本文来源爱范儿
在少许与医疗相干的影视作品总是能见到器官移植手术,应用人体本身的修缮能力,某些组织就可以实现再生。除了这类形式,本来有些人体组织也可行在体外发展培育再移植,只是这一范畴的进行还在起步阶段。
体外组织培育进行受限的原因之一便是适配性。在静态环境中培养出的组织,与人体部分的形状配合其实不简单,即使是可行依托铰链等构造发展协助,平常也只能在一种方向上对组织发展延伸或弯曲。
因而牛津大学和机器人企业 Devanthro 的探讨人士想出了一种不同的方案:假如想培养像肌腱或肌肉一样能够搬动和弯曲的物质,那最佳尽可能明确地重建他们的当然生长环境,例如造一种近似人体的环境(这项探讨已刊登在 Nature Portfolio 的期刊《Co毫米unications Engineering》中)。
探讨人士采纳了由 Devanthro 工程师设置的开源机器人骨架,抉择肩关节作为培育组织的部位,并为可行安装到骨架中来依据须要发展弯曲的组织定制了一种生长环境(这类生长环境被称为生物反映器)。
Devanthro 一最初设置的人形手臂,包括一种简单化的球窝关节和 9 个肌肉执行器。以后又发展了改动,通过调度的 MSK(肌肉骨骼)肩部比原始模子更挨近人体肩部的解剖构造。
实验中,探讨人士将人类细胞播种在毛发状细丝上,并在腔室中注入一个推进生长的富含营养的液体,这点细胞在通过一段时间内的生长后,还须要在仿制的人体肩部上每天发展 30 分钟的平常锻炼。
一段时间后,经过与在静态环境中培养的组织比较,探讨人士发觉,在仿人骨架上培养的组织观看到最快的细胞增殖。即使施加的力水平有所不同,但细胞都显现出高度拉长的形态。
因此,探讨人士以为,运用 MSK(肌肉骨骼)仿人机器人经过在柔性生物反映器室中培育细胞来扶持肌腱组织工程是可以的,生物反映器可行在仿人机器人手臂上发展机械刺激。
尽管这项探讨的进行潜力究竟如何另有待进一步的探讨,但从日前的体现来看,它能克服当前生物反映器体系存留的有限。
例如它可用于制造组织来修缮肩袖肌腱撕裂,引起撕裂这一常见肩部难题的肌腱炎,也是成人肩部疼痛的最多见原因。平常医生会运用缝合线将分裂的肌腱从新接连到骨骼上,但约 40% 的病例会由于组织愈合不良而修缮不成功。假如运用类人机器人刺激生长的组织移植物,可能会更成功地愈合。
相似的方法还可行扩展到其它肌腱(即针对身体的不同位子)甚而其它组织(骨骼、韧带、肌肉等)上。除了组织工程利用外,类人生物反映器体系也有可能成为领先进步的体外培育模子,用于测试细胞、药物和生物资料等。
探讨人士还以为,这点类人机器人可行依据患者本身的生理机能生产,这样就可以个性化地对组织发展培育。
值得一提的是,虽然仿人生物反映器有本人的优势,但探讨它目的其实不是筹算取代现存的相似平台或方案,却是期望能填补尚未解决的临床转化门径中的空白。
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