care să se reconstruiască. În timpul experimentelor, cercetătorii au arătat că materialele care compun microroboții ar putea înconjura un os de pui și să crească odată cu acesta.

„Prin controlul modului în care hardware-ul se rotește, putem face microrobotul să se miște în diferite moduri și, de asemenea, controlăm desfășurarea hardware-ului în osul rupt. Putem integra aceste mișcări în structura hardware-ului și putem evita realizarea de programe complexe pentru a le conduce.”, spune Edwin Jager, profesor asociat la Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie de la Universitatea Linköping și coautor al studiului. Cercetătorii trebuie să testeze compatibilitatea microroboților lor cu celulele vii. Sursa: sciencesetavenir.fr