Los robots con músculos impresos en 3D funcionan con espinas de rata

Por Leah Crane

Alexander W Helin / Getty Images

Los robots hechos con espinas de rata podrían usarse para estudiar enfermedades a medida que avanzan a través del tejido y podrían conducir a protesis.

Collin Kaufman de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y sus colegas han construido robots biológicos utilizando músculos impresos en 3D formados por células de ratón cultivadas en el laboratorio. Pero los músculos por sí solos no pueden hacer mucho, lo que se necesita es una forma de controlarlos.

En lugar de unir los músculos a un sistema de control eléctrico, los investigadores usaron la parte de una columna vertebral de rata que controla las patas traseras. Cuando unieron la columna vertebral a un músculo, la columna vertebral se expandió neuronas dentro y comenzó a enviar señales eléctricas a través de ellos que hicieron que el músculo se contrajera.

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La columna vertebral y el músculo estaban conectados a un andamio flexible con dos brazos que sobresalían perpendiculares a la columna vertebral, de modo que cuando el músculo se contraía, el andamio se flexionaba y los brazos apuntaban uno hacia el otro. ; otro.

"La médula espinal puede reconocer estos músculos y hacer lo que hace en el cuerpo, creando estas contracciones rítmicas, después de estar fuera del cuerpo durante más de una semana", dice Kaufman. Las contracciones podrían controlarse agregando o eliminando neurotransmisores del sistema.

Estas neuronas espinales, que constituyen el sistema nervioso periférico, son notoriamente difíciles de estudiar en animales vivos. Como resultado, es difícil entender las enfermedades que los afectan, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), también conocida como enfermedad de la neurona motora.. Sistemas como este podrían facilitar el estudio de la progresión de estas enfermedades en tiempo real, dice Kaufman.

Este robot tiene solo 6 milímetros de largo, y su ampliación es un desafío debido a la dificultad de obtener nutrientes para todos los tejidos. Sin embargo, una vez que hayamos desarrollado una forma de agrandarlos, pueden tener otros usos médicos.

"En última instancia, algo como esto podría usarse para las dentaduras postizas", dice Kaufman. Pero eso probablemente se haría utilizando tejido humano cultivado en el laboratorio, no espinas de rata, dijo. "Nadie tendrá las manos aterradoras de la columna vertebral de la rata".

Referencia del diario: APL Bioingeniería, DOI: 10.1063 / 1.5121440