人体组织体验了各种机械刺激,可以影响其进行其生理功能的能力,例如保护器官免受伤害。这种刺激对体内和体外活组织的控制应用现已证明有助于研究导致疾病的条件。
在ÉcolePolytechniqueFédéraledeLausanne(EPFL),Selman Sakar的研究团队已经开发出能够机械刺激细胞和微发布的微机械。这些工具由细胞大小的人工肌肉提供动力,可以在微观规模上在生理条件下进行复杂的操纵任务。该工具由微致动器和软机器人设备组成,由激光束无线激活。它们还可以包含微流体芯片,这意味着它们可用于进行组合测试,该测试涉及高通量化学和机械刺激各种生物样品。
像乐高
科学家们在观察了运动系统的运行后,产生了这个想法。Sakar说:“我们想通过分布式驱动器的收缩和柔性机构的变形来创建一个模块化系统。”
他们的系统涉及组装各种水凝胶组分 - 好像它们是乐高砖 - 形成柔顺的骨架,然后在骨架和微致动器之间产生肌腱状聚合物连接。通过以不同方式将砖和执行器组合,科学家可以创建一系列复杂的微磁血。“通过近红外光激活时,我们的软执行器迅速且有效地合同。当整个纳米尺度执行器网络合同时,它在周围设备组件上拖压并为机器提供动力,“该研究的领先作者伯纳奥茨卡尔说。
通过这种方法,科学家们能够远程激活指定位置的多个微驱动器——这是一种灵巧的方法,能够产生异常的结果。微驱动器在大应变下完成每个收缩-松弛周期,时间为毫秒。
除了在基础研究方面的应用,这项技术也提供了实际应用。例如,医生可以将这些设备用作微型医疗植入物,以机械刺激组织或驱动按需输送生物制剂的机制。