Культура тканей человека in vitro удобнее использовать скелет робота

Операции по пересадке органов всегда можно увидеть в некоторых медицинских фильмах и телевизионных работах, а некоторые ткани можно регенерировать, используя собственные способности организма к восстановлению. Фактически, в дополнение к этому методу некоторые ткани человека также можно культивировать и трансплантировать in vitro, но развитие этой области все еще находится в зачаточном состоянии.

Одной из причин ограниченного развития культуры тканей in vitro является адаптивность. Ткани, выращенные в статической среде, нелегко подобрать по форме к части человеческого тела, и даже если они могут полагаться на такие конструкции, как шарниры, растянуть или согнуть ткань обычно можно только в одном направлении.

Поэтому исследователи из Оксфордского университета и робототехнической компании Devanthro придумали другое решение: если вы хотите выращивать вещества, которые могут двигаться и изгибаться, как сухожилия или мышцы, лучше всего максимально точно воссоздать их естественную среду, например, построив Человекоподобная среда (это исследование было опубликовано в журнале Nature Portfolio Communications Engineering).

Используя скелет робота с открытым исходным кодом, разработанный инженерами Devanthro, исследователи выбрали плечевой сустав в качестве места для выращивания ткани и настроили среду роста для ткани, которая могла бы вписываться в скелет и сгибаться по мере необходимости (эта среда роста называется биологическая среда (реактор).

Первоначальный дизайн гуманоидной руки Devanthro включает упрощенный шарнирный шарнир и девять мышечных приводов. С тех пор были внесены изменения, и скорректированное MSK (мышечно-скелетное) плечо ближе к анатомии человеческого плеча, чем исходная модель.

В экспериментах исследователи засевали волосовидные нити человеческими клетками и вводили в камеры стимулирующую рост, богатую питательными веществами жидкость.После периода роста клетки нужно было повторно ввести в копию человеческого тела. 30-минутная ежедневная зарядка для плеч.

Через некоторое время исследователи обнаружили, что самая быстрая пролиферация клеток наблюдалась в ткани, выращенной на гуманоидном каркасе, по сравнению с тканью, выращенной в статической среде. Даже при разной степени приложенной силы клетки демонстрировали сильно вытянутую морфологию.

Исходя из этого, исследователи полагают, что можно использовать гуманоидных роботов MSK (мышечно-скелетных) для поддержки инженерии тканей сухожилий путем культивирования клеток в гибких камерах биореактора, которые можно механически стимулировать на гуманоидных роботизированных руках.

Хотя точный потенциал этого исследования еще предстоит увидеть, текущая производительность показывает, что оно может преодолеть ограничения существующих биореакторных систем.

Например, его можно использовать для получения ткани для восстановления разорванного сухожилия вращательной манжеты плеча, тендинита, вызывающего слезотечение, распространенной проблемы с плечом и наиболее распространенной причины боли в плече у взрослых. Часто врачи накладывают швы, чтобы повторно прикрепить разорванное сухожилие к кости, но примерно в 40 процентах случаев восстановление не удается, поскольку ткань не заживает должным образом. Тканевые трансплантаты, которые стимулируют рост с помощью роботов-гуманоидов, могут приживаться более успешно.

Аналогичный подход можно распространить и на другие сухожилия (т. е. воздействуя на разные части тела) или даже на другие ткани (кости, связки, мышцы и т. д.). В дополнение к применениям в тканевой инженерии гуманоидные биореакторные системы также могут стать передовыми моделями культур in vitro для тестирования клеток, лекарств и биоматериалов, среди прочего.

Исследователи также считают, что эти гуманоидные роботы могут быть созданы на основе собственной физиологии пациента, что позволит персонализировать культуру тканей.

Стоит отметить, что хотя гуманоидный биореактор имеет свои преимущества, цель его изучения заключается не в замене существующих аналогичных платформ или решений, а в заполнении пробелов в нерешенном пути клинической трансляции.

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo