Искусственные мышечные волокна могут служить каркасом для клеток

В двух новых исследованиях учёные из Университета штата Северная Каролина разработали и протестировали серию текстильных волокон, которые могут менять форму и генерировать усилие, как мышца.

Изучение материалов для искусственных мышц

В первом исследовании (Actuators) фокус был на влиянии материалов на силу и степень сокращения искусственных мышц. Волокна созданы путём инкапсуляции баллоноподобной трубки из резиноподобного материала в плетёную текстильную оболочку. Накачивание внутреннего баллона воздушным насосом заставляет оболочку расширяться и укорачиваться.

Ключевые выводы:

• Более прочные и толстые нити генерируют более сильное усилие сокращения.
• Материал баллона влияет на величину сокращения и генерируемой силы.
• Свойства материалов можно адаптировать под требуемые характеристики устройства, включая миниатюризацию для применения в тканях, носимых и вспомогательных устройствах.

Волокна как динамический клеточный каркас

Во втором, пилотном исследовании (Biomimetics), эти же волокна ("волоконные роботы") протестировали как каркас для живых клеток — фибробластов.

Результаты:

• Клетки способны покрывать и даже проникать в плетёную оболочку волокна.
• Клетки выживали в этой 3D динамической среде до 72 часов.
• Сокращение волокна сверх определённого уровня приводило к снижению метаболической активности клеток по сравнению со статичным устройством.

Перспективы: Эта технология — шаг вперёд по сравнению с 2D-моделями растяжения клеток. В будущем её можно использовать для создания 3D-моделей живых, движущихся систем организма, изучения влияния механического стресса на клетки, дифференциации стволовых клеток и, в перспективе, разработки искусственных органов.