人造肌肉纖維可用作細(xì)胞支架 有望開發(fā)人體活動(dòng)系統(tǒng)3D模型
來源：科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間：2023-05-29 15:57:24
在兩項(xiàng)新的研究中，美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)并測試了一系列可以改變形狀并像肌肉一樣產(chǎn)生力量的紡織纖維。在新一期《執(zhí)行器》期刊上發(fā)表的一項(xiàng)研究中,，研究人員重點(diǎn)研究了這種材料對(duì)人造肌肉力量和收縮長度的影響,。這些發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員為不同的應(yīng)用量身定做纖維。
在發(fā)表于《仿生學(xué)》上的另一項(xiàng)概念驗(yàn)證研究中,，研究人員測試了該纖維作為活細(xì)胞支架的情況,。研究發(fā)現(xiàn)，這種纖維（被稱為纖維機(jī)器人）可被用來開發(fā)人體活動(dòng)系統(tǒng)的3D模型,。
研究人員用類似橡膠的材料制成了氣球狀管子,，并將其封裝在紡織護(hù)套中，從而制造出了可變形的纖維,。用氣泵給氣球內(nèi)部充氣會(huì)使護(hù)套膨脹,，導(dǎo)致它變短。他們測量了由不同材料制成的纖維的受力和收縮率,，以了解材料和性能之間的關(guān)系,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，更結(jié)實(shí),、直徑更大的紗線會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的收縮力,，用于制作氣球的材料也會(huì)影響收縮的幅度和力度。
研究人員表示,，他們可根據(jù)設(shè)備所需的性能來定制材料特性,。如果將這種設(shè)備做得足夠小，就有可能將其用于織物成型和其他紡織應(yīng)用,，包括可穿戴設(shè)備和輔助設(shè)備,。
在一項(xiàng)后續(xù)研究中，研究人員評(píng)估了是否可將形狀改變的纖維用作成纖維細(xì)胞的支架,。成纖維細(xì)胞是結(jié)締組織中的一種細(xì)胞類型,，有助于支持其他組織或器官,。
他們研究了細(xì)胞對(duì)變形纖維運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)，以及對(duì)纖維結(jié)構(gòu)中使用的不同材料的反應(yīng),。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，這些細(xì)胞能夠覆蓋甚至穿透纖維機(jī)器人的編織鞘。在這項(xiàng)研究的3D動(dòng)態(tài)培養(yǎng)中,，細(xì)胞可存活長達(dá)72小時(shí),。
研究人員表示，纖維機(jī)器人非常適合作細(xì)胞的支架,，其能改變頻率和收縮率,，為細(xì)胞創(chuàng)造更合適的環(huán)境。研究最終的目標(biāo)是將這些纖維作為干細(xì)胞的支架,，或者在未來的研究中使用它們來開發(fā)人造器官,。
【總編輯圈點(diǎn)】
新型材料是承載各種高端功能的載體，各領(lǐng)域前沿科技的發(fā)展越來越離不開材料科技的支撐,。拿人造肌肉纖維來說,，這種材料在柔性電子領(lǐng)域大有用武之地。如果用人造肌肉纖維作為服務(wù)機(jī)器人的制造材料,，那么機(jī)器人將不再那么生硬冰冷,，而變得更加“溫柔可親”。不僅如此,，將其用于可穿戴領(lǐng)域,，消費(fèi)者也可以享受到更多與人體皮膚更加貼合，使用起來無痕,、無感的電子產(chǎn)品,。這些，都要感謝材料科技的進(jìn)步,。（張佳欣）
責(zé)任編輯：邢敏
