Kultivieren Sie menschliches Gewebe in vitro, es ist bequemer, ein Roboterskelett zu verwenden

Organtransplantationen sind immer wieder in einigen medizinischen Film- und Fernseharbeiten zu sehen, und einige Gewebe können mithilfe der körpereigenen Reparaturfähigkeit regeneriert werden. Neben dieser Methode können zwar auch einige menschliche Gewebe in vitro kultiviert und transplantiert werden, aber die Entwicklung auf diesem Gebiet steckt noch in den Kinderschuhen.

Einer der Gründe für die begrenzte Entwicklung von In-vitro-Gewebekulturen ist die Anpassungsfähigkeit. In einer statischen Umgebung gewachsenes Gewebe passt sich nicht einfach der Form eines menschlichen Körperteils an, und selbst wenn es sich auf Strukturen wie Scharniere zur Unterstützung verlassen kann, ist es normalerweise nur möglich, das Gewebe in eine Richtung zu dehnen oder zu biegen.

Forscher der Oxford University und des Robotik-Unternehmens Devanthro haben sich daher eine andere Lösung einfallen lassen: Wenn man Substanzen züchten will, die sich wie Sehnen oder Muskeln bewegen und biegen können, ist es am besten, ihre natürliche Umgebung so genau wie möglich nachzubilden, etwa durch den Bau eines Menschenähnliche Umgebung (diese Forschung wurde im Nature Portfolio Journal Communications Engineering veröffentlicht).

Unter Verwendung eines Open-Source-Roboterskeletts, das von Devanthro-Ingenieuren entwickelt wurde, wählten die Forscher das Schultergelenk als Ort für das Wachstum des Gewebes und passten eine Wachstumsumgebung für das Gewebe an, das in das Skelett passte, um sich nach Bedarf zu biegen (diese Wachstumsumgebung heißt einer biologischen Umgebung).Reaktor).

Devanthros ursprünglicher Entwurf für einen humanoiden Arm umfasst ein vereinfachtes Kugelgelenk und neun Muskelaktuatoren. Seitdem wurden Änderungen vorgenommen, und die angepasste MSK-Schulter (Musculoskeletal) ist der Anatomie der menschlichen Schulter näher als das ursprüngliche Modell.

In den Experimenten besiedelten die Forscher haarähnliche Filamente mit menschlichen Zellen und injizierten die Kammern mit einer wachstumsfördernden, nährstoffreichen Flüssigkeit.Nach einer Wachstumsphase mussten die Zellen wieder in einen nachgebildeten menschlichen Körper eingebracht werden.Do a daily 30-minütige tägliche Übung für Ihre Schultern.

Nach einiger Zeit stellten die Forscher fest, dass die schnellste Zellproliferation in dem Gewebe beobachtet wurde, das auf dem humanoiden Gerüst gezüchtet wurde, verglichen mit dem Gewebe, das in einer statischen Umgebung gezüchtet wurde. Selbst bei unterschiedlich starker Krafteinwirkung zeigten die Zellen stark gestreckte Morphologien.

Daher glauben die Forscher, dass es machbar ist, humanoide MSK-Roboter (Musculoskeletal) zur Unterstützung der Sehnengewebezüchtung zu verwenden, indem Zellen in flexiblen Bioreaktorkammern kultiviert werden, die auf humanoiden Roboterarmen mechanisch stimuliert werden können.

Während das genaue Potenzial dieser Forschung abzuwarten bleibt, zeigt die aktuelle Leistung, dass sie die Einschränkungen der derzeitigen Bioreaktorsysteme überwinden kann.

Beispielsweise kann es verwendet werden, um Gewebe zur Reparatur einer gerissenen Rotatorenmanschettensehne, einer Sehnenentzündung, die Risse verursacht, eines häufigen Schulterproblems und der häufigsten Ursache für Schulterschmerzen bei Erwachsenen, herzustellen. Oft verwenden Ärzte Nähte, um die gerissene Sehne wieder am Knochen zu befestigen, aber in etwa 40 Prozent der Fälle scheitert die Reparatur, weil das Gewebe nicht richtig heilt. Gewebetransplantate, die das Wachstum mit humanoiden Robotern stimulieren, heilen möglicherweise erfolgreicher.

Ein ähnlicher Ansatz kann auch auf andere Sehnen (dh auf andere Körperteile) oder sogar auf andere Gewebe (Knochen, Bänder, Muskeln usw.) ausgeweitet werden. Neben Anwendungen in der Gewebezüchtung haben humanoide Bioreaktorsysteme auch das Potenzial, zu fortschrittlichen In-vitro-Kulturmodellen zu werden, unter anderem zum Testen von Zellen, Arzneimitteln und Biomaterialien.

Die Forscher glauben auch, dass diese humanoiden Roboter basierend auf der eigenen Physiologie eines Patienten gebaut werden könnten, was eine personalisierte Gewebekultur ermöglicht.

Es ist erwähnenswert, dass der humanoide Bioreaktor zwar seine eigenen Vorteile hat, der Zweck seiner Untersuchung jedoch nicht darin besteht, die bestehenden ähnlichen Plattformen oder Lösungen zu ersetzen, sondern die Lücken im ungelösten klinischen Übertragungsweg zu schließen.

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