Искусственную радужку глаза впервые вырастили в лаборатории

Мы двигаемся благодаря координации между многими волокнами скелетных мышц, которые синхронно сокращаются и тянутся. В то время как некоторые мышцы лежат в одном направлении, другие образуют сложные узоры.

В последние годы ученые и инженеры рассматривают мышцы как потенциальные приводы для «биогибридных» роботов — машин, работающих на мягких, искусственно выращенных мышечных волокнах. Такие биоботы могли бы извиваться и шевелиться в пространствах. Однако в большинстве случаев исследователям удалось изготовить только искусственные мышцы, которые тянут в одном направлении, ограничивая диапазон движения робота.

Недавно инженеры Массачусетского технологического института разработали метод выращивания искусственной мышечной ткани, которая двигается и сгибается в нескольких скоординированных направлениях. В качестве демонстрации они вырастили искусственную, работающую на мышцах структуру, которая тянет как концентрически, так и радиально, подобно тому, как действует радужная оболочка человеческого глаза, расширяя и сужая зрачок. Научная статья вышла в Biomaterials Science

Исследователи изготовили искусственную радужку, используя новый подход «штамповки». Сначала на 3D-принтере напечатали небольшой ручной штамп с микроскопическими бороздками, каждая из которых была размером с одну клетку. Затем вдавили штамп в мягкий гидрогель и засеяли полученные бороздки настоящими мышечными клетками. Клетки росли вдоль бороздок внутри гидрогеля, образуя волокна. Когда исследователи стимулировали волокна, мышца сокращалась в нескольких направлениях, следуя ориентации волокон.

Команда утверждает, что штамп можно напечатать с помощью настольных 3D-принтеров и снабдить различными узорами микроскопических канавок. Штамп можно использовать для выращивания сложных узоров мышц — и потенциально других типов биологических тканей (нейроны и клетки сердца) — которые выглядят и действуют как их живые аналоги.