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Les robots avec des muscles imprimés en 3D sont alimentés par les épines des rats

Par Leah Crane

Les rats

Les neurones de la colonne vertébrale d'un rat ont pu contrôler les muscles imprimés en 3D

Alexander W Helin / Getty Images

Les robots fabriqués avec des épines de rat pourraient être utilisés pour étudier les maladies au fur et à mesure de leur progression dans les tissus et pourraient éventuellement conduire à des prothèses.

Collin Kaufman de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et ses collègues ont construit des robots biologiques en utilisant des muscles imprimés en 3D constitués de cellules de souris cultivées en laboratoire. Mais à eux seuls, les muscles ne peuvent pas faire grand-chose – ce qui est nécessaire est un moyen de les contrôler.

Au lieu d'attacher les muscles à un système de contrôle électrique, les chercheurs ont utilisé la partie d'une colonne vertébrale de rat qui contrôle les pattes arrière. Quand ils ont attaché la colonne vertébrale à un muscle, la colonne vertébrale s'est étendue les neurones en elle et a commencé à envoyer des signaux électriques à travers eux qui ont fait contracter le muscle.

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La colonne vertébrale et le muscle étaient reliés à un échafaudage flexible avec deux bras dépassant perpendiculairement à la colonne vertébrale, de sorte que lorsque le muscle se contractait, l'échafaudage fléchissait et les bras pointaient l'un vers l'autre.

"La moelle épinière est capable de reconnaître ces muscles et de faire ce qu'elle fait dans le corps – créer ces contractions rythmiques – après avoir été hors du corps pendant plus d'une semaine", explique Kaufman. Les contractions pourraient être contrôlées en ajoutant ou en supprimant des neurotransmetteurs du système.

Ces neurones rachidiens, qui constituent le système nerveux périphérique, sont notoirement difficiles à étudier chez les animaux vivants. En conséquence, il est difficile de comprendre les maladies qui les affectent, telles que la sclérose latérale amyotrophique (SLA), également connue sous le nom de maladie des motoneurones. Des systèmes comme celui-ci pourraient faciliter l'étude de la progression de ces maladies en temps réel, explique Kaufman.

Ce robot ne mesure que 6 millimètres de long, et les agrandir est un défi en raison de la difficulté d'obtenir des nutriments pour tous les tissus. Pourtant, une fois que nous aurons développé un moyen de les agrandir, ils pourraient avoir d'autres utilisations médicales.

«Finalement, quelque chose comme ça pourrait être utilisé pour les prothèses», explique Kaufman. Mais cela se ferait probablement en utilisant des tissus humains cultivés en laboratoire, pas des épines de rat, dit-il. "Personne n'aura les mains effrayantes de la colonne vertébrale du rat."

Référence de la revue: APL Bioengineering, DOI: 10.1063 / 1.5121440

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