体外造就人体组织，用机器人骨架更便利

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在一些与医疗相干的影视作品老是能看到器官移植手术，利用人体本身的修复才能，某些组织就可以完成再生。除了这类形式，其实有些人体组织也能够在体外进行造就再移植，不外这一畛域的开展还在起步阶段。


▲图片来自：Lonza Bioscience
体外组织造就开展受限的缘故之一就是适配性。在动态环境中培育出的组织，与人体部份的外形婚配其实不容易，即使是能够依托铰链等构造进行辅佐，通常也只能在一个标的目的上对组织进行拉伸或蜿蜒。


▲图片来自：Unsplash
因而牛津大学和机器人公司 Devanthro 的钻研人员想出了一个不同的计划：假如想培育像肌腱或肌肉同样可以挪动和蜿蜒的物资，那最佳尽量精确地重建它们的天然成长环境，好比造一个近似人体的环境（这项钻研已登载在 Nature Portfolio 的期刊《Co妹妹unications Engineering》中）。


▲图片来自：FISHER STUDIOS
钻研人员采取了由 Devanthro 工程师设计的开源机器人骨架，选择肩关节作为造就组织的部位，并为能够装置到骨架中来按照需求进行蜿蜒的组织定制了一个成长环境（这类成长环境被称为生物反映器）。
Devanthro 一开始设计的人形手臂，包罗一个简化的球窝关节和 9 个肌肉履行器。之后又进行了改变，通过调剂的 MSK（肌肉骨骼）肩部比原始模型更接近人体肩部的解剖构造。


▲ 图片来自：《Co妹妹unications Engineering》
试验中，钻研人员将人类细胞收获在毛发状细丝上，并在腔室中注入一种增进成长的富含养分的液体，这些细胞在通过一段时间内的成长后，还需求在仿造的人体肩部上天天进行 30 分钟的日常熬炼。
一段时间后，经过与在动态环境中培育的组织比拟，钻研人员发现，在仿人骨架上培育的组织视察到最快的细胞增殖。即使施加的力水平有所不同，但细胞都显示出高度拉长的状态。


▲图片来自：《Co妹妹unications Engineering》
由此，钻研人员以为，使用 MSK（肌肉骨骼）仿人机器人经过在柔性生物反映器室中造就细胞来反对肌腱组织工程是可行的，生物反映器能够在仿人机器人手臂上进行机械安慰。
虽然这项钻研的开展后劲到底如何还有待进一步的钻研，但从目前的表示来看，它能战胜以后生物反映器零碎存在的局限。


▲图片来自：FISHER STUDIOS
好比它可用于出产组织来修复肩袖肌腱撕裂，惹起撕裂这一常见肩部问题的肌腱炎，也是成人肩部疼痛的最多见缘故。通常医生会使用缝合线将断裂的肌腱从新衔接到骨骼上，但约 40% 的病例会由于组织愈合不良而修复失败。假如使用类人机器人安慰成长的组织移动物，可能会更胜利地愈合。


▲图片来自：Medical News Today
相似的办法还能够扩展到其余肌腱（即针对身材的不同地位）乃至其余组织（骨骼、韧带、肌肉等）上。除了组织工程运用外，类人生物反映器零碎也有可能成为先进的体外造就模型，用于测试细胞、药物和生物资料等。
钻研人员还以为，这些类人机器人能够按照患者本身的生理性能制作，这样就可以共性化地对组织进行造就。
值得一提的是，只管仿人生物反映器有本人的劣势，但钻研它目的并非打算取代现有的相似平台或计划，而是但愿能填补尚未解决的临床转化途径中的空白。