化学

今、生きている筋細胞を動力源とするあなた自身の歩く「バイオボット」を3Dプリントします

これで、生きている筋細胞を動力源とし、電気パルスと光パルスで制御される、独自の小さな歩行用「バイオボット」を3Dプリントできます。

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インド起源の1つを含む科学者によって開発された新世代のロボット「レシピ」のおかげで、生きている筋細胞を動力源とし、電気パルスと光パルスで制御される独自の小さな歩行バイオボットを3Dプリントできるようになりました。



これにより、これらのシステムがいつの日か、自己組織化、自己組織化、自己修復、環境に最適な構成と機能の適応などの複雑な動作を示す可能性があります。

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このプロトコルは、骨格の3D印刷から骨格筋アクチュエータの組織工学まで、バイオボットを構築するすべてのステップを教えています。これには、ラボで使用するすべてのもののメーカーと部品番号が含まれます。米国のUrbana-Champaignでのイリノイ大学。



ラマン氏によると、このプロトコルは基本的に、結果を再現し、さまざまなアプリケーション向けに独自のバイオボットを構築するためのフレームワークを提供したい世界中の科学者のためのワンストップリファレンスとなることを目的としています。チームは、柔軟な3D印刷されたヒドロゲルと生細胞で作られた、サイズが1センチメートル未満のバイオボットの設計と構築のパイオニアです。

2012年、このグループは、ラットの心臓細胞を叩くことで、自力で歩くことができるバイオボットを実証しました。ただし、心臓細胞は絶えず収縮し、研究者がボットの動きを制御することを拒否しています。

この論文の目的は、他の研究者や教育者が構築するためのツールと知識を持てるように、他の人が作業を簡単に複製し、「生物学で構築する」というアイデアをさらに浸透させるのに役立つ詳細なレシピとプロトコルを提供することでした。これらのバイオハイブリッドシステムは、私たちが社会として直面している健康、医療、環境の課題に対処しようとしていると、イリノイ州の生物工学部門の責任者であるRashidBashir氏は述べています。

ラマン氏によると、3D印刷の革命により、このように「生物学で構築する」ために必要なツールが提供されました。 3D印刷された射出成形金型を再設計して、さまざまなバイオボット骨格のいずれかに手動で転送できる骨格筋の「リング」を作成したと彼女は述べています。これらのリングは、筋ストリップによって生成されるものと同様の受動的および能動的な張力を生成することが示されました。

マサチューセッツ工科大学(MIT)の共同研究者と協力して、470nmの青色光のパルスによって収縮するように刺激できる光応答性骨格筋細胞株を遺伝子操作したとRaman氏は付け加えました。得られた光遺伝学的筋輪は、対称的な幾何学的デザインの多足バイオボット骨格に結合されたと彼女は述べた。

ラマン氏によると、電気刺激よりも光刺激を時空間的に制御することで可能になった局所的な収縮刺激を使用して、方向性のある移動と2D回転ステアリングを駆動しました。

この研究は、ジャーナルNatureProtocolsに掲載されています。