जीवशास्त्रज्ञ एकत्र जमले की एकाधिक दिशानिर्देशांमध्ये कृत्रिम स्नायू मिळविण्यासाठी, वैद्यकीय उपचार आणि रोबोट्समध्ये वापरण्याच्या दिशेने एक महत्त्वाचे पाऊल.
बरीच स्नायू संरेखन जोड्यांमध्ये काम करतात: हात दुरुस्त करण्यासाठी, बायसेप्स आरामदायक असताना आपण आपल्या तीन -हेड -हेड स्नायूशी करार करू शकता. इतर स्नायू अधिक अत्याधुनिक नमुन्यांमध्ये डिझाइन केल्या आहेत, जसे की आयरिसमध्ये स्नायू स्नायूंच्या स्नायूंच्या परिपत्रक टेप विद्यार्थ्यांचा आकार बदलण्यासाठी रेडिओलॉजिकल विस्ताराच्या स्नायूंसह कार्य करतात.
असे मानले जाते की आयरिसमधील स्नायूंचे जटिल गट म्हणजे प्रयोगशाळेत लागवड केलेल्या ऊतकांना एक आशादायक कल्पनापासून व्यावहारिक अनुप्रयोग असलेल्या साधनात बदलू शकेल.
मॅसेच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथे टिशू अभियांत्रिकीच्या प्राध्यापकांच्या नेतृत्वात असलेल्या रेटो रमणचा असा विश्वास आहे की आयरिसमधील स्नायूंच्या व्यवस्थेचे अनुकरण करण्यासाठी डिझाइन केलेले स्ट्रक्चरल स्नायू पेशींची पातळ शीट लावून हे स्नायू तयार करण्याचा एक मार्ग सापडला आहे.
नैसर्गिक आयरिसप्रमाणेच, प्रयोगशाळेने केलेली प्रत नुकतीच प्रकाशित झालेल्या पेपरनुसार एकाधिक दिशानिर्देशांमध्ये करार करून प्रकाशाला प्रतिसाद देते.
नैसर्गिक आयरिसच्या विपरीत, जे नॉन -व्हॉलंटरी गुळगुळीत स्नायूंवर अवलंबून असते – जे मानव स्वेच्छेने नियंत्रित करू शकत नाहीत – सिंथेटिक रमण स्नायू प्रकाशाच्या उत्तेजनाखाली अनुवांशिकरित्या सुधारित मस्क्युलोस्केलेटल पेशींमधून तयार केले जातात.
“आयरिस डिझाइनमुळे, आमचा विश्वास आहे की आम्ही हाडांच्या स्नायूंचा पहिला रोबोट दर्शविला आहे जो एकापेक्षा जास्त दिशेने सामर्थ्य निर्माण करतो,” रमणने एमआयटी न्यूजला सांगितले.
एकाधिक दिशानिर्देशांमध्ये वाकण्याच्या कृत्रिम स्नायू मिळविण्यापेक्षा अधिक प्रभावी म्हणजे कार्यसंघाने हे कसे केले: महागड्या सूक्ष्म -उत्पादन सुविधा किंवा मल्टी -स्टेप प्रक्रियेऐवजी उच्च -रेसोल्यूशन 3 डी प्रिंटरसह हाताने हाताने तयार केलेला डाग वापरणे.
टीमने असे निदर्शनास आणून दिले की “हा आकार 3 डी प्रिंटर (एसएलए) मुद्रित करण्याच्या अचूकतेत येतो,” असे जोडले की स्नायूंच्या तंतूंचे स्वरूप नियंत्रित करण्यासाठी आणि त्यांना संरेखित करण्यासाठी वेगवेगळ्या स्टॅम्पची जागा बदलली जाऊ शकते – अगदी व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध प्रिंटरचा वापर करून, जर एखाद्याने ऊतकांच्या विकासासाठी साहित्य आणि प्रयोगशाळेची परिस्थिती असेल तर.
“मायक्रोस्कोपिक डेकोरेशनद्वारे अॅक्ट्युअर्सचे टेम्प्लेटिंग टेम्प्लेटिंग” नावाच्या तंत्रामध्ये राळसह मुद्रित स्टॅम्प दाबणे, वास्तविक स्नायू ऊतकांच्या पेशीच्या बाहेरील वातावरणाचे अनुकरण करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या मऊ हायड्रोजेल स्तंभात सूक्ष्मदर्शक ग्रूव्हसह कोरलेले आहे. खोबणी लागवडीच्या माउस आणि मानवी संगीताच्या स्नायूंनी लावली आहेत, जे संरेखन तंतूंच्या नमुन्यांसह वाढतात. हा एक -मस्कल लेयर अनुवांशिकरित्या प्रकाशाच्या प्रतिसादात करारासाठी डिझाइन केलेला आहे.
या पथकाने म्हटले आहे: “मूळ आयरिस स्नायूंच्या कार्याची नक्कल करणार्या बहु -कारवाया ऑपरेटरच्या संकुचिततेच्या प्रतिसादात आम्हाला विद्यार्थ्यांच्या देशाबद्दल थोडासा आकुंचन दिसला आहे.” थोडक्यात, ते आधीच यशस्वी झाले आहे.
सिंथेटिक आयरिस स्वतःच लहान नसते – शोध पत्रकात आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, स्टॅम्पची पृष्ठभाग सेंटीमीटरवर कोरली गेली होती. रमणने आम्हाला सांगितले की तिच्या टीमच्या निकालांबद्दल काहीही नाही जे तंत्रज्ञानाचा वापर करून मोठ्या कृत्रिम स्नायूंच्या विकासास प्रतिबंध करेल.
“फ्लॅट परिमाणात काहीही प्रतिबंधित करत नाही – आपल्याला फक्त अधिक पेशींची आवश्यकता आहे,” रमन म्हणाला रेकॉर्ड ईमेलमध्ये. हे देखील जाड असू शकते. “आम्ही या अभ्यासामध्ये फक्त मोनोक्रोमकडे पाहिले, परंतु आम्ही भविष्यातील मल्टी -लेयर स्ट्रक्चर्समध्ये शोधत आहोत.”
कृत्रिम स्नायू पेशी सक्षम असलेल्या स्वातंत्र्याच्या एकाधिक अंशांमध्ये मऊ, मऊ, मऊ, मऊ विकसित करण्यासाठी या ऊतींच्या वापराचा उल्लेख पेपरमध्ये आहे, परंतु रमण म्हणाले की त्याचा प्रयोगशाळेचा शोध सायबर्गच्या विकासापुरता मर्यादित नाही.
“एक सेंटीमीटरपेक्षा जास्त स्नायू तयार करणे, तसेच ते कंडरा आणि हाडांशी कसे जोडतात हे समजून घेणे, आम्ही आमच्या प्रयोगशाळेत आपण ज्या गोष्टी शिकत आहोत त्याचा एक व्यापक भाग आहे,” रमन स्पष्ट केले. “आमचे ध्येय केवळ चांगले रोबोट बनविणे नाही तर स्नायू किंवा जखम असलेल्या रूग्णांना पुन्हा नेव्हिगेट करणार्या उपचारांचा विकास करण्यास मदत करणे हे आहे.”
तिच्या टीमने हे करण्यात यापूर्वीच यश मिळवले आहे: २०२23 मध्ये रमन आणि तिच्या सहका .्यांनी एक अभ्यास प्रकाशित केला ज्यामध्ये असे दिसून आले आहे की डिझाइन केलेल्या मस्क्युलोस्केलेटल टिशू उंदीरमध्ये जडांनी त्यांच्या मागच्या टोकावरील व्हॉल्यूमेट्रिक स्नायूंच्या नुकसानीसह नेव्हिगेशन पुनर्संचयित करण्यास मदत केली. स्नायू पॅचिंग प्रकाशाच्या संपर्कात असताना संकुचित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.
2023 मध्ये रमण म्हणाला.
दोन आठवड्यांतच, चाचणी विषय कार्यसंघाच्या चळवळीस पूर्णपणे मिळतात, टीमच्या म्हणण्यानुसार.
रमण आणि तिचे सहकारी संशोधक मोठ्या कृत्रिम स्नायू तयार करून मुद्रांक सुरू ठेवण्याचा विचार करतात, तसेच इतर ऊती तयार करण्यासाठी त्यांचा मार्ग देखील वापरला जाऊ शकतो की नाही हे पाहण्याचा अनुभव आहे.
“इतर कोणत्याही प्रकारच्या सेलसह हे करण्यास प्रतिबंधित करणारे असे काहीही नाही,” रमन म्हणाला. ®
