Robotrog met levende hartcellen
Amerikaanse onderzoekers hebben een robotrog gemaakt met levende, samentrekkende hartcellen. Deze robot kan net als een echte rog zijn vinnen op en neer bewegen in water.
Roggen hebben een platte lichaamsvorm met zijvinnen die bij de kop beginnen en eindigen bij de basis van de staart. Ondanks deze simpele bouw beweegt een rog zich soepel door het water. Hierdoor is zijn lichaamsvorm een goed voorbeeld voor een nieuw soort bio-geïnspireerd systeem, dat biologie en elektronica combineert.
Cellen in hydrogel
Onderzoekers van de University of California at Los Angeles (UCLA) hebben daarom een robotrog gemaakt. De robot is 10 mm lang en bestaat uit meerdere lagen. In de eerste laag bevinden zich de levende hartcellen, afkomstig van ratten; deze cellen zorgen voor de beweging van de robot.
In een volgende laag zitten gouden elektroden. Wanneer hierover een elektrische spanning komt te staan, trekken de hartcellen zich tegelijk samen, waardoor de robot zijn vinnen beweegt. De elektroden zijn flexibel, zodat ze meebuigen als de cellen zich samentrekken. Ze zijn ingepakt tussen twee lagen hydrogel, een grotendeels uit water bestaande gel. Door het patroon van de hydrogel kunnen de hartcellen zich maar in één richting samentrekken; zo gaan de vinnen van de rog op en neer.
De ontwikkeling van bio-geïnspireerde systemen leidt in de toekomst mogelijk tot robotica die biologische weefsels en elektronische systemen combineert. ‘Ons onderzoek gaat hopelijk bijdragen aan therapieën voor mensen die ziek zijn. Denk aan pleisters die hartweefsel stimuleren dat is verzwakt na een hartinfarct’, zegt hoogleraar biotechnologie Ali Khademhosseini van UCLA in een persbericht. De onderzoekers publiceerden hun resultaten vorige week in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials.
De robotrog beweegt zijn vinnen goed op en neer, maar hij kan niet vooruit zwemmen. Toch vormt de robot een mooi opstapje voor nieuw onderzoek naar de lokale elektrische stimulatie van celdragende objecten, zoals bij deze robotrog het geval is. Uiteindelijk kan zulk onderzoek leiden tot stukjes spier met geïntegreerde elektrische stimulatoren, die voor weefselregeneratie (het volledige herstel van beschadigd weefsel) zorgen.
Openingsbeeld: artistieke interpretatie van de robotrog. Credits: UCLA Engineering
